Pirinač (Oriza sativa L.), glavna namirnica koja hrani više od polovine sveta, pretrpela je značajnu transformaciju i napredak u regeneraciji u poslednje dve decenije. Iako je transformacija posredovana agrobakterijama bila uspešna u nekoliko sorti pirinča, naišla je na prepreke efikasnosti, posebno kod novorazvijenih indica sorti iz Južne Kine. Nepostojanje doslednog protokola ‘zlatnog standarda’ za transformaciju, posebno kod indika sorti, naglašava potrebu za dublje istraživanje i razumevanje.
Rad pod naslovom „Efikasnost transformacije posredovane agrobakterijama i fenotipovi zrna u šest sorti pirinča indica i japonica“ objavljen je u Seed Biologi 30. marta 2023.
U ovoj studiji, procenjena je kultura tkiva i performanse transformacije šest sorti pirinča, sa fokusom na sortu indica Nanguizhan (NGZ), koja je prethodno razvijena zbog svoje temperaturne osetljivosti.
Prvo, istraživači su uporedili sortu ZH11, poznatu po svojoj efikasnosti u transformaciji posredovanoj agrobakterijama, sa pet drugih indica sorti pirinča koje su se razlikovale po agronomskim osobinama vezanim za zrno, i otkrili su da su ove sorte veoma različite u kritičnim agronomskim osobinama vezanim za zrno. NGZ je identifikovan kao sorta pirinča superiornog kvaliteta zbog niske stope zrna krede i poželjnih atributa zrna zajedno sa oblikom i performansama mlevenja, posebno povoljnim za funkcionalne studije veličine zrna i oblika.
Da bi generisali transgene biljke i procenili učinak kulture kalusa, istraživači su koristili dva plazmida: jedan za prekomernu ekspresiju GSN1, a drugi za izbacivanje GSN1 kroz uređivanje gena CRISPR-Cas9.
Na osnovu fenotipa i statističke analize, kao i stope indukcije kalusa, rangiranje ovih šest varijeteta je sledeće: ZH11 (88,7%), ZS97 (83,3%), NGZ (82%), ID6 (77,6%), HHZ ( 72,7%) i Kasalat (64,2%).
Ovi rezultati su potvrdili da sorte pirinča indica NGZ imaju dobru sposobnost indukcije kalusa u komercijalnim uslovima indukcije kalusa (CIM). Štaviše, fenotipovi T2 semena iz šest sorti potvrdili su uspešne transformacije i fenotipske promene u skladu sa genetskim modifikacijama.
Da bi dalje istražili molekularnu osnovu za razliku u efikasnosti transformacije između indica i japonica pirinča, istraživači su potvrdili obrasce ekspresije, SNP i InDels odabranih gena koji se odnose na regeneraciju kalusa među ovim sortama. Rezultati istraživanja su pokazali da geni povezani sa indukcijom kalusa mogu doprineti promeni bojenja i stope indukcije kalusa kod sorti pirinča japonica i indica.
Ukratko, ova studija pruža dublje razumevanje procesa transformacije posredovanog agrobakterijama specifičnog za pirinač. Otkriće o diferencijalnim odgovorima među sortama, u kombinaciji sa nijansiranim fenotipom zrna posle transformacije, ima duboke implikacije. Pokazuje potencijal za poboljšanje tehnika transformacije i na kraju pomaže razvoju robusnih i visokoprinosnih varijanti pirinča u budućnosti, rešavajući globalne probleme bezbednosti hrane.
