ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងបង្កើតវិធីសាស្រ្តថ្មីមួយនៃការបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិដោយគ្រប់គ្រងការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនដែលគ្រប់គ្រងភាពខុសគ្នានៃកោសិការុក្ខជាតិ។

 រូបភាព៖ វិធីសាស្រ្តប្រពៃណីនៃការបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិតម្រូវឱ្យមានការប្រើប្រាស់សារធាតុគ្រប់គ្រងការលូតលាស់របស់រុក្ខជាតិដូចជាអរម៉ូន ដែលអាចមានលក្ខណៈជាក់លាក់ចំពោះប្រភេទសត្វ និងប្រើប្រាស់កម្លាំងពលកម្មច្រើន។ នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីមួយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតប្រព័ន្ធបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិថ្មីមួយដោយគ្រប់គ្រងមុខងារ និងការបញ្ចេញមតិរបស់ហ្សែនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបំបែកភាពខុសគ្នា (ការរីកសាយកោសិកា) និងការបែងចែកឡើងវិញ (សរីរាង្គបង្កើតឡើងវិញ) នៃកោសិការុក្ខជាតិ។ មើលបន្ថែម
វិធីសាស្រ្តប្រពៃណីនៃការស្តាររុក្ខជាតិឡើងវិញតម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់សារធាតុ​គ្រប់គ្រង​ការលូតលាស់​រុក្ខជាតិដូចជាអរម៉ូនs ដែលអាចមានលក្ខណៈជាក់លាក់ចំពោះប្រភេទសត្វ និងត្រូវការកម្លាំងពលកម្មច្រើន។ នៅក្នុងការសិក្សាថ្មីមួយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានបង្កើតប្រព័ន្ធបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិថ្មីមួយដោយគ្រប់គ្រងមុខងារ និងការបញ្ចេញមតិរបស់ហ្សែនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបំបែកភាពខុសគ្នា (ការរីកសាយកោសិកា) និងការបែងចែកឡើងវិញ (សរីរាង្គ) នៃកោសិការុក្ខជាតិ។
រុក្ខជាតិគឺជាប្រភពអាហារចម្បងសម្រាប់សត្វ និងមនុស្សអស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំមកហើយ។ លើសពីនេះ រុក្ខជាតិទាំងនេះត្រូវបានគេប្រើដើម្បីទាញយកសមាសធាតុឱសថ និងព្យាបាលផ្សេងៗ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការប្រើប្រាស់ខុស និងតម្រូវការអាហារកាន់តែខ្លាំងឡើងបានបង្ហាញពីតម្រូវការសម្រាប់វិធីសាស្រ្តបង្កាត់ពូជរុក្ខជាតិថ្មី។ ការរីកចម្រើនផ្នែកជីវបច្ចេកវិទ្យារុក្ខជាតិអាចដោះស្រាយកង្វះខាតអាហារនាពេលអនាគតដោយការផលិតរុក្ខជាតិកែប្រែហ្សែន (GM) ដែលមានផលិតភាព និងធន់នឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។
ជាធម្មតា រុក្ខជាតិអាចបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិថ្មីទាំងស្រុងពីកោសិកា "តូទីប៉ូតង់" តែមួយ (កោសិកាដែលអាចបង្កើតជាកោសិកាច្រើនប្រភេទ) ដោយការបែងចែក និងបង្កើតឡើងវិញទៅជាកោសិកាដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារផ្សេងៗគ្នា។ លក្ខខណ្ឌសិប្បនិម្មិតនៃកោសិកាតូទីប៉ូតង់បែបនេះតាមរយៈការដាំដុះជាលិការុក្ខជាតិត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ការការពាររុក្ខជាតិ ការបង្កាត់ពូជ ការផលិតប្រភេទហ្សែន និងសម្រាប់គោលបំណងស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រ។ ជាប្រពៃណី ការដាំដុះជាលិកាសម្រាប់ការបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិតម្រូវឱ្យមានការប្រើប្រាស់សារធាតុគ្រប់គ្រងការលូតលាស់រុក្ខជាតិ (GGRs) ដូចជាអុកស៊ីន និងស៊ីតូគីនីន ដើម្បីគ្រប់គ្រងភាពខុសគ្នានៃកោសិកា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លក្ខខណ្ឌអ័រម៉ូនល្អបំផុតអាចប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងអាស្រ័យលើប្រភេទរុក្ខជាតិ លក្ខខណ្ឌដាំដុះ និងប្រភេទជាលិកា។ ដូច្នេះ ការបង្កើតលក្ខខណ្ឌរុករកល្អបំផុតអាចជាកិច្ចការដែលចំណាយពេលច្រើន និងប្រើប្រាស់កម្លាំងពលកម្មច្រើន។
ដើម្បីជម្នះបញ្ហានេះ សាស្ត្រាចារ្យរង Tomoko Ikawa រួមជាមួយសាស្ត្រាចារ្យរង Mai F. Minamikawa មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Chiba សាស្ត្រាចារ្យ Hitoshi Sakakibara មកពីសាលាបញ្ចប់ការសិក្សាផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រជីវកសិកម្មនៃសាកលវិទ្យាល័យ Nagoya និង Mikiko Kojima ដែលជាអ្នកបច្ចេកទេសជំនាញមកពី RIKEN CSRS បានបង្កើតវិធីសាស្រ្តជាសកលសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងរុក្ខជាតិតាមរយៈបទប្បញ្ញត្តិ។ ការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនបែងចែកកោសិកា "ដែលគ្រប់គ្រងដោយការអភិវឌ្ឍ" (DR) ដើម្បីសម្រេចបាននូវការបង្កើតឡើងវិញនូវរុក្ខជាតិ។ បានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងភាគទី 15 នៃ Frontiers in Plant Science នៅថ្ងៃទី 3 ខែមេសា ឆ្នាំ 2024 លោកវេជ្ជបណ្ឌិត Ikawa បានផ្តល់ព័ត៌មានបន្ថែមអំពីការងារស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេ ដោយបញ្ជាក់ថា៖ "ប្រព័ន្ធរបស់យើងមិនប្រើ PGRs ខាងក្រៅទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញប្រើហ្សែនកត្តាចម្លងដើម្បីគ្រប់គ្រងភាពខុសគ្នានៃកោសិកា។ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងកោសិកា pluripotent ដែលបង្កឡើងនៅក្នុងថនិកសត្វ។"
ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានបញ្ចេញហ្សែន DR ពីរគឺ BABY BOOM (BBM) និង WUSCHEL (WUS) ពី Arabidopsis thaliana (ប្រើជារុក្ខជាតិគំរូ) ហើយបានពិនិត្យមើលឥទ្ធិពលរបស់វាទៅលើភាពខុសគ្នានៃវប្បធម៌ជាលិកានៃថ្នាំជក់ សាឡាត់ និងផ្កា petunia។ BBM អ៊ិនកូដកត្តាចម្លងដែលគ្រប់គ្រងការអភិវឌ្ឍអំប្រ៊ីយ៉ុង ខណៈពេលដែល WUS អ៊ិនកូដកត្តាចម្លងដែលរក្សាអត្តសញ្ញាណកោសិកាដើមនៅក្នុងតំបន់នៃមេរីស្ទីមកំពូលពន្លក។
ការពិសោធន៍របស់ពួកគេបានបង្ហាញថា ការបញ្ចេញមតិរបស់ Arabidopsis BBM ឬ WUS តែម្នាក់ឯងមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កឱ្យមានភាពខុសគ្នានៃកោសិកានៅក្នុងជាលិកាស្លឹកថ្នាំជក់នោះទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ ការបញ្ចេញមតិរួមគ្នានៃ BBM ដែលប្រសើរឡើងតាមមុខងារ និង WUS ដែលកែប្រែតាមមុខងារ បង្កឱ្យមាន phenotype នៃភាពខុសគ្នាដោយស្វ័យប្រវត្តិដែលបង្កើនល្បឿន។ បើគ្មានការប្រើប្រាស់ PCR ទេ កោសិកាស្លឹកប្តូរហ្សែនដែលបានវិវត្តទៅជា callus (ម៉ាសកោសិកាមិនមានរបៀបរៀបរយ) រចនាសម្ព័ន្ធដូចសរីរាង្គពណ៌បៃតង និងពន្លក adventitious។ ការវិភាគប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ប៉ូលីមែរបរិមាណ (qPCR) ដែលជាវិធីសាស្ត្រមួយដែលប្រើដើម្បីវាស់បរិមាណប្រតិចារិកហ្សែន បានបង្ហាញថា ការបញ្ចេញមតិ Arabidopsis BBM និង WUS មានទំនាក់ទំនងជាមួយនឹងការបង្កើត calli និងពន្លកប្តូរហ្សែន។
ដោយពិចារណាលើតួនាទីដ៏សំខាន់របស់រុក្ខជាតិអរម៉ូនក្នុងការបែងចែកកោសិកា និងភាពខុសគ្នា អ្នកស្រាវជ្រាវបានវាស់បរិមាណនៃរុក្ខជាតិអរម៉ូនចំនួនប្រាំមួយ គឺ អុកស៊ីន ស៊ីតូគីនីន អាស៊ីតអាប់ស៊ីស៊ីក (ABA) ជីបប៊ែររ៉េលីន (GA) អាស៊ីតចាស្ម៉ូនិក (JA) អាស៊ីតសាលីស៊ីលីក (SA) និងសារធាតុរំលាយអាហាររបស់វានៅក្នុងដំណាំរុក្ខជាតិប្តូរហ្សែន។ លទ្ធផលរបស់ពួកគេបានបង្ហាញថា កម្រិតនៃអុកស៊ីនសកម្ម ស៊ីតូគីនីន ABA និង GA អសកម្មកើនឡើង នៅពេលដែលកោសិកាវិវត្តទៅជាសរីរាង្គ ដែលបង្ហាញពីតួនាទីរបស់ពួកវាក្នុងភាពខុសគ្នានៃកោសិការុក្ខជាតិ និងការបង្កើតសរីរាង្គ។
លើសពីនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់ប្រតិចារិកលំដាប់ RNA ដែលជាវិធីសាស្ត្រសម្រាប់ការវិភាគគុណភាព និងបរិមាណនៃការបញ្ចេញហ្សែន ដើម្បីវាយតម្លៃគំរូនៃការបញ្ចេញហ្សែននៅក្នុងកោសិកាប្តូរហ្សែនដែលបង្ហាញពីភាពខុសគ្នាសកម្ម។ លទ្ធផលរបស់ពួកគេបានបង្ហាញថា ហ្សែនដែលទាក់ទងនឹងការរីកសាយកោសិកា និងអុកស៊ីនត្រូវបានបង្កើននៅក្នុងហ្សែនដែលមានការគ្រប់គ្រងខុសៗគ្នា។ ការពិនិត្យបន្ថែមដោយប្រើ qPCR បានបង្ហាញថា កោសិកាប្តូរហ្សែនបានបង្កើន ឬបន្ថយការបញ្ចេញហ្សែនចំនួនបួន រួមទាំងហ្សែនដែលគ្រប់គ្រងភាពខុសគ្នានៃកោសិការុក្ខជាតិ ការរំលាយអាហារ ការបង្កើតសរីរាង្គ និងការឆ្លើយតបរបស់អុកស៊ីន។
ជារួម លទ្ធផលទាំងនេះបង្ហាញពីវិធីសាស្រ្តថ្មី និងអាចប្រើប្រាស់បានច្រើនយ៉ាងចំពោះការបង្កើតឡើងវិញនៃរុក្ខជាតិ ដែលមិនតម្រូវឱ្យមានការអនុវត្ត PCR ពីខាងក្រៅនោះទេ។ លើសពីនេះ ប្រព័ន្ធដែលប្រើក្នុងការសិក្សានេះអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការយល់ដឹងរបស់យើងអំពីដំណើរការជាមូលដ្ឋាននៃភាពខុសគ្នានៃកោសិការុក្ខជាតិ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការជ្រើសរើសជីវបច្ចេកវិទ្យានៃប្រភេទរុក្ខជាតិដែលមានប្រយោជន៍។
ដោយ​បាន​គូសបញ្ជាក់​ពី​ការអនុវត្ត​ដ៏​មាន​សក្តានុពល​នៃ​ការងារ​របស់​លោក លោក​វេជ្ជបណ្ឌិត Ikawa បាន​មាន​ប្រសាសន៍​ថា “ប្រព័ន្ធ​ដែល​បាន​រាយការណ៍​អាច​ធ្វើ​ឱ្យ​ប្រសើរ​ឡើង​នូវ​ការ​បង្កាត់​ពូជ​រុក្ខជាតិ​ដោយ​ផ្តល់​ឧបករណ៍​មួយ​សម្រាប់​បង្កើត​ភាព​ខុស​គ្នា​នៃ​កោសិកា​រុក្ខជាតិ​ប្តូរ​ហ្សែន​ដោយ​មិន​ចាំបាច់​ប្រើ PCR។ ដូច្នេះ មុន​ពេល​ដែល​រុក្ខជាតិ​ប្តូរ​ហ្សែន​ត្រូវ​បាន​ទទួល​យក​ជា​ផលិតផល សង្គម​នឹង​ពន្លឿន​ការ​បង្កាត់​ពូជ​រុក្ខជាតិ និង​កាត់​បន្ថយ​ថ្លៃដើម​ផលិតកម្ម​ដែល​ពាក់ព័ន្ធ”។
អំពីសាស្ត្រាចារ្យរង Tomoko Igawa លោកវេជ្ជបណ្ឌិត Tomoko Ikawa គឺជាសាស្ត្រាចារ្យរងនៅសាលាបញ្ចប់ការសិក្សាផ្នែកសាកវប្បកម្ម មជ្ឈមណ្ឌលវិទ្យាសាស្ត្ររុក្ខជាតិម៉ូលេគុល និងមជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវកសិកម្មអវកាស និងសាកវប្បកម្ម សាកលវិទ្យាល័យ Chiba ប្រទេសជប៉ុន។ ចំណាប់អារម្មណ៍ស្រាវជ្រាវរបស់គាត់រួមមាន ការបន្តពូជផ្លូវភេទ និងការអភិវឌ្ឍរបស់រុក្ខជាតិ និងជីវបច្ចេកវិទ្យារុក្ខជាតិ។ ការងាររបស់គាត់ផ្តោតលើការយល់ដឹងអំពីយន្តការម៉ូលេគុលនៃការបន្តពូជផ្លូវភេទ និងភាពខុសគ្នានៃកោសិការុក្ខជាតិដោយប្រើប្រព័ន្ធប្តូរហ្សែនផ្សេងៗ។ គាត់មានការបោះពុម្ពផ្សាយជាច្រើននៅក្នុងវិស័យទាំងនេះ ហើយជាសមាជិកនៃសមាគមជីវបច្ចេកវិទ្យារុក្ខជាតិជប៉ុន សមាគមរុក្ខសាស្ត្រជប៉ុន សមាគមបង្កាត់ពូជរុក្ខជាតិជប៉ុន សមាគមអ្នកជំនាញខាងសរីរវិទ្យារុក្ខជាតិជប៉ុន និងសមាគមអន្តរជាតិសម្រាប់ការសិក្សាអំពីការបន្តពូជផ្លូវភេទរបស់រុក្ខជាតិ។
ភាពខុសគ្នាដោយស្វ័យប្រវត្តិនៃកោសិកាប្តូរហ្សែនដោយមិនប្រើប្រាស់អរម៉ូនខាងក្រៅ៖ ការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែន endogenous និងឥរិយាបថរបស់ phytohormones
អ្នកនិពន្ធប្រកាសថា ការស្រាវជ្រាវនេះត្រូវបានធ្វើឡើងដោយគ្មានទំនាក់ទំនងពាណិជ្ជកម្ម ឬហិរញ្ញវត្ថុណាមួយដែលអាចត្រូវបានបកស្រាយថាជាជម្លោះផលប្រយោជន៍ដែលអាចកើតមាន។
ការបដិសេធ៖ AAAS និង EurekAlert មិនទទួលខុសត្រូវចំពោះភាពត្រឹមត្រូវនៃសេចក្តីប្រកាសព័ត៌មានដែលបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅលើ EurekAlert ទេ! ការប្រើប្រាស់ព័ត៌មានណាមួយដោយអង្គការដែលផ្តល់ព័ត៌មាន ឬតាមរយៈប្រព័ន្ធ EurekAlert។