Η ιδέα είναι το αποτέλεσμα έρευνας που εξέτασε την αποτελεσματικότητα της σίγασης RNA για την πρόκληση αντίστασης στον ιό.
Η αντιμετώπιση ενός από τα κύρια προβλήματα για πολλά οπωροφόρα δέντρα – Sharka ή Ευλογιά – αποτελεί σήμερα προτεραιότητα για τον κόσμο της γεωργίας. Αυτή η ιογενής μόλυνση, που προκαλείται από τον ιό της ευλογιάς της δαμασκηνιάς (PPV), επηρεάζει ιδιαίτερα τις ευρωπαϊκές ποικιλίες βερίκοκου, οι οποίες είναι φυσικά ευάλωτες στον ιό, με καταστροφικές συνέπειες στην παραγωγικότητα και την ποιότητα των καρπών.
Πώς μπορούμε όμως να προσδώσουμε αποτελεσματικά και διαρκώς αντίσταση στον ιό; Μια ομάδα Ισπανών ερευνητών ανταποκρίθηκε σε αυτή την περίπλοκη πρόκληση μέσω μιας εις βάθος μελέτης στον τομέα της φυτικής γενετικής. Το επίκεντρο του πειράματος ήταν η σίγαση RNA, ένας ενδογενής αμυντικός μηχανισμός των φυτών που χρησιμοποιείται για την αναστολή της έκφρασης του ιού. Χάρη στη χρήση προηγμένων βιοτεχνολογικών τεχνολογιών, αυτή η στρατηγική επιτρέπει την πρόκληση γενετικής αντοχής στο PPV, ανοίγοντας το δρόμο για καινοτόμες λύσεις για την προστασία των καλλιεργειών και την ασφάλεια της ευρωπαϊκής γεωργίας. Περί τίνος πρόκειται;
Η καρδιά της έρευνας
Η μελέτη, ακόμα σε πειραματική φάση, στοχεύει να επαληθεύσει εάν η αντίσταση που προκαλείται στο διαγονιδιακό υποκείμενο - σε αυτήν την περίπτωση τα γενετικά τροποποιημένα δαμάσκηνα - μπορεί να μεταδοθεί σε ένα μη διαγονιδιακό γένος, όπως το άγριο βερίκοκο, απλά μέσω εμβολιασμού. Εάν αυτό αποδεικνυόταν, αυτή η στρατηγική θα επέτρεπε την υπεράσπιση του φυτού χωρίς γενετική τροποποίηση του παραγωγικού του μέρους, αποφεύγοντας έτσι πολλές από τις περιβαλλοντικές, ηθικές και εμπορικές επικρίσεις που συνδέονται με τη χρήση ΓΤΟ στη γεωργία.
Στη βάση όλων υπάρχει ένας ακριβής μοριακός μηχανισμός: η σίγαση RNA, ένας φυσικός μηχανισμός που ενισχύεται μέσω συγκεκριμένων θραυσμάτων RNA που ονομάζονται siRNA (μικρό παρεμβαλλόμενο RNA) που αναστέλλουν την αντιγραφή του ιού. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αυτές οι μικρές αλληλουχίες, που παράγονται σε διαγονιδιακά υποκείμενα, συσσωρεύονται επίσης σε εμβολιασμένα κλαδιά, ειδικά σε αυτά σε ανθεκτικά υποκείμενα. Όσο περισσότερο siRNA συσσωρεύεται, τόσο καλύτερα το φυτό είναι σε θέση να αμυνθεί από το Sharka, μέχρι να εξαλειφθεί πλήρως. Ας προχωρήσουμε όμως με τη σειρά. Πώς φτάσαμε σε αυτό το σημείο;
Sharka σε βερίκοκο: όταν ο εμβολιασμός γίνεται προστασία
Η έρευνα εξέτασε τέσσερις διαγονιδιακές σειρές δαμάσκηνου τροποποιημένες στο εργαστήριο (που ονομάζονται St5'-1, St5'-6, St5'-7 και St5'-9), όλες που ελήφθησαν με μετασχηματισμό της ποικιλίας δαμάσκηνου Stanley . Μερικά από αυτά τα φυτά ήταν πλήρως ανθεκτικά στο PPV, άλλα ήταν μόνο ανεκτικά και ένα ήταν ακόμα ευάλωτο. Τα σπορόφυτα καλλιεργήθηκαν αρχικά στο εργαστήριο, στη συνέχεια εγκλιματίστηκαν στο θερμοκήπιο και τελικά μεταφυτεύτηκαν σε μεγάλες γλάστρες για να αναπτύξουν ένα καλό ριζικό σύστημα. Μετά από ένα χρόνο περίπου, ήταν έτοιμα για εμβολιασμό.
Για να δοκιμάσουν αυτά τα φυτά, οι ερευνητές προσομοίωσαν δύο σενάρια μόλυνσης . Στην πρώτη, μπόλιασαν μολυσμένους με PPV μπουμπούκια βερίκοκου Canino άγριου τύπου απευθείας σε διαγονιδιακές δαμασκηνιές. Στο άλλο, εμβολίασαν πρώτα υγιή μπουμπούκια βερίκοκου και, μετά από βλαστική ανάπαυση και βλάστηση, εμβολίασαν τα βλέμματα με νέους βλαστούς ροδάκινων GF305 που είχαν μολυνθεί από PPV, χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται chip-budding.
Και στις δύο περιπτώσεις, τα φυτά εκτέθηκαν σε έναν « τεχνητό χειμώνα » (δύο μήνες σε ψυχρό θάλαμο στους 7°C), για να προσομοιώσουν τον φυσικό εποχιακό κύκλο.
Το αποτέλεσμα; Μετά τον πρώτο κύκλο ανάπτυξης, το 75% των βλαστών που εμβολιάστηκαν στο St5′-9 και το 40% στο St5′-1 ήταν εντελώς απαλλαγμένοι από τον ιό. Σε φυτά με μη ανθεκτικά υποκείμενα, ωστόσο, η μόλυνση ήταν ολική. Αυτό δείχνει ότι τα διαγονιδιακά υποκείμενα μετέδωσαν στην πραγματικότητα κάποια ανοσία στο Sharka ακόμη και σε κλάδους που δεν είχαν τροποποιηθεί γενετικά. Αλλά δεν τελειώνει εκεί.
Μια ανοσία που ενισχύεται με την πάροδο του χρόνου
Μετά από αυτά τα πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, οι επιστήμονες ήθελαν να κατανοήσουν την εξέλιξη της αντίστασης στους επόμενους κύκλους. Σε ένα δεύτερο πείραμα, τα φυτά στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε πολλαπλούς κύκλους ανάπτυξης και επαναμόλυνσης. Λοιπόν, ακόμη και όταν μολύνθηκαν αρχικά, πολλά φυτά που εμβολιάστηκαν σε ανθεκτικά υποκείμενα εξάλειψαν προοδευτικά τον ιό , και έγιναν αρνητικά στη δοκιμή RT-PCR στον επόμενο κύκλο. Μετά από τέσσερις κύκλους, μόνο το 8% των φυτών στο St5′-9 ήταν ακόμη μολυσμένα, εύρημα που επιβεβαιώνει την αυξανόμενη αποτελεσματικότητα του μεταδιδόμενου αμυντικού συστήματος. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές μοριακής ανάλυσης (RT-qPCR), οι ερευνητές μέτρησαν την ποσότητα του ιού που υπήρχε στα μολυσμένα κλαδιά. Αυτό βρέθηκε να είναι πολύ χαμηλότερο σε φυτά που εμβολιάστηκαν σε ανθεκτικά υποκείμενα από ό,τι σε αυτά που εμβολιάστηκαν σε ευαίσθητα φυτά, υποδηλώνοντας ότι το Sharka όχι μόνο μπορεί να αποκλειστεί, αλλά και να εξασθενήσει, καθιστώντας το φυτό πιο ανθεκτικό και υγιές.
Μια από τις πιο περίεργες πτυχές που προέκυψαν από την ερευνητική εργασία αφορά την αποτελεσματικότητα του ανοσοποιητικού συστήματος των φυτών . Τα πιο ανθεκτικά φυτά δεν ήταν εκείνα με την υψηλότερη έκφραση του διαγονιδίου, αλλά μάλλον εκείνα που ήταν σε θέση να παράγουν το πιο αποτελεσματικό μικρό παρεμβαλλόμενο RNA (siRNA) . Μια απόδειξη ότι η ποιότητα του μοριακού σήματος έχει μεγαλύτερη σημασία από την έντασή του.
Εν ολίγοις, χρησιμοποιώντας διαγονιδιακά υποκείμενα ως «βιολογικές ασπίδες», η μελέτη ανοίγει τη δυνατότητα μετάδοσης μιας μορφής φυσικής ανοσίας μόνο μέσω του εμβολιασμού. Το οποίο απαντά σε δύο ερωτήματα: προστασία των καλλιεργειών χωρίς γενετική τροποποίηση του παραγωγικού τμήματος του φυτού και άνοιγμα νέων οδών προς μια ασφαλέστερη, πιο έξυπνη και πιο πράσινη γεωργία.
Η πρόκληση τώρα είναι να μεταφερθεί αυτή η καινοτομία από το εργαστήριο στα χωράφια, σε μεγάλη κλίμακα. Εάν τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν σε ανοιχτά περιβάλλοντα, θα μπορούσαμε σύντομα να γίνουμε μάρτυρες της γέννησης μιας νέας γενιάς φυσικά ανθεκτικών και επιστημονικά προστατευμένων οπωρώνων.
Federica Del Vecchio
© fruitjournal.com
