کاربردهای RNAi در کشاورزی

روش RNAi به عنوان روشی موثر برای کنترل علف‌های هرز نیز استفاده شده است. محققین کشورمان برای کنترل گل جالیز از RNAi استفاده کرده‌اند. گل جالیز، یکی از علف‌های هرز مهم کشاورزی است که برای مقابله مؤثر با آن، بایستی راهکارهای کنترلی مختلفی را به کار برد. 

علف هرز «گل جالیز» با نام علمی Phelipanche aegyptiaca، یک گیاه انگل اجباری است که ریشه گیاهان مختلف را هدف قرار می‌دهد. این گیاه، بومی مناطق مدیترانه‌ای و آسیای غربی است؛ ولی دامنه گسترش آن، تقریباً تمام قاره‌ها را در بر می‌گیرد. این گیاه انگل، بسیاری از محصولات مهم اقتصادی که جنبه غذایی یا حتی زینتی دارند ازجمله اعضای خانواده سیب‌زمینی (سولاناسه)، خانواده باقلا (فاباسه) و خانواده آفتابگردان (آستراسه) را تحت حمله قرار داده و منجر به آسیب شدید به عملکرد و کیفیت آن‌ها می‌شود. بنابر گزارش‌های جهانی، خسارتی که این علف هرز تنها در خاورمیانه به محصولات کشاورزی وارد می‌آورد، گاهی به حدود 2.5 میلیارد دلار در سال نیز می‌رسد.

به عقیده متخصصان، راهبردهای سنتی و استفاده از علف‌کش‌ها برای کنترل این علف هرز انگل، چندان موفق عمل نمی‌کنند. دلیل این موضوع نیز، هماهنگ شدن عجیب چرخه زندگی این انگل با گیاه زراعی، رشد پنهان و زیرزمینی آن در اکثر دوره رشد، بدون کلروفیل بودن آن و تولید تعداد بسیار زیاد بذر است، بذرهایی که قادرند تا بیش از 15 سال در خاک زنده بمانند. به همین دلیل به نظر می‌رسد استفاده از محصولات جدید مشتق از بیوتکنولوژی که از فناوری‌های جدیدتری نظیر مقاومت به گیاهان انگل و بیان سازه‌های خاموش‌کننده ژن به‌منظور هدف قرار دادن ژن‌های ضروری گیاه انگل بهره می‌برند، می‌توانند در این زمینه کارساز باشند.

در همین خصوص، محققان دانشگاه تهران، یک مطالعه پژوهشی را انجام داده‌اند که در آن سعی شده است با خاموش‌سازی القاشده توسط گیاه میزبان، برخی ژن‌های مهم گل جالیز را که در فرایند تنظیم اسمزی این گیاه دخالت داشته و محتوای قند و آب آن را تحت تأثیر قرار می‌دهند، از کار بیندازند.در این پژوهش، امکان خاموشی گذرای سه ژن درگیر در فرایند مورد اشاره با نام‌های PaM6PR ،PaCWI و PaSUS1 مورد بررسی قرار گرفته است. روش رسانش dsRNA روشی موسوم به «آگرواینفیلتراسیون سرنگی» بوده است.

نتایج این پژوهش نشان داد که سه ژن مورد مطالعه به‌خصوص ژن PaM6PR می‌توانند به‌عنوان اهداف مناسبی برای توسعه مقاومت تراریخته در گیاهان میزبان با استفاده از استراتژی خاموش‌سازی ژن‌ها باشند. در این رابطه، دکتر هوشنگ علیزاده، عضو هیئت‌علمی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران و سه همکار دیگرش در این پژوهش اظهار داشته‌اند: «مطالعه ما نشان داد که تنظیم کاهشی و گذرای ژن‌های گل جالیز می‌تواند با استفاده از روش آگرواینفیلتراسیون سرنگی سازه dsRNA در گیاه میزبان حاصل شود. این روش می‌تواند به‌سرعت ژن‌های کاندیدشده را برای وضعیت خاموش شدن مورد ارزیابی قرار دهد، قبل از آن‌که بخواهیم فرایند طولانی تولید و انتخاب لاین های پایدار تراریخته را اجرا کنیم».

این محققان می‌افزایند: «استفاده از سازه dsRNA در برابر سه ژن آنزیم‌ساز PaM6PR، PaSUS1 و PaCWI علاوه بر سطح بیان ژن‌ها و فعالیت‌های مربوط به آنزیم‌ها، باعث کاهش قند کل در گیاه انگل فوق می‌شود. البته از بین همه تغییرات مشاهده‌شده در این آزمایش، فقط اثر مربوط به توالی ژن PaM6PR در روز هشتم پس از آگرواینفیلتراسیون سرنگی نسبت به گیاهان شاهد، معنی‌دار بود».

این یافته‌های علمی پژوهشی که نشان از نتایج مثبت استفاده از رویکردهای کنترلی بیوتکنولوژیک در محافظت از محصولات زراعی دارند، در نشریه بین‌المللی Molecular Biotechnology منتشر شده‌اند.