Νέο σπρέι που μπορεί να προστατεύσει τις ελιές από το βακτήριο Xylella

Μια ερευνητική ομάδα του Ινστιτούτου Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας Φυτών έχει αναπτύξει μια πρωτοποριακή τεχνολογία για την ακριβή και μακροχρόνια απενεργοποίηση γονιδίων φυτών με μία μόνο ψεκαστική εφαρμογή.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Nucleic Acids Research, περιγράφουν λεπτομερώς μια καινοτόμο προσέγγιση που χρησιμοποιεί έναν αβλαβή ιό ο οποίος απελευθερώνει ειδικά σχεδιασμένα μικρά μόρια RNA για την επιλεκτική σίγηση γονιδίων-στόχων χωρίς να αλλοιώνει τη γενετική σύνθεση του φυτού.

Αυτό το χαρακτηριστικό έχει σημαντική σημασία εντός της Ευρωπαϊκής Ένωσης, όπου η νομοθεσία σχετικά με τους γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς (ΓΤΟ) είναι αυστηρή. Κατά συνέπεια, η ερευνητική ομάδα έχει υποβάλει αίτηση για ευρωπαϊκό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας προκειμένου να προστατεύσει αυτή την τεχνολογία, η οποία ανήκει από κοινού στο Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας της Ισπανίας (CSIC) και στο Πολυτεχνείο της Βαλένθια.

Δείτε επίσης: Τα βακτήρια των ελαιώνων μπορεί να είναι το κλειδί για την καταπολέμηση της Xylella

Η τεχνολογία βασίζεται στη χρήση τεχνητών μικρο-RNA (amiRNA) – μικροσκοπικών μορίων RNA που παρουσιάζουν χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά του DNA, αλλά είναι σημαντικά μικρότερα.

Αυτά τα amiRNA έχουν σχεδιαστεί με μεγάλη προσοχή για να εξασφαλίζουν υψηλή ειδικότητα, αποτρέποντας την ακούσια απενεργοποίηση γονιδίων. Προέρχονται από μεγαλύτερα πρόδρομα μόρια, το μέγεθος των οποίων βελτιστοποιήθηκε χρησιμοποιώντας το Arabidopsis thaliana, ένα ποώδες φυτό που χρησιμοποιείται συχνά στη μοριακή βιολογία και στην έρευνα της φυτικής γενετικής.

Αυτή η μέθοδος ανοίγει δυνατότητες για ευρεία υιοθέτηση στην αγορά. Έχει εφαρμογές στην ενίσχυση της παραγωγικότητας των καλλιεργειών, στην προστασία των φυτών από ασθένειες και στην ενίσχυση της ανθεκτικότητάς τους στις περιβαλλοντικές αλλαγές.

Το σπρέι, το οποίο περιέχει έναν αβλαβή ιό, εφαρμόζεται στο φυτό-στόχο. Μόλις εισέλθει στο φυτό, ο ιός πολλαπλασιάζεται και εκλύει τα τεχνητά μόρια RNA που είναι απαραίτητα για την αδρανοποίηση του επιθυμητού γονιδίου.

«Από τη μία πλευρά, καταφέραμε να μειώσουμε σημαντικά το μέγεθος των προδρόμων μορίων των τεχνητών μικροRNA χωρίς να επηρεάσουμε τη δραστικότητά τους», δήλωσε ο Alberto Carbonell, ερευνητής στο CSIC.

«Από την άλλη πλευρά, έχουμε αποδείξει ότι μπορούμε να απενεργοποιήσουμε γονίδια φυτών ψεκάζοντας εκχυλίσματα φυτών που περιλαμβάνουν αβλαβείς ιικούς φορείς που παράγουν amiRNA από ελάχιστα πρόδρομα μόρια», πρόσθεσε.

Αυτή η τεχνολογία προσφέρει μια σειρά από οφέλη. Πρώτον, μια μόνο εφαρμογή ψεκασμού μπορεί να εισαγάγει τον αβλαβή ιό και να παράγει amiRNA στους στοχευόμενους φυτικούς ιστούς, εξαλείφοντας την ανάγκη για πολλαπλές θεραπείες και μειώνοντας το κόστος εφαρμογής.

Για παράδειγμα, οι ερευνητές απέδειξαν την αδρανοποίηση γονιδίων που σχετίζονται με τη βιοσύνθεση της χλωροφύλλης χρησιμοποιώντας ένα μόνο ψεκασμό, οδηγώντας στο κιτρίνισμα των προσβεβλημένων ιστών.

Ο Carbonell δήλωσε ότι αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε ενδεχομένως να φέρει επανάσταση στη γεωργία των καλλιεργειών, απενεργοποιώντας επιλεκτικά την έκφραση γονιδίων, αυξάνοντας την απόδοση των καλλιεργειών και ενισχύοντας την ανθεκτικότητά τους στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Επιπλέον, η τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανοσοποίηση των καλλιεργειών έναντι διαφόρων παθογόνων, συμπεριλαμβανομένων των ιών.

Η σίγηση συγκεκριμένων γονιδίων στα ελαιόδεντρα μπορεί να ενισχύσει την αντοχή τους στο Σύνδρομο Ταχείας Παρακμής της Ελιάς (OQDS), μια καταστροφική ασθένεια που προκαλείται από το βακτήριο Xylella fastidiosa. Οι ερευνητές έχουν εντοπίσει βασικά γονίδια στα ελαιόδεντρα τα οποία, όταν απενεργοποιηθούν, θα μπορούσαν να ενισχύσουν την ικανότητά τους να αποκρούουν το OQDS.

Οι ελιές διαθέτουν αμυντικούς μηχανισμούς και οι ερευνητές διερευνούν τρόπους ενίσχυσης αυτών των φυσικών αμυντικών μηχανισμών. Στοχεύοντας συγκεκριμένα γονίδια μέσα στις ίδιες τις ελιές, οι ερευνητές στοχεύουν στην ενίσχυση της αντοχής τους στο OQDS.

Τα συγκεκριμένα γονίδια που έχουν προσδιοριστεί για σίγηση παίζουν ζωτικό ρόλο στην αλληλεπίδραση του δέντρου με το Xylella fastidiosa. Ορισμένα από αυτά τα γονίδια εμπλέκονται στην αντίδραση του δέντρου στο βακτήριο, επηρεάζοντας τη σοβαρότητα των συμπτωμάτων του OQDS. Με την απενεργοποίηση αυτών των συγκεκριμένων γονιδίων, οι ερευνητές ελπίζουν να μεταβάλουν την αντίδραση της ελιάς στο Xylella fastidiosa, καθιστώντας την πιο ανθεκτική στην ασθένεια.

Η απενεργοποίηση αυτών των γονιδίων στο ελαιόδεντρο προσφέρει μια πιθανή λύση για την καταπολέμηση του OQDS, ελαχιστοποιώντας παράλληλα την ανάγκη για φυτοφάρμακα ευρέος φάσματος. Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο θα ενισχύσει την αντοχή του δέντρου στην ασθένεια, αλλά θα συμβάλει και σε βιώσιμες και φιλικές προς το περιβάλλον γεωργικές πρακτικές.

---