สล็อตแตกง่าย ข้าวโพดยุโรปเน้นถึงความแตกต่างที่ซ่อนอยู่ภายในสายพันธุ์

สล็อตแตกง่าย เมตาเฟสโครโมโซมของข้าวโพดเลี้ยงสัตว์หลังการเรืองแสงในแหล่งกำเนิดไฮบริด (FISH) พร้อมโพรบที่ตรวจจับการทำซ้ำประเภทต่างๆ (สีม่วง สีเขียว และสีเหลือง) (รูปภาพ: A. Ruban และ A. Houben, IPK, Gatersleben)ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ (Zea mays ssp. mays) ถูกเลี้ยงโดยชนพื้นเมืองอเมริกันเมื่อกว่า 10,000 ปีที่แล้ว ทุกวันนี้ “ข้าวโพดที่ชื่นชอบ” ของอเมริกาได้รับการปลูกฝังไปทั่วโลกและมีการใช้

ในรูปแบบต่างๆ ตั้งแต่อาหารสัตว์ไปจนถึงเชื้อเพลิงชีวภาพ

 ข้าวโพดสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพอากาศและสภาพต่างๆ ได้ทั่วโลก แสดงให้เห็นว่าความแปรปรวนทางพันธุกรรมระหว่างสายพันธุ์ต้องมีขนาดใหญ่ และเมื่อพิจารณาว่าข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ยังเป็นพืชชนิดหนึ่งที่สามารถสืบพันธุ์ได้ทั้งในตัวเองและการผสมเกสร จะเห็นได้ชัดเจนว่าการจัดลำดับจีโนมของข้าวโพดเลี้ยงสัตว์เพียงเส้นเดียวไม่เพียงพอ เมื่อพยายามทำความเข้าใจพันธุกรรมของข้าวโพดอย่างถ่องแท้ สำหรับพืชที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม นักวิจัยตั้งเป้าหมายที่จะสร้าง pangenome ของสปีชีส์ ซึ่งเป็นลำดับทั้งหมดของสายพันธุ์ของสปีชีส์ทั้งหมด

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันการเพาะพันธุ์พืชและการวิจัยทั่วประเทศเยอรมนี ได้หยิบยกความท้าทายนี้ขึ้นมาในข้าวโพดและได้ตีพิมพ์ผลงานของพวกเขาที่มีต่อพันจีโนมของข้าวโพดในวารสารNature Genetics

ข้าวโพดบุ๋มและหินเหล็กไฟเป็นข้าวโพดสองประเภทที่มีความสำคัญทางการค้ามากที่สุด ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ลำดับจีโนมที่สมบูรณ์ของสายพันธุ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ชนิด B73 ได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการเพาะพันธุ์และการวิจัยข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ อย่างไรก็ตาม ภายในโครงการล่าสุด นักวิจัยที่นำโดย Dr. Klaus Haberer จาก Helmholtz Center ในมิวนิก ได้จดจ่ออยู่กับการตรวจสอบหินเหล็กไฟยุโรปสี่เส้น ดังที่ Dr. Haberer แจ้งให้เราทราบว่า “แม้ว่าเส้นรอยบุบ B73 จะเป็นลำดับอ้างอิงคุณภาพสูง แต่ก็พบความหลากหลายที่สูงมากในระดับลำดับระหว่างสายพันธุ์ข้าวโพดต่างๆ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าลำดับของสาย B73 จับเพียงส่วนหนึ่งของ pangenome ของข้าวโพด”

ภายในการวิจัยของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้แนวทางเสริมที่ผสมผสานเทคนิคการจัดลำดับสมัยใหม่และชีวสารสนเทศเข้ากับเทคโนโลยีไซโตเจเนติกส์ ในขณะที่เทคนิคการเรียงลำดับให้ข้อมูลหลักเกี่ยวกับจีโนมของข้าวโพด วิธีการ cytogenetic เช่น FISH (Fluorescence in situ hybridization) ช่วยให้นักวิจัยสามารถทดสอบการตีความจีโนมตามลำดับที่ระดับโครโมโซมผิดพลาด แต่ที่สำคัญกว่านั้น มันทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ได้ด้วยการมองผ่านกล้องจุลทรรศน์

Prof. Dr. Andreas Houben ผู้นำการทดสอบเซลล์พันธุกรรมที่สถาบัน Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK) ใน Gatersleben บอกกับเราว่า “ข้าวโพดฟลินท์และข้าวโพดเลี้ยงสัตว์มีความคล้ายคลึงกันสูงในระดับยีน อย่างไรก็ตาม ข้าวโพดทั้งสองประเภทมีลำดับที่ไม่เข้ารหัสจำนวนมาก เช่น ที่เรียกว่าการทำซ้ำปุ่ม ซึ่งแตกต่างกันไปตามแต่ละสายพันธุ์ เราสามารถแสดงความแตกต่างเหล่านี้ได้ในระดับโครโมโซม”

การศึกษาเส้นหินเหล็กไฟเป็นส่วนเสริมที่สำคัญ

ของ pangenome ของข้าวโพดในปัจจุบัน และที่สำคัญยิ่งกว่านั้น การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าในขณะที่การอนุรักษ์เนื้อหายีนโดยรวมภายในสปีชีส์อาจสูง แต่ความแตกต่างในส่วนของจีโนมที่ไม่ได้เข้ารหัสนั้นมีอยู่ และความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ช่วยให้เราเข้าใจและใช้ประโยชน์จากชีววิทยาของข้าวโพดได้อย่างแท้จริง

ที่มา: Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research

การวิจัยได้รับทุนจาก AAFC Canadian Crops Genomics Initiative และ P2IRC รวมถึงการคบหามิตรภาพหลังปริญญาเอกของ Mitacs Elevate

โครงการ P2IRC เป็นศูนย์วิจัยการเกษตรดิจิทัลแบบสหสาขาวิชาชีพที่ได้รับทุนจากกองทุน Canada First Research Excellence Fund และบริหารจัดการโดย GIFS เป้าหมายของศูนย์นี้คือการค้นพบ พัฒนา และส่งมอบเครื่องมือใหม่ๆ และผสานรวมเข้ากับแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์เพื่อเร่งการแพร่พันธุ์ทางดิจิทัล ผลที่ได้จะเป็นพันธุ์พืชใหม่ที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อความเครียดทางชีวภาพและทางกายภาพ เช่น โรค แมลง และความแห้งแล้ง ทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตอาหารจะยั่งยืน

ที่มา: มหาวิทยาลัยซัสแคตเชวัน

อิทธิพลจากสิ่งมีชีวิตเป็นปัจจัยสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งส่งผลต่อพืชผลทั้งหมดในปัจจุบัน และแตงกวาเป็นพืชที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด

“ดังนั้น เราต้องคำนึงถึงความสามารถในการผลิตในสภาวะที่ยากลำบาก อีกครั้งที่เราไม่สามารถทำได้โดยปราศจากการทดสอบในสภาวะต่างๆ วันนี้เราสามารถพูดได้ว่าเรามีปฏิกิริยาเชิงบวกจากเกษตรกรต่อแตงกวาของเรา ซึ่งในการแข่งขันกับพันธุ์ต่างประเทศสามารถทนต่ออุณหภูมิฤดูร้อนที่สูงในสเปนเมื่อหลายปีก่อนในสเปน ในทำนองเดียวกัน แตงป่าที่หยาบกร้านของเราหลายคน [ชนะ] ผู้ปลูก [ด้วย] ความเป็นพลาสติกของพวกมันในช่วงอุณหภูมิและความชื้นผันผวนระหว่างพืชพันธุ์” Aust กล่าวเสริม

ความต้องการของตลาดกำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และผู้เพาะพันธุ์พืชถูกบังคับให้ทำงานอย่างต่อเนื่องในหลากหลายประเภท ทำให้เกิดความต้องการเวลาและต้นทุนที่สูงขึ้น – ราเด็ค ออสต์

คลิกเพื่อทวีต สล็อตแตกง่าย