ژنی که به سورگوم فوق العاده نزدیک تر است
دانشمندان در حال تکمیل ویژگی های سرعت، قدرت و تقریباً آسیب ناپذیری در فرهنگ غذایی مهمی هستند که مانند یک ابرقهرمان، به محافظت از افراد آسیب پذیر کمک می کند.
دانشمندان با دستیابی به نقطه عطفی در تعقیب سوپرمن برای گیاهان سورگوم، ژن واحدی را شناسایی کردند که محافظت گسترده ای در برابر بیماری های قارچی آنتراکنوز، زنگ زدگی و لکه های هدف ایجاد می کند.
با نگاهی دقیق تر به ژنوم این گیاه، آنها همچنین کشف کردند که کریپتونیت برای این ابرقدرت و قطعات غیرمعمول DNA متحرک که در مقاومت به بیماری نقش دارند، چیست.
تسفای منگیست، پروفسور و رئیس موقت دپارتمان گیاه شناسی و آسیب شناسی گیاهی پوردو، گفت: ژن تازه کشف شده که ژن مقاومت آنتراکنوز 1 یا ARG1 نام دارد، از چند جهت غیرمعمول است.
وی گفت: اگرچه در سورگوم مقداری مقاومت طبیعی در برابر بیماری های قارچی شناخته شده است، اما ژن هایی که چنین مقاومت گسترده ای را ایجاد می کنند، شناسایی نشده اند. قابل توجه است که یک ژن منجر به مقاومت در طیف وسیعی از قارچ ها و سویه های متعدد قارچ آنتراکنوز می شود.
تیمی از محققان دانشگاه پردو، از جمله برنده جایزه جهانی غذا در سال 2009، Gebisa Edgeta، این کشف را از طریق پروژه ای با حمایت آژانس توسعه بین المللی ایالات متحده (USAID) Feed the Future Innovation Lab برای تحقیقات مشترک در مورد سورگوم و ارزن انجام دادند.
منگیست که سرپرستی این مطالعه را بر عهده داشت، گفت: انتظار می‌رود تغییرات آب و هوایی تعداد و شدت بیماری‌های گیاهی را افزایش دهد.
منگیست گفت: "ما برای حفظ ذخایر جهانی غذا به کنترل بیماری پایدارتر نیاز داریم و این گیاهان قابل توجه یک قدم جلوتر از ما هستند." واریته‌های مختلف سورگوم با قدرت‌های متفاوت و مقاومت در برابر بیماری‌ها تکامل یافته‌اند. از طریق علم ژنتیک و گیاه‌شناسی، تلاش می‌کنیم به آنها در این فرآیند سازگاری با محیط در حال تغییر کمک کنیم.
با یافتن ژن مسئول صفت مورد نظر، دانشمندان می توانند نشانگرهای زیستی ایجاد کنند که به پرورش دهندگان این امکان را می دهد تا حضور آن را به سرعت آزمایش کنند و آن را در یک نوع سورگوم قرار دهند که دارای ویژگی های مفید دیگری است. کار این تیم در مقاله ای در مجله به تفصیل شرح داده شده است سلول گیاهی.
ادجتا، استاد برجسته زراعت در پوردو و مدیر اجرایی مرکز امنیت غذایی جهانی پوردو، گفت: «اهمیت این کار را نمی توان اغراق کرد. "این یک پیشرفت علمی قابل توجه و اوج دهه ها تحقیق مشترک برای بهبود سورگوم در پوردو همراه با شرکای کشورهای در حال توسعه است."
منگیست که بخشی از جنبش‌های بعدی پوردو در علوم گیاهی و مرکز زیست‌شناسی گیاهی پوردو است، گفت: سورگوم یک غلات کلیدی برای امنیت غذایی در سراسر جهان است.
وی گفت: این گیاه از بسیاری جهات بسیار مقاوم است، اما بیماری های قارچی می توانند آن را از بین ببرند. آنتراکنوز یکی از مهم‌ترین این عوامل بیماری‌زا است و به تمام قسمت‌های گیاه: برگ، ساقه و سر حمله می‌کند. چیزی باقی نمی گذارد که بتوان از آن برای غذا استفاده کرد، کاربرد اصلی آن در آفریقا. یا سوخت های زیستی و خوراک، استفاده از آن در ایالات متحده.
گام های موفقیت آمیز برای پرورش آینده
در سال 2014، USAID از طریق آزمایشگاه نوآوری Feed the Future که توسط دانشگاه کانزاس برای تحقیقات مشترک بر روی سورگوم و ارزن اداره می شد، سرمایه گذاری اولیه را در جستجوی مقاومت میزبان در برابر آنتراکنوز در اتیوپی انجام داد.
تیموتی جی گفت: "هدف ما افزایش پایداری و امنیت غذایی کشاورزان و مصرف کنندگان سورگوم در اتیوپی و غرب آفریقا است." دالتون، مدیر آزمایشگاه و استاد اقتصاد کشاورزی در کانزاس. "
[embed]https://www.youtube.com/watch?v=rwp2bBZLebQ[/embed]
منگیست و تیم قبلی از دانشمندان آزمایشگاه نوآوری Feed the Future و اتیوپی قبلاً با موفقیت گونه‌ای به نام مررا را توسعه داده‌اند، گونه‌ای سورگوم که مقاومت در برابر بیماری‌ها و پرندگان را افزایش داده و عملکرد بهتری دارد.
Edgeta گفت: "با تغییر آب و هوا یا تحمیل تولید محصولات خشک مانند سورگوم در مناطق با بارندگی بیشتر یا مناطق آبی، بیماری های برگ حتی بیشتر می شود." دقیقاً در شرایطی که ژن‌های قدرتمند بسیار مهم می‌شوند.»
وی گفت: "کنترل شیمیایی اغلب ناکارآمد، از نظر اقتصادی غیرممکن و یک نگرانی برای محیط زیست است." موثرترین، مقرون به صرفه ترین و سازگارترین راهبردهای کنترل بیماری از نظر زیست محیطی شامل استفاده از ژنوتیپ های گیاهی مقاوم به بیماری است. این چیزی است که کشاورزان می خواهند، و آنها خطوط جدید سورگوم را اتخاذ می کنند."
یک ژن غیرمعمول تحت تاثیر DNA انگلی
مقررات ARG1 غیر معمول است. این ژن در یک ژن دوم جاسازی شده است و به نظر می رسد هر دو ژن توسط بخش های کوچکی از DNA متحرک به نام عناصر قابل انتقال تغییر یافته اند.
دیمون لیش، دانشیار گیاه شناسی و آسیب شناسی گیاهی که در این مطالعه شرکت کرد، گفت: عناصر انتقال یافته مانند ویروس های مولکولی یا انگل هایی هستند که در ژنوم زندگی می کنند و از نسلی به نسل دیگر منتقل می شوند.
ژنی که ARG1 را ترکیب می کند RNA آنتی سنس است. او گفت که بیان او برعکس ARG1 است و منجر به موقعیتی می شود که این دو می توانند با یکدیگر تداخل داشته باشند.
او گفت که همه گیاهان سورگوم نسخه‌ای از این دو ژن را دارند، اما گونه‌های حساس سورگوم بخش زیادی از RNA ضد حس و مقدار بسیار کمی از ARG1 را بیان می‌کنند که به نظر می‌رسد یک پروتئین غیرعملکردی را نیز رمزگذاری می‌کند. نسخه مقاوم به بیماری ARG1 در سطح بسیار بالاتری بیان می شود، یک پروتئین عملکردی را کد می کند و با یک ژن RNA آنتی سنس مرتبط است که رد می شود و در نتیجه تداخل کمتری ایجاد می کند.
لیش گفت که به نظر می رسد عناصر قابل حمل در اینجا در حال بازی هستند.
او گفت: «نصب وسایل قابل حمل اغلب مضر است. با این حال، در این مورد، به نظر می‌رسد که عناصر قابل انتقال با برنامه‌ریزی مجدد هر دو ژن برای بهینه‌سازی مقاومت در برابر پاتوژن‌های قارچی مفید بودند. به نوعی این یک سیستم خراب در گیاهان را ترمیم کرده است.
لیش هنگامی که ژنوم خطوط حساس و مقاوم به بیماری را مطالعه کرد، عناصر قابل انتقال مرتبط با ARG1 را کشف کرد. او عناصر قابل جابجایی و سایر DNA متحرک را مطالعه می کند و از جستجوی «سرگرمی» در ژنوم های مشترک همکاران لذت می برد.
وی گفت: «عناصر قابل انتقال در برخی از بیماری‌های انسانی و گیاهی شناخته شده‌اند، اما دخالت آنها در مقاومت به بیماری‌ها در حال حاضر غیرعادی تلقی می‌شود.» با پیشرفت های تکنولوژیکی، ما می توانیم این رشته های انگلی DNA را در یک توالی ژنی شناسایی کرده و آنها را در همه جا پیدا کنیم.
ترکیب تحقیقات کاربردی و بنیادی
منگیست گفت: این یافته‌ها می‌تواند سایر مطالعات ژنتیکی سورگوم و سایر گونه‌های گیاهی و همچنین راه‌هایی برای تنظیم دقیق بیان ژن باشد. ترکیبی از تحقیقات پایه و کاربردی اطلاعات زیادی را ارائه می دهد. برخی در حال حاضر مورد استفاده قرار خواهند گرفت و برخی ممکن است منجر به نوآوری در آینده شوند.
او می‌گوید: «ما می‌توانستیم پس از شناسایی ژن ARG1 متوقف شویم، اما عمیق‌تر را بررسی کردیم. "اگر ما نبودیم، شاید فکر می‌کردیم که می‌توانیم پروتئین دخیل در مقاومت را اصلاح کنیم. اکنون درک بسیار بهتری از تنظیم ژن و نگاهی اضافی به زمینه در حال ظهور داریم که می‌تواند برای علوم گیاهی انقلابی شود."
نقل قول: ژنی نزدیکتر به سوپر سورگوم (2022، 12 ژانویه)، استخراج شده در 12 ژانویه 2022 از https://phys.org/news/2022-01-gene-closer-super-sorghum.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]