สล็อตแตกง่าย นักวิทยาศาสตร์ของ ISU เอาชนะ DNA ที่ซ้ำซากเพื่อจัดลำดับจีโนมของศัตรูพืชถั่วเหลืองที่ทำลายล้าง

สล็อตแตกง่าย นักวิทยาศาสตร์ของ ISU เอาชนะ DNA ที่ซ้ำซากเพื่อจัดลำดับจีโนมของศัตรูพืชถั่วเหลืองที่ทำลายล้าง

สล็อตแตกง่าย มันเหมือนกับการต่อจิ๊กซอว์เข้าด้วยกันซึ่งชิ้นส่วนทั้งหมดเหมือนกัน แต่มีวิธีแก้ปัญหาเดียวเท่านั้น

นักวิจัยของ Iowa State University (ISU) เอาชนะความแปลกประหลาดของ DNA ของไส้เดือนฝอยของซีสต์ถั่วเหลืองเพื่อจัดลำดับจีโนมของมัน ปูทางสำหรับแนวทางการจัดการที่ดีขึ้นเพื่อต่อสู้กับศัตรูพืชอันดับ 1 ที่คุกคามถั่วเหลืองไอโอวา 

งานวิจัยได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร

 BMC Genomics ที่ได้รับการตรวจสอบโดยเพื่อน

ไส้เดือนฝอยซีสต์จากถั่วเหลืองเป็นพยาธิตัวกลมที่ติดเชื้อที่รากของถั่วเหลืองและสามารถทำลายผลผลิตในทุ่งที่ติดเชื้อได้ ประชากรไส้เดือนฝอยก่อตัวขึ้นในทุ่งนาและอยู่ได้นานหลายปี ซึ่งหมายความว่าเอเคอร์ที่ถูกรบกวนกลายเป็นปัญหาการจัดการไม้ยืนต้นสำหรับเกษตรกร

พ่อพันธุ์แม่พันธุ์พืชได้ศึกษายีนในถั่วเหลืองที่สามารถเพิ่มความต้านทานต่อไส้เดือนฝอยได้ แต่การจัดลำดับจีโนมของไส้เดือนฝอยช่วยเติมเต็มช่องว่างที่สำคัญในความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับศัตรูพืชเหล่านี้ที่ยังคงว่างเปล่าอย่างดื้อรั้นมานานหลายปี Thomas Baum ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาและ Charles กล่าว F. Curtiss ศาสตราจารย์พิเศษและประธานสาขาโรคพืชและจุลชีววิทยา

Baum กล่าวว่า “นักวิจัยมองไปที่การต่อต้านในด้านถั่วเหลืองของสมการ แต่เป็นการยากที่จะทำงานที่ครอบคลุมเกี่ยวกับชีววิทยาและความรุนแรงของศัตรูพืชได้เนื่องจากไม่มีจีโนมที่ใช้งานได้” Baum กล่าว “งานของเราเป็นก้าวย่างที่ยิ่งใหญ่ในการเปิดใช้งานการวิจัยใหม่”

DNA ซ้ำๆ

พันธุศาสตร์ของไส้เดือนฝอยซีสต์ถั่วเหลืองนำเสนอความท้าทายที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถประกอบจีโนมเต็มได้เป็นเวลาหลายปี ทีมวิจัยได้จัดลำดับจีโนมก่อนโดยจัดลำดับส่วนที่เล็กลงแล้วจึงนำส่วนเหล่านั้นมารวมกันเป็นจีโนมแบบเต็ม ประมาณหนึ่งในสามของยีน 29,769 ยีนของไส้เดือนฝอยมีการทำซ้ำ ซึ่งหมายความว่ายีนจำนวนมากมาในสำเนาหลายชุด Rick Masonbrink นักวิทยาศาสตร์ร่วมในสำนักงานเทคโนโลยีชีวภาพ ISU และผู้เขียนนำการศึกษากล่าว Masonbrink กล่าวว่า DNA ที่ซ้ำซากซับซ้อนอย่างมากในกระบวนการหาลำดับและประกอบ

Andrew Severin ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและผู้จัดการของ ISU Genome Informatics Facility เปรียบเสมือนจิ๊กซอว์ปริศนาของท้องฟ้าสีครามที่ชิ้นส่วนทั้งหมดมีรูปร่างและสีเหมือนกัน เป็นการยากที่จะเข้าใจว่าชิ้นส่วนที่ซ้ำซากเหล่านี้เข้ากันได้อย่างไร Severin กล่าว แต่วิธีการที่เรียกว่าเทคโนโลยีการจัดลำดับการอ่านระยะยาวทำให้สามารถประกอบจีโนมคุณภาพสูงได้

ตอนนี้ จีโนมที่ประกอบอย่างสมบูรณ์อาจนำไปสู่การพัฒนากลยุทธ์การจัดการศัตรูพืชที่ดีขึ้น Baum กล่าว การมีจีโนมที่ประกอบกันอย่างเต็มที่จะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเปรียบเทียบประชากรไส้เดือนฝอยที่แตกต่างกันในระดับยีนได้

เมื่อไส้เดือนฝอยติดเชื้อในต้นถั่วเหลือง พวกมันจะต่อสู้กับการป้องกันตามธรรมชาติของถั่วเหลือง จีโนมสามารถช่วยให้ผู้เพาะพันธุ์พืชเข้าใจว่าไส้เดือนฝอยสามารถเอาชนะการป้องกันของถั่วเหลืองได้อย่างไร

“สิ่งนี้ช่วยให้เราเข้าใจพยาธิสภาพพื้นฐานของหนอน” Baum กล่าว “ตอนนี้เราสามารถเห็นการแข่งขันด้านอาวุธทั้งสองฝ่าย ทั้งฝ่ายรุกและฝ่ายรับ”

ทีมงาน ISU ได้ทำการวิจัยใน  ฐานข้อมูลออนไลน์แบบเปิด  สำหรับนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ

HC: เราโชคดีในตุรกีที่สามารถทำเรือนเพาะชำได้เต็มพื้นที่ปีละสองครั้งในทุ่งนา และสามฤดูในโรงเรือน เราเชื่อจากแนวความคิดในการนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาด รวมถึงขั้นตอนการลงทะเบียน ต้องใช้เวลาอย่างน้อยแปดปี และมากกว่า 500,000 ยูโรในการพัฒนาหนึ่งไฮบริด ตัวเลขนี้ไม่รวมการลงทุนจำนวนมากในโรงเรือนที่ล้ำสมัย พยาธิวิทยา และห้องแล็บเครื่องหมาย

CJ:ใช้เวลาประมาณ 1,000,000 ยูโรต่อปี

 นานกว่า 10 ปี เพื่อให้ได้ลูกผสมใหม่จำนวนขั้นต่ำเพื่อรักษาพอร์ตที่น่าสนใจ

RL: ส่วนหนึ่งของความพยายามในการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของเราคือการลดเวลาในการเข้าถึงตลาดด้วยผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ แต่ละขั้นตอนของกระบวนการอาจเป็นสิ่งที่ท้าทาย ขึ้นอยู่กับว่าเราสามารถรวมการเลือกที่ชาญฉลาดของจีโนม ฟีโนไทป์ใหม่ และเทคนิคการสร้างจีโนไทป์ปริมาณงานสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด

นวัตกรรมการเพาะพันธุ์ดอกทานตะวัน

ES: ดอกทานตะวันอาจเป็นพืชผลที่ดี แต่ก็ดูเหมือนจะอยู่เบื้องหลังพืชผลอื่นๆ เช่น ข้าวโพด ข้าวสาลี ถั่วเหลือง ข้าว และฝ้าย ในแง่ของความสำคัญและการลงทุน

ภาคเรือนกระจกประกอบด้วยเกษตรกรผู้ปลูกอิสระหลายพันราย ซึ่งทุกคนต้องมีส่วนร่วมในการสร้าง ‘การพิสูจน์ในอนาคต’ ระบบพืชสวน พวกเขาต้องเปลี่ยนวิธีคิดและการทำงานอย่างต่อเนื่อง และนำเทคโนโลยีและข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ มาใช้ นี่ไม่ใช่แค่กระบวนการทางเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังเป็นความท้าทายทางสังคมที่ยิ่งใหญ่อีกด้วย อย่างไรก็ตาม ภาคส่วนได้แสดงให้เห็นว่าสามารถดำเนินการได้มากหากจำเป็น แม้ว่าจะยังมีอีกหลายอย่างที่ต้องทำ แต่การปลูกพืชสวนเรือนกระจกทางตอนใต้ของสเปนก็กำลังดำเนินไปสู่ความยั่งยืน

หมายเหตุบรรณาธิการ: Jan van der Blom เป็นนักกีฏวิทยาในภาควิชาเทคนิคการผลิตของ COEXPHAL ในอัลเมเรีย ประเทศสเปน สล็อตแตกง่าย