Naon anu lumangsung di handap taneuh dina sawah jagong gampang ditingali, tapi arsitéktur akar jagong tiasa maénkeun peran penting dina akuisisi cai sareng gizi, mangaruhan kasabaran halodo, efisiensi panggunaan cai, sareng kelestarian. Lamun urang sunda bisa ajak akar jagong tumuwuh handap dina sudut steeper, pamotongan berpotensi bisa ngakses sumberdaya penting deeper dina taneuh.
Léngkah munggaran pikeun tujuan éta nyaéta diajar gén anu aub dina gravitropism, kamekaran akar pikeun ngaréspon gravitasi. Dina ulikan anyar diterbitkeun dina Cara ngagawe sahiji National Academy of Sciences, Universitas Wisconsin élmuwan, dina kolaborasi jeung peneliti di Universitas Illionis. ngaidentipikasi opat gen sapertos dina jagong sareng model tutuwuhan Arabidopsis.
Nalika siki anu berkecambah dihurungkeun kana sisina, sababaraha akar ngadadak, péngkolan lungkawing ka arah gravitasi, sedengkeun anu sanésna giliran fraksi langkung laun. Para panalungtik ngagunakeun métode visi mesin pikeun niténan béda halus dina gravitropism akar dina rébuan bibit sarta digabungkeun data éta kalayan informasi genetik pikeun tiap seedling. Hasilna dipetakeun kamungkinan posisi gén gravitropism dina génom.
Peta éta ngagaduhan panalungtik ka lingkungan anu leres dina génom - daérah sababaraha ratus gén - tapi aranjeunna masih jauh pikeun ngaidentipikasi gén khusus pikeun gravitropism. Untungna, aranjeunna gaduh alat anu tiasa ngabantosan.
"Kusabab urang saacanna ngalakukeun percobaan anu sami sareng pepelakan Arabidopsis anu aya hubunganana, kami tiasa nyocogkeun gén dina daérah génom anu aya dina duanana spésiés. Tés susulan diverifikasi identitas opat gén anu ngarobih gravitropisme akar. Inpormasi anyar tiasa ngabantosan urang ngartos kumaha gravitasi ngawangun arsitéktur sistem akar, ”saur Edgar Spalding, profésor di Jurusan Botani di Universitas Wisconsin sareng panulis utama pangajaran.
Matt Hudson, profésor di Departemen Élmu Tanaman di Universitas Illionis sareng panulis ko-panulis, nambihan, "Kami ningal sipat anu ditalungtik dina jagung anu penting pikeun sababaraha alesan, khususna dina konteks perubahan iklim. . Sareng urang ngalakukeun éta ku cara ngajantenkeun bédana évolusionér antara pepelakan pikeun kahadean urang.
Jagung jeung Arabidopsis, hiji mustard leutik relatif exhaustively digambarkeun ku biologi tutuwuhan, mekar ngeunaan 150 juta taun kapisah dina sajarah évolusionér. Hudson ngécéskeun yén sanajan duanana spésiés babagi fungsi tutuwuhan dasar, gén ngadalikeun aranjeunna geus dipikaresep geus jumbled dina génom kana waktu. Éta tétéla janten hal anu saé pikeun ngahususkeun gen umum.
Dina spésiés nu patali raket, gén condong baris dina kurang leuwih sarua urutan dina génom (misalna ABCDEF). Sanajan gén nu sarua bisa jadi aya dina spésiés nu patali jauh, urutan gén di wewengkon nu tret nu dipetakeun teu cocog (misalna UGRBZ). Saatos peneliti ngaidentipikasi dimana milarian unggal génom, sékuen gén anu henteu cocog ngajantenkeun gén umum (dina hal ieu B) kaluar.
"Kuring panginten éta super keren yén urang tiasa ngaidentipikasi gén anu urang moal mendakan ngan ukur ku ngabandingkeun interval génomik dina spésiés pepelakan anu teu aya hubunganana," saur Hudson. "Kami cukup yakin yén aranjeunna gén anu leres nalika aranjeunna kaluar tina analisa ieu, tapi grup Spalding teras nyéépkeun tujuh atanapi dalapan taun deui pikeun meunangkeun data biologis anu padet pikeun pariksa yén aranjeunna leres-leres maénkeun peran dina gravitropism. Saatos ngalakukeun éta, kuring nyangka urang parantos ngavalidasi sadayana pendekatan supados ka hareup, anjeun tiasa nganggo metode ieu pikeun seueur phenotypes anu béda.
Spalding nyatakeun yén metode éta sigana suksés sabab pangukuran anu tepat dilakukeun dina lingkungan anu umum.
"Mindeng, peneliti jagung bakal ngukur Tret maranéhanana dipikaresep dina widang, sedengkeun peneliti Arabidopsis condong ngangkat pepelakan maranéhanana di chambers tumuwuh," nyebutkeun anjeunna. "Kami ngukur fénotip gravitropisme akar ku cara anu dikontrol pisan. Siki ieu ditumbuhkeun dina piring petri, sareng uji ngan ukur sababaraha jam, sabalikna tina sipat anu anjeun tiasa ukur di dunya nyata anu kabuka pikeun sagala rupa variasi.
Sanajan Tret bisa diukur dina lingkungan umum, teu kabeh Tret nyieun calon alus keur metoda ieu. Para panalungtik ngantebkeun Tret sual kudu dasar pikeun fungsi tutuwuhan dasar, mastikeun gén kuna sarua aya dina spésiés nu teu patali.
"Gravitropism bisa jadi utamana amenable mun diajar ngaliwatan pendekatan ieu sabab bakal jadi konci pikeun Spésialisasi aslina tina pucuk jeung akar sanggeus kolonisasi suksés taneuh," nyebutkeun Spalding.
Hudson catetan gravitropism bakal konci pikeun kolonisasi bentang béda, ogé.
"NASA museurkeun ngembang pepelakan di planét séjén atanapi di luar angkasa sareng aranjeunna kedah terang naon anu anjeun kedah ternak pikeun ngalakukeun éta," saur anjeunna. "Tutuwuhan geulis discombobulated tanpa gravitasi."
Artikel, "Leveraging orthology dina jagung sarta Arabidopsis QTL pikeun ngaidentipikasi gén mangaruhan variasi alam di gravitropism," diterbitkeun dina Cara ngagawe sahiji National Academy of Sciences [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]. Panalungtikan ieu dibiayaan ku National Science Foundation.
Departemen Élmu Tanaman aya di College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences di Universitas Illinois Urbana-Champaign.
Sumber: https://www.sciencedaily.com