สล็อตแตกง่าย นักวิทยาศาสตร์ของ UC Riverside ได้ถอดรหัสจีโนมของถั่วตาดำ โดยเสนอความหวังในการเลี้ยงประชากรโลกที่กำลังขยายตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสภาพอากาศเปลี่ยนแปลงการทำความเข้าใจยีนที่รับผิดชอบต่อความแห้งแล้งและความทนทานต่อความร้อนของถั่วในท้ายที่สุดอาจช่วยให้พืชชนิดอื่นแข็งแกร่งขึ้นได้เช่นกัน
ถั่วดำเป็นถั่วขนาดเล็กที่มีส่วนตรงกลางสีเข้ม
พวกเขาเป็นอาหารหลักระดับโลกมานานหลายศตวรรษเนื่องจากความทนทานต่อสิ่งแวดล้อมและคุณสมบัติทางโภชนาการที่โดดเด่น เช่น โปรตีนสูงและไขมันต่ำ ในอนุภูมิภาคทะเลทรายซาฮารา โปรตีนเหล่านี้ยังคงเป็นแหล่งโปรตีนอันดับหนึ่งในอาหารของมนุษย์
จีโนมคือชุดรหัสพันธุกรรมทั้งหมดที่กำหนดลักษณะ เช่น สี ส่วนสูง และความโน้มเอียงที่จะเป็นโรค จีโนมทั้งหมดมีลำดับดีเอ็นเอที่ซ้ำซากจำเจ ซึ่งศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ของ UCR และหัวหน้าร่วมโครงการ Stefano Lonardi เปรียบเสมือน “ชิ้นส่วนจิ๊กซอว์ที่เหมือนกันหลายแสนชิ้น”
Lonardi อธิบายกระบวนการค้นหาว่าลำดับปริศนาจิ๊กซอว์เข้ากันได้อย่างไรว่าเป็น “ความท้าทายในการคำนวณ” ในการทำเช่นนั้น ทีมของ Lonardi ได้รวบรวมจีโนมหลายครั้งด้วยเครื่องมือซอฟต์แวร์และพารามิเตอร์ต่างๆ จากนั้นพวกเขาก็สร้างซอฟต์แวร์ใหม่ที่สามารถรวมโซลูชันจีโนมต่างๆ เหล่านี้ไว้ในภาพเดียวที่สมบูรณ์ได้
ด้วยความสำเร็จของโครงการนี้ ถั่วตาดำได้เข้าร่วมกับพืชสำคัญอื่นๆ เพียงไม่กี่ชนิดที่มีการจัดลำดับจีโนมอย่างสมบูรณ์ ผลงานของทีมงานในโครงการนี้เผยแพร่ในนิตยสารThe Plant Journal ฉบับเดือนมิถุนายน โดย เป็นเรื่องราวในหน้าปก และสามารถดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ฟรีของ Lonardi ได้ทางออนไลน์
การวิจัยเกี่ยวกับถั่วดำซึ่งเป็นพืชตระกูลถั่วที่รู้จักกันในชื่อ cowpea เริ่มต้นที่ UC Riverside เมื่อกว่า 40 ปีที่แล้ว แต่การปรากฏตัวของ cowpeas ในริเวอร์ไซด์เกิดขึ้นก่อนมหาวิทยาลัยประมาณ 200 ปี
ทิโมธี โคลส ผู้นำร่วมโครงการ ศาสตราจารย์ด้านพฤกษศาสตร์และพืชศาสตร์ของ UCR กล่าวว่า “ถั่วลันเตาอยู่ที่นี่เพื่อช่วยเหลือผู้คนตั้งแต่สมัยอาณานิคม ‘เป็นเรื่องดีที่เราได้นำพืชชนิดนี้ที่มีประวัติศาสตร์ท้องถิ่นมากมายให้ทันสมัยสำหรับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์”
นี่เป็นจีโนมอ้างอิงคุณภาพสูงตัวแรกสำหรับถั่วลันเตา เริ่มดำเนินการเมื่อสามปีที่แล้ว โดยส่วนใหญ่ได้รับทุนสนับสนุน 1.6 ล้านดอลลาร์จากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติหรือ NSF เงินช่วยเหลือเพิ่มเติมอีก 500,000 ดอลลาร์ NSF ยังสนับสนุนความพยายามในการคำนวณอีกด้วย
เงื่อนงำความซับซ้อนของโครงการคือขนาดของทีมวิจัย นอกจาก Close และ Lonardi แล้ว นักวิทยาศาสตร์ UCR คนอื่นๆ ในทีมยังมี María Muñoz-Amatrían, Qihua Liang, Steve Wanamaker, Sassoum Lo, Hind Alhakami, Rachid Ounit, Philip Roberts, Jansen Santos, Arsenio Ndeve และ Abid Md. Hasan . สมาชิกในทีมเพิ่มเติมในสหรัฐอเมริกามาจาก UC Davis, สถาบันจีโนมร่วมของ Department of Energy ในแคลิฟอร์เนีย, ศูนย์ทรัพยากรจีโนมแห่งชาติในนิวเม็กซิโก และกระทรวงเกษตรสหรัฐในไอโอวา สมาชิกทีมนานาชาติมาจากฟินแลนด์ ฝรั่งเศส บราซิล และสาธารณรัฐเช็ก
เช่นเดียวกับมนุษย์ ถั่วคาวพีแต่ละตัวมีความแตกต่างกัน
การรู้ว่ายีนใดมีหน้าที่รับผิดชอบต่อคุณภาพของแต่ละบุคคล เช่น สี ขนาด หรือการดื้อต่อเชื้อโรค จะช่วยให้พ่อพันธุ์แม่พันธุ์พัฒนาสายพันธุ์ใหม่ที่สามารถทนต่อความท้าทายจากภายนอกได้ดียิ่งขึ้น
“การมีลำดับจีโนมช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจเลือกพืชแม่ที่จะผสมข้ามพันธุ์เพื่อผลิตลูกหลานที่ต้องการได้” ปิดกล่าว
คุณลักษณะอย่างหนึ่งของถั่วลันเตาที่นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามทำความเข้าใจคือความสามารถที่โดดเด่นในการฟื้นตัวจากความเครียดจากภัยแล้ง
“เรากำลังพยายามหาคำตอบว่าทำไมถั่วฝักยาวจึงมีความยืดหยุ่นต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย” โคลสกล่าว “ในขณะที่เราย้ายเข้าไปอยู่ในโลกที่มีน้ำไม่เพียงพอสำหรับการเกษตร การใช้ประโยชน์จากความสามารถนี้และขยายออกไปเป็นสิ่งสำคัญ โดยนำจากถั่ว cowpea เพื่อเป็นแนวทางในการปรับปรุงพืชผลอื่นๆ ที่เสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ”
ลูเซิร์นผลิตขึ้นภายใต้สภาพอากาศที่หลากหลาย ลักษณะที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของพันธุ์ลูเซิร์นคือการพักตัวในฤดูใบไม้ร่วง นั่นคือ ความสามารถในการหยุดการเจริญเติบโตก่อนฤดูหนาว พันธุ์ที่มีการพักตัวของฤดูใบไม้ร่วงที่รุนแรงนั้นเหมาะสมอย่างยิ่งในสภาพของชาวนอร์ดิกซึ่งจำเป็นต้องหยุดการเจริญเติบโตก่อนฤดูหนาวเพื่อความอยู่รอด ในอีกทางหนึ่ง ทางภาคใต้ขอพันธุ์ที่มีการเจริญเติบโตในฤดูหนาวที่แข็งแกร่ง เนื่องจากพันธุ์ลูเซิร์นเหล่านี้ให้ผลผลิตสูงในฤดูหนาวที่ไม่รุนแรงเมื่อเทียบกับฤดูร้อนที่แห้งและร้อน ระดับการพักตัวในฤดูใบไม้ร่วงของสหรัฐอเมริกามีช่วงตั้งแต่ 1 -11:
มีอะไรอยู่ในท่อ?
พยายามปลดล็อกจีโนมของสปีชีส์นี้ การทำความเข้าใจลำดับจีโนมอาจนำไปสู่พืชหญ้าชนิตที่มีความสามารถในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ตึงเครียดมากขึ้น เช่น ความแห้งแล้งและการเลี้ยงสัตว์ นอกจากนี้ยังสามารถให้ผลผลิตต่อชีวมวลที่สูงขึ้นเมื่อมัดเป็นหญ้าแห้ง ขยายฤดูปลูก และปรับให้เข้ากับดินประเภทต่างๆ และระดับสารอาหารได้ดีขึ้น สล็อตแตกง่าย
