สล็อตแตกง่าย ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอดิเลด, Australian Plant Phenomics Facility และ Martin Luther University Halle-Wittenberg ได้ระบุอัลลีลที่เป็นประโยชน์จากข้าวบาร์เลย์ป่าที่สามารถนำมาใช้ในการปรับปรุงความทนทานต่อความแห้งแล้งในข้าวบาร์เลย์ ในบทความใหม่ที่ตีพิมพ์ในBMC Plant Biology”ทีมวิจัยระบุ QTL บนโครโมโซม 4H ซึ่งภายใต้สภาวะแห้งแล้งและควบคุม
อัลลีลของข้าวบาร์เลย์ป่าเพิ่มชีวมวลได้ถึง 10
และ 17% ตามลำดับ เมื่อเทียบกับอัลลีล Barke พันธุ์ยอดเยี่ยม” ดร. Anh-Tung Pham กล่าว
อย่างไรก็ตาม แสดงให้เห็นแล้วว่าคุณลักษณะใดๆ ที่เลือกไว้สำหรับความทนทานต่อความแห้งแล้งนั้นมีประโยชน์และความเสี่ยง การพิจารณาความรุนแรงของความเครียดและระยะที่ความเครียดจากภัยแล้งมักเกิดขึ้นระหว่างการพัฒนาพืชในสภาพแวดล้อมเป้าหมาย จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงพันธุ์เพื่อให้ทนต่อความแห้งแล้งได้ดีขึ้น
ข้าวบาร์เลย์เป็นพืชธัญพืชที่สำคัญเป็นอันดับสองในออสเตรเลีย ซึ่งใช้ในอาหารสำหรับสัตว์และมนุษย์ และนำไปแปรรูปเป็นมอลต์สำหรับอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มต่อไป อย่างไรก็ตาม การผลิตได้รับผลกระทบจากความเครียดจากสิ่งมีชีวิตมากมาย ซึ่งรวมถึงภัยแล้ง
การทำความเข้าใจพื้นฐานทางพันธุกรรมของความทนทานต่อความแห้งแล้งในพืชผลมีประโยชน์สำหรับการพัฒนาจีโนไทป์ที่เหนือกว่าผ่านการเพาะพันธุ์แบบธรรมดา อย่างไรก็ตาม กระบวนการแปลงพันธุ์ได้ทำให้เกิดคอขวดทางพันธุกรรมในเชื้ออสุจิชั้นยอดของพืชหลายชนิด รวมทั้งข้าวบาร์เลย์ ซึ่งจะจำกัดการเพิ่มผลผลิตทางพันธุกรรมในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องความเครียดจากสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นใหม่ ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงหันมาใช้ข้าวบาร์เลย์ป่าจากเขต Fertile Crescent ข้าวบาร์เลย์นี้คุ้นเคยกับสภาพแห้งแล้งและเป็นแหล่งอัลลีลที่มีคุณค่าซึ่งสามารถปรับปรุงการปรับตัวของข้าวบาร์เลย์ที่เพาะปลูกให้เข้ากับความเครียดจากภัยแล้ง
เป็นเรื่องปกติสำหรับการศึกษาทางพันธุกรรมเกี่ยวกับความทนทานต่อความแห้งแล้งในพืชเพื่อค้นหา QTL หลายตัวที่มีผลกระทบเล็กน้อยที่เกี่ยวข้องกับฟีโนไทป์ที่วัดได้ ผลที่ตามมาของความแห้งแล้งเป็นลักษณะหลายยีนที่มีการถ่ายทอดทางพันธุกรรมต่ำและปฏิสัมพันธ์ของจีโนไทป์ขนาดใหญ่ตามสภาพแวดล้อม (GxE)
“เพื่อปรับปรุงพลังของการตรวจจับ QTL ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะที่ซับซ้อนซึ่งแสดงผล QTL ขนาดเล็ก ทีมวิจัยของเราได้ใช้กลยุทธ์การทำแผนที่แบบใหม่ที่ชื่อว่า ‘nested Association mapping’ (NAM) NAM มีข้อได้เปรียบในการรวมพลังการตรวจจับที่สูงของวิธีการทำแผนที่เชื่อมโยงเข้ากับความละเอียดสูงและความหลากหลายของอัลลีลที่มากขึ้นของกลยุทธ์การทำแผนที่การเชื่อมโยง” Dr Pham อธิบาย
“ประชากรข้าวบาร์เลย์ NAM กลุ่มแรก ชื่อ HEB-25 ถูกสร้างขึ้นจากการผสมข้ามพันธุ์ข้าวบาร์เลย์ป่าที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม 25 ชนิดที่มีต้นกำเนิดจากภูมิภาค Fertile Crescent ไปจนถึง ‘Barke’ พันธุ์มอลต์ GWAS ที่ใช้ประชากร HEB-25 NAM ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการระบุยีนในข้าวบาร์เลย์สำหรับลักษณะต่างๆ เช่น การออกดอก ความทนทานต่อความเค็ม และการพัฒนาพืช ประชากร HEB-25 เป็นแหล่งรวบรวมความหลากหลายทางพันธุกรรมที่สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาความหลากหลายได้” เธอกล่าวต่อ
ในอดีต การศึกษาส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การขาดน้ำในช่วงสุดท้ายของการพัฒนาข้าวบาร์เลย์ ซึ่งวัดค่าพารามิเตอร์หลังการเก็บเกี่ยว (เช่น ผลผลิตและน้ำหนักเมล็ด) อย่างไรก็ตาม มีรายงานสะสมในพืชธัญพืชหลายชนิด รวมทั้งข้าวบาร์เลย์ ว่าพารามิเตอร์ระยะการเจริญเติบโตในช่วงต้น (เช่น จำนวนหางเสือ การก่อตัวของชีวมวล เป็นต้น) มีความสัมพันธ์อย่างมากกับศักยภาพผลผลิตและคุณภาพเมล็ดพืชในการเก็บเกี่ยวภายใต้สภาวะปกติและภัยแล้งใน สนาม.
ด้วยเหตุนี้ การศึกษาจึงมุ่งเป้าไปที่ (i) ประเมินการตอบสนองการเติบโตของประชากร HEB-25 ที่เติบโตภายใต้สภาวะที่เน้นความแห้งแล้งในระหว่างการพัฒนาในช่วงต้น และ (ii) เพื่อระบุ QTL จากข้าวบาร์เลย์ป่าที่สามารถปรับปรุงการเจริญเติบโตของพืชภายใต้สภาวะที่มีความเครียดจากภัยแล้ง และ (iii) ระบุยีนของผู้สมัครที่อยู่ภายใต้ QTL เหล่านั้น
การเจริญเติบโตของพืชตลอดโครงการวิจัยระยะเวลาสามปีได้รับการวัดโดยไม่ทำลายโดยใช้การถ่ายภาพที่มีปริมาณงานสูงใน Smarthouses ที่โหนด The Plant Accelerator ของ Australian Plant Phenomics Facility ในออสเตรเลีย
CJ:เฉพาะในรัสเซียและยูเครน – โดยคำนึงถึงปริมาณมาก – พันธุ์ดอกทานตะวันที่ผสมเกสรแบบเปิดยังมีความสำคัญมาก อย่างไรก็ตาม ทีละขั้นตอน พื้นที่ทั้งหมดจะย้ายไปไฮบริด อย่างที่ผู้เพาะพันธุ์ส่วนใหญ่ทราบ การนำพืชที่ผสมเกสรแบบเปิดง่ายกว่าพืชที่ผสมเกสรด้วยตนเองมาไว้ในระบบการผลิตแบบผสมนั้นง่ายกว่าเสมอ แต่แม้กระทั่งในพืชที่ผสมเกสรด้วยตนเอง เช่น ข้าวบาร์เลย์ ก็เป็นไปได้
BD:ทานตะวันแม้จะเป็นพืชที่ผสมเกสรแบบเปิด
ก็ต่างจากข้าวโพดเป็นต้น ข้าวโพดเป็นพืชเดี่ยว โดยแยกเพศออกเป็นอวัยวะต่างๆ ได้แก่ เกสรเพศเมีย (หู) ดอกเพศเมีย และเกสรเพศเมีย (พู่) ดอกตัวผู้ ในทางปฏิบัติ หมายความว่าคุณสามารถถอดพู่ออกทางร่างกายและสร้างลูกผสมได้อย่างง่ายดาย แต่คุณก็สามารถทำเช่นเดียวกันนี้โดยพิจารณาจากความเป็นหมันของผู้ชายดอกทานตะวันค่อนข้างแตกต่าง ทั้งตัวเมียและตัวผู้
อยู่ในดอกเดียวกัน การกำจัดทางกายภาพเป็นไปไม่ได้ยกเว้นในระดับการผสมพันธุ์ เรารอเป็นเวลานานจนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสคนหนึ่งชื่อ Leclercq ในปี 1969 ได้ค้นพบระบบปลอดเชื้อของผู้ชายสำหรับดอกทานตะวัน ซึ่งเหมาะสมกับขนาดการผลิต การผสมพันธุ์แบบลูกผสมมีประโยชน์มากมายเมื่อเทียบกับการผสมพันธุ์แบบต่างๆ และสิ่งที่สำคัญที่สุดน่าจะเป็นผลจากการเกิดเฮเทอโรซิส
ช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้น
ES: ทำไมพ่อพันธุ์แม่พันธุ์จึงรู้สึกตื่นเต้นที่ได้ทำงานกับดอกทานตะวัน?
BD:ยุคที่ยอดเยี่ยมจริงๆ สำหรับการเพาะพันธุ์ดอกทานตะวันเริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 เมื่อมันเป็นพืชลูกผสม ความหลากหลายทางพันธุกรรมของดอกทานตะวันเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก ในสหรัฐอเมริกา ชนเผ่าอินเดียนพื้นเมืองที่นั่นรู้จักในฐานะพืชผลเป็นเวลาหลายปี สกุลทานตะวันมี 49 สายพันธุ์ที่แตกต่างกัน สิ่งนี้ทำให้พ่อพันธุ์แม่พันธุ์มีโอกาสที่ดีในการใช้ความแตกต่างดังกล่าวในโครงการปรับปรุงพันธุ์ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับลักษณะที่ทนต่อโรค
มีตัวอย่างมากมายในการผสมพันธุ์ซึ่งการค้นพบยีนในญาติตามธรรมชาติสามารถแก้ไขปัญหาสำคัญเกี่ยวกับโรคบางชนิดได้ ญาติที่เป็นป่าเหล่านี้พบได้ทั่วไปในทุกวันนี้เกือบทุกที่ในสหรัฐอเมริกา และปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน มันยังคงเป็นแหล่งรวมที่ยอดเยี่ยมสำหรับเป้าหมายการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกัน เช่น ความทนทานต่อความแห้งแล้ง ประสิทธิภาพการสังเคราะห์ด้วยแสง ความทนทานต่อแมลง องค์ประกอบของกรดไขมัน และอื่นๆ
เรายังมีดอกทานตะวันที่มีชื่อเสียงอีกชนิดหนึ่งในยุโรปซึ่งมีชื่อในประเทศคือ เยรูซาเล็มอาติโช๊ค ซึ่งมักเรียกกันว่าโทปินัมเบอร์ หลายคนใช้ในชีวิตประจำวันโดยไม่รู้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของครอบครัวทานตะวันด้วย แต่งานทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้เป็นเพียงแง่มุมที่ยอดเยี่ยมเพียงอย่างเดียวของดอกทานตะวัน อย่าลืมว่าการปลูกพืชชนิดนี้ได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับศิลปินหลายคน ที่รู้จักกันดีที่สุดคือแวนโก๊ะ สล็อตแตกง่าย
