Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Lingkungan

Genom dari 15 varietas gandum dari seluruh dunia diurutkan – ScienceDaily


Dalam penemuan penting untuk produksi gandum global, tim internasional yang dipimpin Universitas Saskatchewan telah mengurutkan genom untuk 15 varietas gandum yang mewakili program pemuliaan di seluruh dunia, memungkinkan para ilmuwan dan pemulia untuk lebih cepat mengidentifikasi gen yang berpengaruh untuk hasil yang lebih baik, ketahanan terhadap hama dan sifat tanaman penting lainnya.

Hasil penelitian, baru saja dipublikasikan di Alam, memberikan atlas urutan genom gandum terlengkap yang pernah dilaporkan. Kolaborasi 10+ Genome Project melibatkan lebih dari 95 ilmuwan dari universitas dan institut di Kanada, Swiss, Jerman, Jepang, Inggris, Arab Saudi, Meksiko, Israel, Australia, dan AS

“Ini seperti menemukan bagian yang hilang untuk teka-teki favorit Anda yang telah Anda kerjakan selama beberapa dekade,” kata pemimpin proyek Curtis Pozniak, pemulia gandum dan direktur Pusat Pengembangan Tanaman USask (CDC). “Dengan memiliki banyak kumpulan gen lengkap yang tersedia, kami sekarang dapat membantu memecahkan teka-teki besar yaitu pan-genom gandum besar-besaran dan mengantarkan era baru untuk penemuan dan pemuliaan gandum.”

Kelompok ilmiah di seluruh komunitas gandum global diharapkan menggunakan sumber daya baru untuk mengidentifikasi gen yang terkait dengan sifat yang diminta, yang akan mempercepat efisiensi pemuliaan.

“Sumber daya ini memungkinkan kami untuk mengontrol pemuliaan dengan lebih tepat untuk meningkatkan laju perbaikan gandum demi keuntungan petani dan konsumen, dan memenuhi permintaan pangan di masa depan,” kata Pozniak.

Salah satu tanaman sereal yang paling banyak dibudidayakan di dunia, gandum memainkan peran penting dalam ketahanan pangan global, menyediakan sekitar 20 persen asupan kalori manusia secara global. Diperkirakan produksi gandum harus meningkat lebih dari 50 persen pada tahun 2050 untuk memenuhi permintaan global yang meningkat.

Pada tahun 2018 sebagai bagian dari konsorsium internasional lainnya, peneliti USask memainkan peran kunci dalam memecahkan kode genom untuk varietas gandum roti Chinese Spring, referensi genom gandum lengkap pertama dan tonggak teknis yang signifikan. Temuan itu dipublikasikan di jurnal Ilmu.

“Sekarang kami telah meningkatkan jumlah urutan genom gandum lebih dari 10 kali lipat, memungkinkan kami untuk mengidentifikasi perbedaan genetik antara garis gandum yang penting untuk pembiakan,” kata Pozniak. “Sekarang kami dapat membandingkan dan membedakan semua perbedaan genetik yang membuat setiap varietas unik.”

Nils Stein dari Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK) dan co-leader proyek dari Jerman berkata, “Mengingat dampak signifikan dari referensi genom Musim Semi Cina pada penelitian dan aplikasi, ini adalah pencapaian besar yang hanya dalam dua tahun kemudian kami menyediakan sumber daya urutan tambahan yang relevan dengan program perbaikan gandum di berbagai belahan dunia. “

Studi 10+ Genome merupakan awal dari upaya yang lebih besar untuk menghasilkan ribuan urutan genom gandum, termasuk materi genetik yang dibawa dari kerabat liar gandum.

Tim peneliti mampu melacak tanda tangan DNA unik dari materi genetik yang dimasukkan ke dalam kultivar modern dari beberapa kerabat gandum yang tidak dirahasiakan oleh peternak selama seabad.

“Kerabat gandum ini telah digunakan oleh peternak untuk meningkatkan ketahanan gandum terhadap penyakit dan stres,” kata Pozniak. “Salah satu kerabat ini menyumbangkan segmen DNA pada gandum modern yang mengandung gen tahan penyakit dan memberikan perlindungan terhadap sejumlah penyakit jamur. Kolaborator kami dari Kansas State University dan CIMMYT (Meksiko) menunjukkan bahwa segmen ini dapat meningkatkan hasil panen sebanyak 10 persen. Karena pemuliaan adalah proses perbaikan berkelanjutan, kami dapat terus menyilangkan tanaman untuk memilih sifat yang berharga ini. “

Tim Pozniak, bekerja sama dengan para ilmuwan dari Pertanian dan Makanan Pertanian Kanada dan Dewan Riset Nasional Kanada, juga menggunakan urutan genom untuk mengisolasi gen tahan serangga (disebut Sm1) yang memungkinkan tanaman gandum untuk bertahan dari hama bunga gandum oranye, a hama yang dapat menyebabkan kerugian tahunan lebih dari $ 60 juta bagi produsen Kanada Barat.

“Memahami gen penyebab seperti ini adalah perubahan permainan untuk berkembang biak karena Anda dapat memilih ketahanan hama secara lebih efisien dengan menggunakan tes DNA sederhana daripada dengan pengujian lapangan manual,” kata Pozniak.

Tim USask juga termasuk penulis pertama makalah tersebut Sean Walkowiak (sebelumnya dengan tim Pozniak dan sekarang dengan Komisi Biji-bijian Kanada), ilmuwan komputer Carl Gutwin yang mengembangkan perangkat lunak visualisasi dan database yang mudah digunakan untuk membandingkan urutan genom, dan Andrew Sharpe, direktur dari genomik dan bioinformatika di USask Global Institute for Food Security, yang melakukan pekerjaan pengurutan melalui Omics and Precision Agriculture Laboratory (OPAL), sebuah laboratorium canggih yang menyediakan layanan genomik, phenomik, dan bioinformatika.

Proyek Genom 10+ disetujui sebagai prioritas utama oleh Wheat Initiative, badan koordinasi peneliti gandum internasional.

“Proyek ini adalah contoh yang sangat baik dari koordinasi di seluruh kelompok penelitian terkemuka di seluruh dunia. Pada dasarnya setiap kelompok yang bekerja dalam penemuan gen gandum, analisis gen dan penyebaran teknologi pemuliaan molekuler akan menggunakan sumber daya tersebut,” kata Koordinator Ilmiah Wheat Initiative, Peter Langridge.

Pendanaan Kanada berasal dari proyek penelitian Canadian Triticum Applied Genomics (CTAG2) yang didanai oleh Genome Canada, Genome Prairie, Western Grains Research Foundation, Government of Saskatchewan, Saskatchewan Wheat Development Commission, Alberta Wheat Commission, Viterra, Manitoba Wheat and Barley Growers Association, dan Canada First Research Excellence Fund melalui inisiatif USask’s Plant Phenotyping and Imaging Research Center (P2IRC).

“Proyek ini adalah contoh utama bagaimana genomik dapat mendukung peningkatan ketahanan dalam produksi pangan dan memperkuat kepemimpinan ekspor Kanada,” kata Presiden dan CEO Genome Kanada Rob Annan.

“Menerapkan genomik untuk mengadaptasi produksi pertanian terhadap perubahan iklim, mengatasi kerawanan pangan dan nutrisi, serta meningkatkan kesehatan tanaman adalah baik bagi petani dan konsumen, dan ekonomi kita akan melihat hasil nyata dari penelitian ini. Genome Kanada sangat bangga dengan kerja luar biasa yang dilakukan oleh Peneliti Kanada dan kolaborator internasional mereka, yang menggarisbawahi potensi genomik untuk membuat dampak positif pada kehidupan orang Kanada dan orang lain di seluruh dunia. “

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP