Kemajuan dapat mempersingkat waktu untuk pemuliaan tanaman — ScienceDaily
Top Environment

Kemajuan dapat mempersingkat waktu untuk pemuliaan tanaman — ScienceDaily

Para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk membiakkan tanaman dengan gen hanya dari satu induk. Penelitian baru yang dipimpin oleh ahli biologi tanaman di University of California, Davis, diterbitkan 19 November di Kemajuan Ilmu Pengetahuan, menunjukkan mekanisme yang mendasari di balik menghilangkan setengah genom dan dapat membuat pemuliaan tanaman tanaman yang lebih mudah dan lebih cepat dengan sifat-sifat yang diinginkan seperti ketahanan terhadap penyakit.

Pekerjaan ini bermula dari penemuan yang dibuat lebih dari satu dekade lalu oleh mendiang Simon Chan, profesor biologi tanaman di UC Davis College of Biological Sciences, dan rekan-rekannya.

Tanaman, seperti organisme seksual lainnya, mewarisi satu set kromosom yang cocok dari setiap orang tua. Untuk mentransmisikan sifat yang menguntungkan, seperti resistensi hama atau kekeringan, kepada semua keturunannya, tanaman tersebut harus membawa varian genetik yang sama pada setiap kromosom. Tetapi menciptakan tanaman yang “berkembang biak dengan benar” dengan cara ini dapat membutuhkan generasi persilangan.

Pada tahun 2010, Chan dan rekan postdoctoral Ravi Maruthachalam secara kebetulan menemukan cara untuk menghilangkan kontribusi genetik dari satu orang tua saat membiakkan tanaman lab. Arabidopsis. Mereka telah memodifikasi protein yang disebut CENH3, yang ditemukan di sentromer, sebuah struktur di tengah kromosom. Ketika mereka mencoba untuk melewati wildtype Arabidopsisdengan tanaman dengan CENH3 yang dimodifikasi, mereka mendapatkan tanaman dengan setengah jumlah kromosom normal. Bagian genom dari satu tanaman induk telah dihilangkan untuk membuat tanaman haploid.

Karya itu diterbitkan di Nature pada Maret 2010, mengawali upaya untuk mencapai hasil yang sama pada tanaman pangan seperti jagung, gandum, dan tomat.

Mengungkap sebuah misteri

Tapi mereplikasi strategi tepat Chan di luar Arabidopsis sejauh ini terbukti tidak membuahkan hasil, kata Profesor Luca Comai, UC Davis Department of Plant Biology and Genome Center, yang merupakan penulis senior pada makalah baru tersebut. Baru-baru ini, laboratorium lain telah menciptakan tanaman dengan satu set kromosom dengan memanipulasi CENH3, tetapi tidak jelas bagaimana hasilnya terkait.

“Dasar mekanistik efek CENH3 pada induksi haploid masih misterius,” kata Comai. Tampaknya ada aturan yang berbeda untuk setiap spesies, katanya.

Sebagian besar misteri itu kini telah terkuak. Mohan Marimuthu, peneliti di UC Davis Genome Center dan Department of Plant Biology, dengan Comai, Maruthachalam (sekarang di Indian Institute of Science Education and Research, Kerala) dan rekannya menemukan bahwa ketika protein CENH3 diubah, protein tersebut dihapus dari DNA dalam telur sebelum pembuahan, melemahkan sentromer.

“Dalam divisi embrio berikutnya, sentromer yang habis CENH3 yang disumbangkan oleh telur gagal bersaing dengan yang kaya CENH3 yang disumbangkan oleh sperma dan genom wanita dihilangkan,” kata Comai.

Temuan bahwa setiap penipisan selektif CENH3 menimbulkan kelemahan sentromer menjelaskan hasil asli oleh Chan dan Maruthachalam serta hasil baru dari laboratorium lain dalam gandum dan jagung, kata Comai. Pengetahuan baru ini seharusnya memudahkan untuk menginduksi haploid pada tanaman pangan, katanya.

Penulis tambahan di atas kertas adalah: di UC Davis, Anne Britt dan Sundaram Kuppu; Ramesh Bondada, Institut Pendidikan dan Penelitian Sains India; dan Ek Han Tan, Universitas Maine. Pekerjaan ini didukung oleh hibah dari CSIRO (Australia), Yayasan Bill dan Melinda Gates, Yayasan Gordon dan Betty Moore, Institut Medis Howard Hughes, dan Kementerian Pendidikan India.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas California – Davis. Asli ditulis oleh Andy Fell. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Posted By : hongkong togel