URBANA, Ill. - Para ilmuwan saya suwe nemokake gen amarga ora sehat ing waterhemp lan Palmer amaranth, loro suket pertanian sing paling angel ing AS
Nggoleki gen bisa ngaktifake cara "kontrol genetik" anyar kanggo suket, sing ing pirang-pirang panggonan, ora nanggapi maneh herbisida.
"Yen kita ngerti gen endi sing ngontrol malness lan kita bisa nggawe gen kasebut berkembang ing populasi, saben tanduran ing lapangan bakal dadi lanang sawise sawetara generasi, lan miturut teori, populasi bakal ambruk," ujare Pat Tranel, profesor lan kepala sekolah. ing Departemen Ilmu Tanaman ing Universitas Illinois lan panulis utama kanggo sinau ing Ahli Fisiologi Anyar.
Tranel lan kanca-kancane sadurunge wis ngenali marker molekul sing ana gandhengane karo wilayah genom lanang. Sawise ngurutake génom ganja lanang kanggo kalorone spesies kasebut, para peneliti bisa nggunakake spidol kasebut dadi nol ing wilayah khusus pria. Saiki, dheweke ana ing 120 nganti 150 gen kanggo nemokake target.
"Kita yakin umume 120 gen kasebut bisa uga ora nindakake apa-apa. Iku mung barang-barang sing akumulasi ing wilayah genom, "ujare Tranel. "Yen aku kira-kira, aku bakal ujar manawa 10 wong sejatine nindakake apa-apa sing relevan."
Nyemprotake gen sing ana gandhengane karo jender ing suket kasebut bisa uga migunani kanggo kontrol, nanging panliten kasebut uga menehi pengaruh babagan fenomena dioecy - organ seksual pria lan wanita kanggo individu sing beda - umume. Umume kewan akeh sing dioecious, nanging langka ing tanduran. Luwih saka 90% tanduran kembang duwe organ seksual ing individu sing padha, lan asring ana ing sajroning kembang sing padha.
Waterhemp lan Palmer amaranth, ora bisa dielingi.
Diioecy tegese mokal yen tanduran ora bisa polinasi dhewe; Nanging, gamet wanita kudu dibuahi dening serbuk sari lanang saka tanduran liya. Iki minangka prekara sing apik kanggo njamin keragaman genetik ing sawijining populasi. Lan bisa uga ana apa sing nyebabake waterhemp lan Palmer amaranth dadi sukses banget supaya ora nyebabake efek sing mbebayani saka pirang-pirang herbisida.
"Nganti saiki, waterhemp lan Palmer amaranth ngalami resistensi tumrap herbisida sing kalebu pitu lan wolu mode aksi. Reproduksi diosis nyebabake kabeh sifat resistensi kasebut dicampur lan dicocogake ing saben wong. Campuran iki ndadekake populasi loro spesies bisa nggabungake resistensi herbisida sawetara, saengga produsen duwe sawetara pilihan herbisida efektif, "ujare Tranel.
Pangertosan babagan fenomena langka dioecy ing tanduran bisa mbantu para ilmuwan nyritakake babagan sifat sing diwarisake saka saben wong tuwa, lan ngerti kepiye evolusi kedadeyane.
Beda karo kewan, sing dioecy dikira wis mung mekar, para ilmuwan percaya yen dioecy ing tanduran wis kakehan mekar. Lan, miturut panliten Tranel, katon ana evolusi kanthi mandhiri ing waterhemp lan Palmer amaranth, rong spesies sing raket banget.
"Aku ora siap ujar manawa pancen ngerti yen evolusi beda, nanging kabeh informasi sing ditemokake ndhukung ide kasebut. Mung loro saka 120-150 gen sing padha karo siji spesies kasebut, "ujare Tranel.
Salah sawijining gen sing dienggo bareng, Florigen, mbantu tetanduran tumanggape dawa umure kanthi miwiti ngembang. Tranel durung ngerti manawa nemtokake jender kembang, nanging dheweke kepengin weruh yen muncul ing wilayah Y khusus pria kanggo kaloro spesies kasebut.
"Kita durung ngerti, nanging bisa uga ana gegayutan karo pria sadurunge ngembang tinimbang wanita. Iki bisa nguntungake pria amarga dheweke bakal ngeculake serbuk sari nalika wanita pisanan dadi reseptif. Dadi, nyatane, Palmer lan waterhemp pancen beda-beda mekar dioecy, nanging kalorone entuk gen Florigen iki kanggo kauntungan fitness, mula bakal dadi conto evolusi paralel. ”
Tranel ngarep-arep bisa nyuda wilayah Y sing spesifik kanggo pria ing kalorone spesies, lan luwih adoh kanggo ngisolasi gen sing nemtokake kematangan. Ora ana jaminan solusi kontrol genetik bakal dikembangake sawise gen kasebut diidentifikasi - Tranel mesthine kudu narik kawigaten mitra industri babagan perkara kasebut - nanging duwe alat kaya kasebut ora adoh banget kaya biyen.
Artikel kasebut, "Wilayah kromosom Y khusus kanggo pria ing waterhemp (Amaranthus tuberculatus) lan Palmer amaranth (Amaranthus palmeri), "Diterbitake ing Ahli Fisiologi Anyar [DOI: 10.1111 / nph.17108]. Panulis kalebu Jacob Montgomery, Darci Giacomini, lan Pat Tranel saka Universitas Illinois, lan Detlef Weigel saka Max Planck Institute for Developmental Biology. Proyek kasebut didhukung dening Institut Pangan lan Pertanian Nasional USDA lan Max Planck Society.
Departemen Ilmu Tanaman ing Universitas Ilmu Pertanian, Konsumen lan Lingkungan ing Ilmiah gulma Illinois.