Purdue Üniversitesi doktora öğrencisi Chance Clark (solda), tarım bilimi profesörü Jianxin Ma ve meslektaşları, soya fasulyesinde mahsul için arzu edilen birçok özelliği kontrol eden iki uzun, kodlamayan RNA genini keşfettiler. (Purdue Tarımsal İletişim/Tom Campbell)

Batı Lafayette, Ind. — Purdue Üniversitesi soya fasulyesi genetikçileri tarafından yönetilen bir ekip Jianxin Ma Yaprak zararlıları gibi yabani soya fasulyelerinde aranan özellikler, böceklere karşı direnç için yeni bir biyoteknolojik araç geliştirdi. De novo evcilleştirme adı verilen bu tür araçların kullanılması, bilim adamlarının yabani soya fasulyesinden mahsul iyileştirmeleri yapmasını kolaylaştırıyor.

Profesör Ma, “Eski çiftçilerin belirli bir ürünü yabani neslinden evcilleştirmesi binlerce yılını aldı. Şimdiyse bizim sadece birkaç yılımızı alabilir” dedi. Tarım Bilimi ve Indiana Soya Fasulyesi İttifakı Soya Fasulyesi İyileştirmesi Alanında Bağışlı Başkan. Yabani soya fasulyesi akrabalarını kullanan bilim insanları, tarımsal üretime daha uygun yeni çeşitler yaratmak amacıyla genleri değiştirmek için gen düzenleme tekniklerini kullanabilirler.

Olağandışı özelliklere sahip iki uzun kodlamayan RNA geninin (lncRNA) keşfi bunu mümkün kıldı. Genler aynı genetik bölgeyi paylaşırlar; aynı kromozom üzerinde yan yana bulunurlar. Ancak bu gen birden fazla özelliği kontrol ediyor. Genel olarak bir gen, bir özelliği kontrol eder.

Purdue’den ve ABD ile Çin’deki diğer kurumlardan Ma ve 12 ortak yazar bulgularını Nature Genetics’de rapor ediyor. Çalışma, insan seçilimi için hedef alınabilecek herhangi bir evcil bitki veya hayvan türünde ilk uzun kodlamayan RNA genini tanımlıyor.

Ortak yazar Blake Meyers Kaliforniya Üniversitesi Davis, çalışmanın lncRNA’larla ilgili çeşitli yöntem ve keşifleri nasıl entegre ettiğini vurguladı.

Seçkin bir profesör olan Meyers, “Soya fasulyesindeki tarımsal özellikleri haritalamak için daha geleneksel yöntemlerin kullanılması, tek ve ortak bir moleküler temelin keşfedilmesine yol açtı. Özellikler çeşitlilik gösteriyordu ve yaprak ve gövde şeklinin yanı sıra böceklere karşı direnci de içeriyordu” dedi. Bitki bilimi UC Davis’te.

“Bu özelliklerin alışılmadık bir şekilde kontrol edildiği ortaya çıktı; genler, çoğu genin aksine, protein yapmıyor gibi görünüyor, bunun yerine uzun kodlayıcı olmayan RNA’lar üretiyor. Meyers, “Jianjin’in laboratuvarı, bu eşsiz genetik lokusun evrimsel olarak ortaya çıkmasına yol açan düzenleyici mekanizmaları ve adımları karakterize etmek için güzel bir çalışma yaptı” dedi.

Ortak yazar Randall NelsonIllinois Urbana-Champaign Üniversitesi Soya Fasulyesi Yetiştiriciliği Fahri Profesörü, araştırma programları arasındaki sinerjiyi, bireysel olarak elde edilmesi muhtemel olmayan sonuçlar olarak övdü.

“Programım büyük ölçüde saha temelli ve soya fasulyesi ile yabani soya fasulyesi arasındaki melezlemelerden elde edilen evcilleştirmeyle ilgili genlerin haritasını çıkarmak için benzersiz bir hat popülasyonu oluşturduk. Jianxin’in laboratuvarı, soya fasulyesi arasındaki temel farkların yeni genetik kontrollerini tanımlamak için bu çizgileri yaratıcı bir şekilde kullanabildi. ve yabani soya fasulyesi,” dedi Nelson.

“Bu bulgular yalnızca genetik kontrolün alternatif mekanizmalarını anlamamıza katkıda bulunmakla kalmıyor, aynı zamanda evcilleştirme anlayışımıza da katkıda bulunuyor” dedi. “Gelecekte bu bulgular yabani soya fasulyesinin henüz keşfedilmemiş genetik çeşitliliğinden yararlanma sürecine yardımcı olacak.”

Eski çiftçiler, Glycine soja’dan Glycine max’a kadar seri üretilen modern soya fasulyesi çeşitlerini evcilleştirdiler., Vahşi bir tür; yüzyıllar önce. Yeni keşfedilen lncRNA genleri yabani soya fasulyesinde yüksek düzeyde eksprese edilir.

“Aşırı ifade, evcilleştirmeyle ilgili özelliklerin altında yatan çeşitli protein kodlayan genlerin ifadesini engelleyen, spesifik yapılara sahip küçük RNA’ların daha fazla kopyasını yapmak için haberci RNA’nın daha fazla kopyasını oluşturabilecekleri anlamına gelir. Ancak bu iki gen, kültüre alınmış soya fasulyesinde zayıf bir şekilde ifade edilir. “Yaban soya fasulyesinde işlevseller, ancak kültürlü soya fasulyesinde artık yoklar çünkü doğal olarak bir mutasyon meydana geldi.”

Yabani soya fasulyesinin minik tohumları, çiçekleri ve yaprakları vardır. Her şey ekili soya fasulyesinde yetişir. Yetiştirilen soya fasulyesinin tüylü formu aynı zamanda yaprak zararlıları gibi zararlılara karşı dayanıklı olan daha uzun sap ve yapraklarla büyür.

Mahsullerin evcilleştirilmesinde çiftçiler bitkileri insan ihtiyaçlarına uygunluklarını artıracak şekilde seçerler. Daha yüksek verime yol açan daha büyük ve daha fazla tohum içeren lezzet ve bitki benzeri özellikler ararlar. Ancak evcilleştirme süreci, modern yetiştirmenin temeli olan genetik çeşitliliği azaltır.

Modern evcilleştirilmiş soya fasulyesi bu azalmış genetik çeşitlilikten muzdarip olduğundan, yabani türlerin daha büyük genetik çeşitliliğini anlamaya yeni ve acil bir ihtiyaç vardır. Çeşitli özelliklerden sorumlu genlerin bilgisine sahip olan soya fasulyesi genetikçileri, bunları yeni evcilleştirilmiş çeşitlere entegre etmek için moleküler yöntemler kullanabilirler.

Gen düzenleme teknolojisi, temel araştırmaları iyileştirilmiş tohum bileşimi, besin özellikleri, yağ içeriği, protein ve esansiyel amino asitlere sahip yeni soya fasulyesi çeşitlerinin geliştirilmesine dönüştürme yeteneğini artırır.

Ma, “Ekibimizi Indiana’daki ve ülke çapındaki çiftçiler için gelişmiş soya fasulyesi yetiştiriciliği için genetik çeşitlilik bulmaya çalışan gen araştırmacıları olarak görüyoruz” dedi. “Laboratuvarımız ve meslektaşlarımız daha önce evcilleştirmeyle ilgili diğer özelliklerin altında yatan birkaç gen tanımlamıştı. Bu biriken bilgi, yabani soya fasulyesi ve akrabalarının de novo evcilleştirilmesini mümkün kıldı.”

Bu araştırma ilk olarak ABD Tarım Bakanlığı’nın Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü tarafından finanse edildi. Birleşik Soya Fasulyesi Kurulu, Kuzey Merkezi Soya Fasulyesi Araştırma Programı, Indiana Soya Fasulyesi Birliği ve Ag Alumni Seed tarafından ek destek sağlandı.

Purdue Üniversitesi Hakkında

Purdue Üniversitesi, geniş ölçekte mükemmellik sergileyen bir kamu araştırma kurumudur. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en iyi 10 devlet üniversitesi ve en iyi dört kolejden ikisi arasında yer alan Purdue, bilgiyi rakipsiz bir kalite ve ölçekte keşfeder ve yayar. Yaklaşık 50.000’i West Lafayette kampüsünde olmak üzere, Purdue’de çeşitli yöntem ve yerlerde 105.000’den fazla öğrenci eğitim görmektedir. Uygun fiyat ve erişilebilirliğe önem veren Purdue’nin ana kampüsü, öğrenim ücretlerini art arda 13 yıl boyunca dondurdu. Purdue’nin bir sonraki dev adım olan Indianapolis’teki ilk devasa şehir kampüsü, yeni Mitchell E. Daniels, Jr. İşletme Fakültesi ve Purdue Computes — şu adreste:

Tarım Haber Sayfaları