Festulolium: ที่สุดของทั้งสองโลก

การค้นพบยีนข้าวฟ่างที่ควบคุมการให้อาหารนกสามารถช่วยปกป้องพืชผลได้ ในภาพประกอบนี้ ส่วนด้านซ้ายแสดงเส้นข้าวฟ่างที่นกหลีกเลี่ยงมี Tannin1 เวอร์ชันป่า ส่วนด้านขวาแสดงเส้นข้าวฟ่างที่นกต้องการมียีน-tan1-a/b ที่กลายพันธุ์ (ออกแบบโดยฉีเจียถัง) ยีนตัวเดียวในข้าวฟ่างควบคุมพฤติกรรมการกินนกโดยควบคุมการผลิตโมเลกุลที่รสชาติไม่ดีและสารระเหยที่น่าดึงดูดไปพร้อม ๆ กัน ตามผลการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารMolecular Plant เมื่อวัน ที่ 23 กันยายน ยีนนี้เรียกว่าแทนนิน 1 ควบคุมการสังเคราะห์สารโพลีฟีนอลฝาดที่ยับยั้งนกที่เรียกว่าแทนนิน เช่นเดียวกับสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่ได้มาจากกรดไขมันที่ดึงดูดนก ผู้เขียนแนะนำว่าการค้นพบนี้อาจนำไปสู่กลยุทธ์การควบคุมแบบใหม่เพื่อปกป้องพืชธัญพืชที่สำคัญทั่วโลก “เราค้นพบกลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมพฤติกรรมการกินของนกบนเมล็ดข้าวฟ่าง” Qi Xie ผู้เขียนร่วมศึกษาอาวุโสแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีนกล่าว "นอกเหนือจากการแสดงตัวอย่างของการสังเกตภาคสนามที่นำไปสู่การกำหนดลักษณะของกลไกระดับโมเลกุลที่มีผลกระทบทางนิเวศวิทยา การศึกษาของเราเผยให้เห็นข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับเคมีของปฏิสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาของนกกับพืชนก และแนะนำกลยุทธ์ต่างๆ สำหรับการพัฒนามาตรการควบคุมทางเคมีและพันธุกรรมใหม่ ป้องกันการสูญเสียผลผลิตจากภัยพิบัติที่เกิดจากนกในแต่ละปี” ความเสียหายจากนกทำให้เกิดการสูญเสียอย่างมากต่อการผลิตทางการเกษตรทั่วโลก สำหรับพืชธัญพืช นกสร้างความเสียหายโดยการจิกเมล็ดและดูดน้ำของเมล็ดที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ ป้องกันการพัฒนาของธัญพืชจำนวนมาก และมักกระตุ้นให้เกิดโรคราน้ำค้างและโรคพืชอื่นๆ ปัจจุบันมีมาตรการควบคุมที่มีประสิทธิภาพเพียงเล็กน้อยในการปกป้องพืชไร่จากความเสียหายของนก ตัวอย่างเช่น ตาข่ายกันนกอาจต้องใช้กำลังคนมหาศาลและการลงทุนด้านวัสดุ และอาจเป็นอันตรายต่อนกได้ พืชธัญพืชบางชนิดที่เสี่ยงต่อการถูกทำลายของนก ได้แก่ ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าว ข้าวฟ่าง และข้าวฟ่าง ข้าวฟ่างเป็นพืชธัญพืชหลักของโลกที่เป็นแหล่งแคลอรี่ที่มั่นคงสำหรับผู้คนกว่า 500 ล้านคนทั่วโลก และยังเป็นแหล่งเชื้อเพลิงชีวภาพที่สำคัญอีกด้วย มีรายงานว่าการสูญเสียผลผลิตข้าวฟ่างที่เกิดจากนกสูงถึง 52% หลักฐานบางอย่างชี้ให้เห็นว่าความชอบในรสชาติของนกนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ ของข้าวฟ่าง แต่พื้นฐานโมเลกุลหรือเคมีที่อยู่เบื้องหลังนั้นยังไม่ชัดเจน Xie และผู้ร่วมวิจัยอาวุโส Yaorong Wu จาก Chinese Academy of Sciences ได้ค้นพบว่า Tannin1 ควบคุมพฤติกรรมการกินนกโดยทำการศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนม สายพันธุ์ข้าวฟ่างที่นกหลีกเลี่ยงนั้นมี Tannin1 เวอร์ชั่นป่า ในขณะที่ข้าวฟ่างที่นกชอบจะมียีนที่กลายพันธุ์ "พืชได้รับประโยชน์จากยีน Tannin1 ชนิดป่า และนกได้รับประโยชน์จากรูปแบบที่กลายพันธุ์ของ Tannin1" Wu กล่าว เมื่อใช้แมสสเปกโตรเมทรี พวกเขาพบว่าเมล็ดที่เก็บเกี่ยวจากเส้นข้าวฟ่างที่นกต้องการลดการสะสมของสารเมตาโบไลต์ของเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพสำหรับฟลาโวนอยด์ที่เรียกว่าแอนโธไซยานินและโปรแอนโธไซยานิดินหรือที่เรียกว่าแทนนินควบแน่น การค้นพบนี้สอดคล้องกับการวิจัยในอดีตที่แสดงให้เห็นว่า Tannin1 ควบคุมการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของแอนโธไซยานินและโปรแอนโธไซยานิดิน ในเวลาเดียวกัน เมล็ดที่เก็บเกี่ยวจากสายพันธุ์ข้าวฟ่างที่นกต้องการมีระดับที่สูงกว่า 9 ใน 23 ชนิดที่ตรวจพบสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย โดยสารระเหยจากกรดไขมันบางชนิดเพิ่มขึ้นถึง 30 เท่า เป็นที่ทราบกันดีว่าสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายจากพืชสามารถดึงดูดแมลงผสมเกสรและตัวกระจายเมล็ด นอกจากนี้ สายพันธุ์ข้าวฟ่างที่นกชอบมีการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางการสังเคราะห์กรดไขมันในระดับที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับสายพันธุ์ข้าวฟ่างขับไล่นก ในการทดลองให้อาหาร นักวิจัยพบว่านกกระจอกชอบกินเมล็ดพืชที่ไม่ผ่านการบำบัด เมื่อเทียบกับเมล็ดที่แช่ในสารละลายที่มีสารแอนโธไซยานิน โปรแอนโธไซยานิดิน หรือกรดแทนนิก ทั้งแทนนินควบแน่นและกรดแทนนิกเป็นโพลีฟีนอลที่มีความฝาดอาจทำให้รสชาติหรือความสามารถในการย่อยของเมล็ดลดลง ในทางกลับกัน นกมักสนใจเมล็ดที่แช่ในสารระเหยที่เรียกว่า 1-Octen-3-ol หรือ hexanal มากกว่าเมื่อเทียบกับเมล็ดที่ไม่ผ่านการบำบัด ผู้เขียนกล่าวว่าผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าความหลากหลายทางพันธุกรรมที่แทนนิน 1 โลคัสเดียวสามารถให้ผลกระทบด้านกฎระเบียบเมตาบอลิซึมที่สำคัญต่อวิถีทางที่หลากหลายของโพลีฟีนอลของพืชและเมแทบอลิซึมของกรดไขมัน ซึ่งท้ายที่สุดแล้วการพิจารณาว่าสายข้าวฟ่างที่กำหนดจะถือว่าเป็นแหล่งอาหารที่น่าดึงดูดใจหรือไม่ โดยนก Xie กล่าวว่า "การค้นพบของเราว่า Tannin1 มีผลกระทบอย่างมากต่อความต้องการในการให้อาหารของนก เกือบจะเป็นแนวทางในการเลือกใช้เครื่องหมายโมเลกุลช่วยในโครงการปรับปรุงพืชผลที่ต้องการจำกัดหรือป้องกันความเสียหายของนกต่อระบบการผลิตทางการเกษตร" Xie กล่าว "นอกจากนี้ ข้อมูลเชิงลึกของเราเกี่ยวกับสารประกอบที่ดึงดูดนกและสารประกอบใดที่น่ารังเกียจต่อนก ได้เสนอแนะมาตรการควบคุมใหม่ๆ ที่สามารถทำได้เพื่อป้องกันการสูญเสียผลผลิต ตัวอย่างเช่น เราสามารถสกัดกั้นกิจกรรมทางเคมีหรือทางพันธุกรรมของเอนไซม์ในการสังเคราะห์สารสังเคราะห์ที่ระเหยง่าย หรือตั้งโปรแกรมปริมาณแทนนินที่ควบแน่นหรือใช้กรดแทนนิกหรือแทนนินควบแน่นเป็นยาฆ่าแมลงที่ปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อปกป้องเมล็ดพันธุ์พืชผลในทุ่งนา”

FestucaและLoliumเป็นหญ้าจำพวกหญ้าที่มีค่าที่สุดสองสกุล ซึ่งทั้งสองมีลักษณะเสริมที่ถือเป็นคุณลักษณะทางการเกษตรที่มีประโยชน์มาก โดยทั่วไป สปีชี ส์ Lolium  ซึ่งส่วนใหญ่แสดงโดย L. multiflorum  (อิตาลีหรือ ryegrass ประจำปี) และL. perenne  (ryegrass ยืนต้น) เป็นที่รู้จักสำหรับความน่ารับประทานการย่อยได้และการสร้างอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม สายพันธุ์ Lolium  เหล่านี้ มักทนต่อความเครียดที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตได้น้อยกว่า และนี่เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของ 

สายพันธุ์ Festuca เช่นF. arundinacea  (ตัวสูง) และF. pratensis (ทุ่งหญ้า fescue).

ข้อได้เปรียบที่ดีคือทั้งสองสกุลมีความใกล้ชิดทางชีววิทยามากพอที่จะผสมพันธุ์ได้ และพ่อพันธุ์แม่พันธุ์พืชสามารถผลิตลูกผสมของ สายพันธุ์ FestucaและLolium ที่เรียกว่าFestuloliumซึ่งรวมลักษณะเสริมของพวกมันไว้ด้วยกัน ความท้าทายกับส  ปีชีส์ Intergeneric เบรนท์ สเตอร์ลิง ผู้จัดการทั่วไปฝ่ายขายของ Cropmark Seeds กล่าวว่าความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการนิยามกากบาทในเชิงเกษตร “ในกรณีที่ Cropmark Seeds ข้ามF. pratensisกับL. multiflorum โดยที่ผู้ปกครองคนหนึ่งเป็นไม้ยืนต้นเช่นF. pratensisและอีกอันไม่ใช่L. multiflorum – ไม้กางเขนอาจแกว่งไปสู่ประเภทประจำปีหรือไม้ยืนต้น”

Vladimir Černoch ผู้จัดการฝ่ายปรับปรุงพันธุ์ DLF กล่าวว่าเมื่อสร้าง สายพันธุ์ Festulolium  ใหม่ พ่อพันธุ์แม่พันธุ์มีทางเลือกระหว่างการทำงานร่วมกับFestulolium ที่มีอยู่ และรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสิ่งใหม่หรือพยายามสร้างลูกผสมใหม่โดยการผสมข้ามสายพันธุ์พ่อแม่

“ในกรณีแรก ความยากคือการทำงานกับแหล่งที่มาของวัสดุที่มีความแปรปรวนจำกัด” Černoch กล่าว “ในกรณีที่สอง มีอุปสรรคหลายอย่างที่ต้องข้ามก่อนที่จะมีผู้สมัครที่ประสบความสำเร็จ”

เขากล่าวว่าอุปสรรคแรกคือการผสมพันธุ์ แม้ว่าจะเข้ากันได้ในระดับหนึ่ง แต่พ่อแม่ทั้งสองก็มีความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาและไม่ค่อยตรงกันในส่วนหัว ประการที่สองคือมีเพียงไม่กี่กรณีเท่านั้นที่พ่อแม่จะเป็นคนเดียวกัน “การสร้างการผสมข้ามพันธุ์ระหว่างสปีชีส์ในระดับ ploidy ต่างกันจะส่งผลกระทบต่อความอุดมสมบูรณ์ของลูกหลานตลอดจนการรักษาเสถียรภาพของการมีส่วนร่วมของโครโมโซมจากผู้ปกครองแต่ละคน ในทุกกรณี โดยปกติจะใช้เวลาหลายชั่วอายุคนก่อนที่พันธุกรรมจะมีเสถียรภาพและเลือกประชากรที่สม่ำเสมอ ในระหว่างกระบวนการนี้ ความคงตัวจะถูกตรวจสอบทั้งทางฟีโนไทป์และทางจีโนไทป์โดยใช้อาร์เรย์ของเครื่องหมายโมเลกุล ดังนั้น เวลาในการพัฒนาFestuloliumอาจขยายไปถึง 20 ปีได้อย่างง่ายดาย ซึ่งมากกว่าแผนการปรับปรุงพันธุ์หญ้าทั่วไปถึงสองเท่า”

ในแง่ของลักษณะเฉพาะที่พ่อแม่พันธุ์มองหาในแต่ละสายพันธุ์ของพ่อแม่ Mathieu Wident หัวหน้าฝ่ายวิจัยอาหารสัตว์ที่ DLF กล่าวว่าสายพันธุ์พ่อแม่จาก สกุล Festuca โดยทั่วไปมีความน่าสนใจสำหรับการคงอยู่และความทนทานต่อสิ่งมีชีวิต (ความต้านทานโรค) abiotic ( ความแห้งแล้งน้ำส่วนเกินความทนทานต่อเกลือ) ความเครียดและการพัฒนารากที่กว้างขวาง “ ด้าน Lolium มีความน่าสนใจในด้านคุณภาพการให้อาหาร ความเร็วในการสร้าง การงอกใหม่ และศักยภาพในการให้ผลผลิตตามฤดูกาล ความได้เปรียบในการผลิตเมล็ดพันธุ์สามารถสืบทอดได้จากทั้งสองอย่าง”

Lukas Wolters จาก DSV Zaden กล่าวว่าเขายังเชื่อว่าปัญหาหลักคือการได้เมล็ดพันธุ์ที่ดีพร้อมกับเมล็ดพันธุ์ที่อุดมสมบูรณ์ของลูกหลานในFestulolium และเพื่อรักษาเสถียรภาพในการผลิตตามที่เป็นอยู่ในคำอธิบายของพันธุ์ใหม่ จาก ด้าน Festuca วอลเตอร์สกล่าวว่าพวกเขาต้องการให้ผลผลิตของวัตถุแห้งสูงและส่วนประกอบต้านทานความเครียดจากสิ่งมีชีวิต และจาก ด้านโล เลียม ซึ่งพวกเขาต้องการคุณค่าทางอาหารสูง ความคงอยู่ และความน่ารับประทานสูง

เมื่อพิจารณาถึงการใช้หญ้าในซีกโลกใต้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สเตอร์ลิงแสดงรายการเกณฑ์ต่อไปนี้ที่พ่อพันธุ์แม่พันธุ์มองหาในสายพันธุ์ต่างๆ:

จากarundinacea : ระบบรากที่แข็งแรงมาก ทนแล้งได้ดี ทนต่อน้ำขังได้ดี และทนต่อสภาพดินเค็มได้ดี

จากpratensis : สายพันธุ์เอนโดไฟต์ใหม่ที่มีประโยชน์มากซึ่งให้ความต้านทานหรือความทนทานต่อแมลงที่กินรากและกินบนสุด เช่น ไส้เดือนฝอยในดิน เพลี้ยอ่อน Coleoptera เช่น Scarbaeoidae & Curulionidae จิ้งหรีด หนอน porina เป็นต้น โครงสร้างรากที่ปรับปรุงแล้ว ความน่ากินของสัตว์ดีขึ้นทันที จนกระทั่งปลายเมล็ดงอก ระยะ cf ryegrass, stay green gene effect, ยืนต้น, ทนต่อความหนาวจัด

จาก พืช นานาพันธุ์ : การเพาะกล้าไม้อย่างรวดเร็ว กิจกรรมฤดูหนาวที่แข็งแกร่งมากและต้นฤดูใบไม้ผลิเพื่อจัดหาความต้องการที่สำคัญของสัตว์ ศักยภาพการผลิตเมล็ดสูง ต้านทานจุดด่างและเชื้อรา Fusarium ได้ดี

จากLolium perenne : ระดับการคงอยู่ที่แข็งแกร่งมากกว่า 5 ปีบวก การงอกของกล้าไม้อย่างรวดเร็ว กิจกรรมฤดูหนาวที่แข็งแกร่งและการเจริญเติบโตในช่วงต้นฤดูใบไม้ผลิ และผลผลิตตามฤดูกาลทั่วไปเพื่อตอบสนองความต้องการที่สำคัญของสัตว์ ศักยภาพการผลิตเมล็ดพันธุ์สูง ความสามารถในการจัดการที่ผิดพลาดโดยสัตว์กินหญ้า ทนต่อการเกิดสนิมของเม็ดมะยมและก้านและรอยด่างและFusarium ได้ดี

บรรลุเป้าหมายและ  ต่อสู้กับโรค

ในพืชผลส่วนใหญ่ ผลผลิตและความต้านทานเป็นเป้าหมายการเพาะพันธุ์ที่สำคัญยิ่ง นี่เป็นอย่างไรใน Festulolium? Wolters กล่าวใน Festulolium ผลผลิตและความต้านทานเป็นลักษณะที่แน่นอนซึ่งเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในโปรแกรมการเพาะพันธุ์ของพวกมัน

อ้างอิงจากสสเตอร์ลิง Cropmark แสวงหาสิ่งเดียวกันกับหญ้าไรย์กราส “คัดเลือกอย่างแข็งแกร่งจากไม้กางเขนเหล่านี้เพื่อให้ได้ผลผลิตตามฤดูกาล และต้านทานต่อโรคต่าง ๆ และเพิ่มคุณภาพอาหารสัตว์” ในนิวซีแลนด์ สเตอร์ลิงกล่าวว่าพวกเขาส่วนใหญ่กังวลเกี่ยวกับการเลือกความทนทานต่อการเกิดสนิมของเม็ดมะยมและก้าน รอยด่าง ฟิวซาเรียม และเออร์ก็อต Wolters ระบุ DSV โรคที่สำคัญที่สุดใน Festulolium คือ crownrust, leafspot และ snowmold

เคอร์นอชกล่าวว่า “เมื่อดูเฟสตูโลเลี่ยมแล้ว ผู้ปลูกคาดหวังว่าจะหาทางแก้ปัญหาที่พวกเขาเผชิญเมื่อปลูกเฟส ตูกา หรือโล เลียม ไม่ว่า จะในแปลงบริสุทธิ์หรือผสมกับสายพันธุ์อื่น แต่โดยไม่ประนีประนอมกับการแสดงที่พวกเขาเคยชินเมื่อหลายปีเป็นที่น่าพอใจ ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงต้องแสดงระดับประสิทธิภาพสูงสุดในหลาย ๆ ด้าน”

Credit : businessweblog.net wagnerscountryinn.com digitalsurveyinstruments.com simlinx.net tipobetkayitol1.com hoffberger2020.com referansbakirkoyikinciel.com managingworkplaceanxiety.com haszstudiosllc.com caveexcursionseast.net