کد خبر: ۴۷۳۲۲
تاریخ انتشار: ۲۲ مرداد ۱۳۹۶- ۱۱:۲۵
مطالعات یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه تگزاس در باره سندرم برگ زرد نیشکر
از سال ۲۰۱۱ بیماری مرموزی به نام سندرم برگ زرد در نیشکر یا YCS، نیشکرهای استرالیا را مبتلا کرده است. این بیماری باعث می شود برگ های میانی سایر گیاهان سالم به سرعت زرد شوند تا آن جایی که بازده محصول نیشکر می تواند تا ۳۰ درصد کاهش یابد. در سال های اخیر، این سندروم در سراسر قاره گسترش یافته است.

از سال ۲۰۱۱ بیماری مرموزی به نام سندرم برگ زرد در نیشکر یا YCS، نیشکرهای استرالیا را مبتلا کرده است. این بیماری باعث می شود برگ های میانی سایر گیاهان سالم به سرعت زرد شوند تا آن جایی که بازده محصول نیشکر می تواند تا ۳۰ درصد کاهش یابد. در سال های اخیر، این سندروم در سراسر قاره گسترش یافته است. تلفات تخمین زده شده در حدود ۴۰ میلیون دلار بوده است و کشاورزان می ترسند که این مسئله بتواند کل این صنعت را در استرالیا نابود کند.

به گزارش ایانا از سایت "یوراکلرت"، کیت هرت واک، استادیار زیست شناسی در دانشگاه تگزاس در تایلر (UT Tyler) و عضو تیم پژوهشی که پیرامون علل این بیماری تحقیق می کنند می گوید: "در آغاز این پروژه احتمالات زیاد اما شواهد کمی برای نشان دادن علت این بیماری وجود داشت". "علت آن می تواند یک عکس العمل فیزیولوژیکی بر اثر آب یا مواد مغذی خاک باشد، یا می تواند یک دلیل بیولوژیکی ماند حشره، ویروس یا قارچ داشته باشد."

درحالی که برخی پژوهشگران از آزمایشات میدانی و میکروسکوپی برای بررسی بیماری استفاده می کنند، هرت وک و همکارانش از مرکز تحقیقات نیشکر استرالیا و دانشگاه کوینزلند، با استفاده از توالی نسل جدید RNA به دنبال یک رویکرد ژنتیکی هستند تا داده های ژنتیکی از گیاهان آسیب دیده و غیر آسیب دیده در مکان های مختلف در طول مدت سه سال را با یکدیگر مقایسه کنند.

کیت واتن دان، تکنسین ارشد در مرکز تحقیقات نیشکر در استرالیا می گوید: "نیشکر یک محصول کشاورزی مهم است". "نیشکر همچنین یکی از پیچیده ترین ژنتیک های شناخته شده را دارد، با تعداد کروموزوم های زیاد و متغیر."

بخشی به دلیل پیچیدگی آن، یک ژنوم مرجع در دسترس به عنوان یک نقطه شروع مقایسه برای پژوهشگران برای نیشکر طراحی نشده بود، بنابراین هرت وک و واتن دان بر آن شدند تا یکی بسازند، به طور ویژه برای ترانسکریپتوم: مولکول های پیام رسان آر ان ای که توسط ژن های یک ارگانیسم پیام رسانی می کنند، مولکول هایی که تعیین می کنند گیاه چه نوع پروتئینی تولید کند.

واتن دان می گوید: "با این مرجع ترانسکریپتوم، ما می توانیم سندرم برگ زرد و نمونه هایی که در زمان های مختلف و از گونه های مختلف و در مناطق گوناگون گرفته شده است، با یکدیگر مقایسه کنیم". "به دلیل این که میزان داده های مرتبط بسیار زیاد است، تنها راه انجام این گردآوری، محاسبات این حجم انبوه، با استفاده از پردازش بالا بود."

هرت وک و تیمش به کامپیوترهای پیشرفته در مرکز کامپیوترهای پیشرفته تگزاس ((TACC در دانشگاه تگزاس آستین مراجعه کردند تا تحقیقات بزرگ مقیاس خود را انجام دهند. این مرکز چندین ابر رایانه کل جهان را داراست که از طریق آن ها سالانه هزاران پژوهشگر در آمریکا را حمایت می کند.

مجموعه ترانسکریپتوم ها مولکول های آر ان ای را که بخش بخش و متوالی شده اند بر می دارد و آن ها را سر جای خود قرار می دهد. محاسبه این فرآیند همیشه سخت است اما زمانی که نمونه های بسیاری وجود دارد- چنان که در مورد تحقیق نیشکر وجود داشت- می تواند بسیار سنگین باشد. این تیم داده های مربوط به توالی آر ان ای را از ۷۰ نمونه برگ جمع آوری کردند و از چندین الگوریتم و چندین زیر دنباله استفاده کردند تا این مجموعه را از نو بسازند.

هرت وک می گوید: "حتی در مدل فشرده شده، اندازه فایل ها برای مجموعه کردن ترانسکریپتوم ها بسیار زیاد است". "من شروع به فهمیدن این مسئله کردم که به منابع محاسباتی بزرگتری نسبت به آنچه در دسترس دارم نیاز دارم."

ترانسکریپتوم مرجعی که آن ها ساخته بودند به تیم اجازه داد تا بررسی کنند که نمونه های مختلف چگونه پروتئین های مختلف تولید می کنند، چیزی که سرنخ هایی را برای علت سندرم برگ زرد در ریشه فراهم می کند.

تا این جا، هرت وک و تیمش تحلیل های مقدماتی ژن های متفاوت را بر یک زیرمجموعه داده ها انجام دادند و از مجموعه ها برای ارزیابی فرضیه های مختلف برای آنچه می تواند علت این بیماری باشد استفاده کردند.

او می گوید: "اگر به دلیل باکتری است، پس ژن هایی وجود دارند که ممکن است بیان شوند، اگر به دلیل ویروس است، ژن های جدا از هم ممکن است بیان شوند". "ما بعضی تفاوت ها را کشف کردیم که می توانند نشانه هایی از باکتری باشند اما این ها بعضی اوقات به آلودگی آزمایشگاه مربوط هستند."

تحقیقات بیشتر تعیین خواهد کرد که آیا بیان ژنتیکی مرتبط با بیماری، دلیل اصلی است یا یک نشانه غلط است.

آن ها همچنین نشانه هایی از فشار فیزیکی در داده ها کشف کردند که به تحقیقات بیشتر نیاز دارد.

واتن دان می گوید: "فشار فیزیکی در بیان نشانه بیماری بسیار مهم است، و گیاهان نیشکر آلوده به سندرم برگ زرد به نظر می آید نسبت به این فشارها حساس تر باشند". "منبع محاسباتی بی نظیر در TACC به ما اجازه داد تا پژوهش خود را برای یافتن علت این اختلال دنبال کنیم و اکتشافات جدیدی در مورد متابولیسم نیشکر انجام دهیم."

هرت وک و واتن دان پژوهش خود را در جلسه تکامل در سال ۲۰۱۶ ارائه کردند- کنفرانس مشترک سالانه انجمن مطالعات تکامل، انجمن زیست شناسان سازمان یافته و انجمن امریکایی دانشمندان علوم طبیعی. این کار هم چنین در کنفرانس انجمن بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی استرالیا ((AB3ACBS در سال ۲۰۱۶ ارائه شد.

آن ها می خواهند آخرین دستاوردهای خود را در کنفرانس بین المللی کشاورزی گرمسیری در ماه نوامبر ارائه کنند. توانایی کند و کاو کردن پیرامون ترانسکریپتوم نیشکر با استفاده منابع TACC همکاران واتن دان را تحت تاثیر قرار داد.

او می گوید: "آن ها فکر می کنند این که ما کامپیوترهایی داریم که می تواند تمام این داده ها را پردازش کند عالی است". "این مسئله آن ها را تشویق می کند که برخی کارآموزان خود را آموزش دهند تا با منابع محاسباتی با عملکرد بالا کار کنند."

مترجم: بهاران پدرام

ارسال به دوستان
نسخه چاپی
عناوین مرتبط
نام:
ایمیل:
* نظر:
آخرین اخبار