Xiaoxi Meng እና Zhikai Liang ሃሳቡን ከጥቂት አመታት በፊት ለመጀመሪያ ጊዜ ሲያቀርቡ፣ ጄምስ ሽንብል ተጠራጣሪ ነበር። ቢያንስ ለማለት።
የግብርና እና ሆርቲካልቸር ተባባሪ ፕሮፌሰር ሜንግ እና ሊያንግ በኔብራስካ-ሊንከን ዩኒቨርሲቲ የሼንብል ላብራቶሪ ውስጥ የድህረ ዶክትሬት ተመራማሪዎች ሲናገሩ "'ደህና፣ መሞከር ትችላለህ፣ ነገር ግን የሚሰራ አይመስለኝም" ሲሉ አስታውሰዋል።
እሱ ተሳስቷል እና, በቅድመ-እይታ, መሆን ፈጽሞ ደስተኛ አይደለም. ሆኖም በወቅቱ፣ Schnable ቅንድቡን ለማንሳት በቂ ምክንያት ነበረው። የሁለትዮሽ ሀሳብ - ለጠንካራ ውርጭ የሚገዙ ቀዝቃዛ-ስሜታዊ ሰብሎች የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎች የዱር እና ጠንካራ እፅዋት የበረዶ ሁኔታዎችን እንዴት እንደሚታገሱ ለመተንበይ ይረዳል - ድፍረት የተሞላበት ይመስላል። ቢያንስ ለማለት። አሁንም፣ ዝቅተኛ ስጋት ያለው፣ ከፍተኛ ሽልማት ያለው ሀሳብ ነበር። ምክንያቱም ሜንግ እና ሊያንግ ወደ ስራ ከገቡ፣ ቀዝቃዛ ስሜታዊ የሆኑ ሰብሎችን ከቀዝቃዛ ተከላካይ ጓዶቻቸው ጋር ትንሽ ወይም ብዙ ለማድረግ ፈጣን ጥረቶችን ሊያደርጉ ይችላሉ።
አንዳንድ የዓለማችን በጣም ጠቃሚ የሆኑ ሰብሎች በሐሩር ክልል ውስጥ ይራቡ ነበር - በቆሎ በደቡባዊ ሜክሲኮ ፣ በምስራቅ አፍሪካ ውስጥ ያለው ማሽላ - ለቅዝቃዜ ወይም ቅዝቃዜ መከላከያዎችን ለመፍጠር ምንም ዓይነት ጫና አላሳደረባቸውም። እነዚያ ሰብሎች በከባድ የአየር ጠባይ ላይ ሲበቅሉ ለቅዝቃዜ ያላቸው ስሜት ምን ያህል ቀደም ብለው እንደሚዘሩ እና በምን ያህል ዘግይተው እንደሚሰበሰቡ ይገድባል። በ10 ወደ 2050 ቢሊየን ህዝብ ይጠጋል ተብሎ የሚጠበቀው አጫጭር የእድገት ወቅቶች ለፎቶሲንተሲስ ያነሰ ጊዜን ያመለክታሉ።
ቀዝቃዛ የአየር ሁኔታ
በቀዝቃዛ የአየር ጠባይ ውስጥ የሚበቅሉት የእፅዋት ዝርያዎች ቅዝቃዜውን ለመቋቋም ዘዴዎችን ፈጥረዋል። በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ውስጥ ፈሳሽነት እንዲኖር ለማድረግ ሴሉላር ሽፋኖችን እንደገና ማዋቀር ይችላሉ, ይህም ሽፋን እንዳይቀዘቅዝ እና እንዳይሰበር ይከላከላል. በእግረኛ መንገድ ላይ ጨው እንደሚያደርገው ሁሉ የቅዝቃዜ ነጥባቸውን በመቀነስ በእነዚያ ሽፋኖች ውስጥ እና በዙሪያው ባሉት ፈሳሾች ላይ የስኳር ሰረዝ ማከል ይችላሉ። እነዚያ ክሪስታሎች ወደ ሴል የሚበሳጭ ስብስብ ከማደጉ በፊት አነስተኛ የበረዶ ክሪስታሎችን የሚያጨሱ ፕሮቲኖችን ማምረት ይችላሉ።
እነዚህ ሁሉ መከላከያዎች የሚመነጩት በጄኔቲክ ደረጃ ነው፣ ምንም እንኳን በራሱ በዲ ኤን ኤ ቅደም ተከተል ብቻ አይደለም። እፅዋት ማቀዝቀዝ ሲጀምሩ የተወሰኑ ጂኖችን በማጥፋት ወይም በማብራት ምላሽ መስጠት ይችላሉ - የጄኔቲክ መመሪያ መመሪያዎቻቸው እንዲገለበጡ እና እንዲከናወኑ በመከልከል ወይም በመፍቀድ። ቅዝቃዜን መቋቋም የሚችሉ ተክሎች የትኞቹን ጂኖች እንደሚያጠፉ እና በረዷማ የሙቀት መጠን እንደሚበሩ ማወቅ ተመራማሪዎች የምሽጎቻቸውን መሠረት እንዲገነዘቡ እና በመጨረሻም ተመሳሳይ መከላከያዎችን ቀዝቃዛ ወደሆኑ ሰብሎች እንዲገቡ ሊረዳቸው ይችላል።
ነገር ግን Schnable ደግሞ ሜንግ እና ሊያንግ እንዳደረጉት ያውቅ ነበር, አንድ ተመሳሳይ ጂን እንኳ አብዛኛውን ጊዜ ቅዝቃዛ ለ ዕፅዋት ዝርያዎች መካከል በተለየ ምላሽ ይሰጣል, ሌላው ቀርቶ የቅርብ ተዛማጅ. ይህም ማለት፣ በሚያሳዝን ሁኔታ፣ ጂን በአንድ ዝርያ ውስጥ ለቅዝቃዛ ምላሽ እንዴት እንደሚሰጥ መረዳቱ ስለ ዘረ-መል (ጅን) ባህሪ ምንም ዓይነት መደምደሚያ ላይ መድረስ አይቻልም። ያ ያልተጠበቀ ሁኔታ, በተራው, ጂኖችን የሚያጠፋው ወይም የሚያነቃቁትን ደንቦች ለማወቅ የሚደረገውን ጥረት እንቅፋት ሆኗል.
Schnable “እኛ አሁንም ጂኖች ለምን እንደሚጠፉ እና እንደሚበሩ በመረዳታችን በጣም መጥፎ ነን።
የበቆሎ እፅዋት
መመሪያ መጽሃፍ ስለሌላቸው ተመራማሪዎቹ ወደ ማሽን መማሪያነት ተለውጠዋል፣ እሱም የሰው ሰራሽ የማሰብ ችሎታ አይነት በራሱ በራሱ ሊጽፍ ይችላል። በተለይ ክትትል የሚደረግበት የምደባ ሞዴል ሠርተዋል - በቂ ምልክት የተደረገባቸው የድመቶች እና የድመቶች ምስሎች ሲቀርቡ ውሎ አድሮ የመጀመሪያውን ከሁለተኛው ለመለየት የሚማሩ ዓይነት። ቡድኑ መጀመሪያ ላይ የራሱን ሞዴል ከቆሎ የተከማቸ ግዙፍ ጂኖች አቅርቧል። ሞዴሉ ለእያንዳንዱ የበቆሎ ጂን "ልናስበው የምንችለውን እያንዳንዱን ባህሪ" ይመገባል, Schnable, ርዝመቱን, መረጋጋትን እና በእሱ እና በሌሎች የበቆሎ ተክሎች ውስጥ በሚገኙ ሌሎች ስሪቶች መካከል ያለውን ልዩነት ጨምሮ.
በኋላ፣ ተመራማሪዎቹ ሞዴላቸውን በእነዚያ ጂኖች ንዑስ ክፍል ውስጥ አንድ መረጃን ብቻ በመደበቅ ሞክረዋል፡ ለበረዶ ሙቀት ጅምር ምላሽ ሰጡ ወይም አልሰሩም። የተነገረለትን የጂኖች ገፅታዎች በመተንተን ምላሽ ሰጪ ወይም ምላሽ የማይሰጡ ናቸው፣ ሞዴሉ የነዚያ ባህሪያቶቹ ውህደቶች ለእያንዳንዳቸው ተዛማጅነት ያላቸው እንደሆኑ ተረድቷል - እና ከዚያ የቀሩትን ሚስጥራዊ ሳጥን ጂኖችን በተሳካ ሁኔታ ወደ ትክክለኛ ምድቦች አስገባ።
ተስፋ ሰጪ ጅምር ነበር ፣ ጥርጥር የለውም። እውነተኛው ፈተና ግን ቀረ፡ ሞዴሉ በአንድ ዓይነት ዝርያ ያገኘውን ሥልጠና ወስዶ ለሌላው ሊጠቀምበት ይችላል?
መልሱ በእርግጠኝነት አዎ ነበር። ሞዴሉ ከስድስቱ ዝርያዎች በአንዱ ብቻ በዲኤንኤ መረጃ ከሰለጠነ በኋላ - በቆሎ፣ ማሽላ፣ ዕንቁ ማሽላ፣ ፕሮሶ ማሾ፣ ፎክስቴል ማሽላ ወይም መለወጫ ሣር - ሞዴሉ በአጠቃላይ ከሌሎቹ አምስት ውስጥ የትኞቹ ጂኖች ለበረዶ ምላሽ እንደሚሰጡ መገመት ችሏል። የ Schnableን አስገርሞታል፣ ሞዴሉ ቀዝቃዛ ስሜታዊ በሆኑ ዝርያዎች - በቆሎ፣ ማሽላ፣ ዕንቁ ወይም ፕሮሶ ማሽላ ላይ በሠለጠነበት ጊዜም ቢሆን፣ ነገር ግን ቅዝቃዜን በሚቋቋም ፎክስቴል ማሽላ ወይም መቀያየር ሣር ውስጥ የጂን ምላሾችን የመተንበይ ኃላፊነት ተሰጥቶታል።
ሞዴል
"እኛ የሰለጠኑት ሞዴሎች በአንድ ዝርያ ውስጥ መረጃ እንዳለህ እና ውስጣዊ ውሂቡን ተጠቅመህ ተመሳሳይ ዝርያ ያላቸውን ትንበያዎች እንደተጠቀሙ አይነት ከሞላ ጎደል ጥሩ ሰርተዋል" ሲል ተናግሯል፣ ከወራት በኋላ በድምፅ ውስጥ የሚገርም ፍንጭ አለ። "በእርግጥ ያንን አልተነበይም ነበር"
"ይህን ሁሉ መረጃ ወደ ኮምፒዩተር እንመገባለን፣ እና የሚሰሩትን ትንበያዎች ለማድረግ ቢያንስ አንዳንድ ህጎችን ማውጣት እንችላለን የሚለው ሀሳብ አሁንም ለእኔ አስደናቂ ነው።"
እነዚያ ትንበያዎች በተለይ አማራጩን ሲመርጡ ጠቃሚ ሊሆኑ ይችላሉ። ለአስር አመታት ያህል፣ የእፅዋት ባዮሎጂስቶች የዲኤንኤ መመሪያዎችን ለመፃፍ እና ለማጓጓዝ ሀላፊነት ያላቸውን - በእያንዳንዱ ህይወት ባለው ተክል ውስጥ የሚመረተውን የአር ኤን ኤ ሞለኪውሎች ብዛት ለመለካት ችለዋል። ነገር ግን ያ የጂን አገላለጽ በሕያዋን ናሙናዎች እና በተለያዩ ዝርያዎች ውስጥ ለጉንፋን እንዴት ምላሽ እንደሚሰጥ ማወዳደር በጣም ከባድ ስራ ነው ብለዋል Schnable። ይህ በተለይ በዱር እፅዋት ላይ እውነት ነው, ዘራቸው ለማግኘት እንኳን አስቸጋሪ ሊሆን ይችላል. እነዚያ ዘሮች በሚጠበቁበት ጊዜ ላይበቅሉ ይችላሉ, ምንም ቢሆን, እና ለማደግ አመታት ሊወስድ ይችላል. ምንም እንኳን ቢሰሩም, እያንዳንዱ የተገኘ ተክል ተመሳሳይ በሆነ, ቁጥጥር የሚደረግበት አካባቢ እና በተመሳሳይ የእድገት ደረጃ ላይ ማጥናት አለበት.
ተጨማሪ ዝርያዎች
ያ ሁሉ በቂ የዱር ናሙናዎችን ለማደግ ከበቂ የዱር ዝርያዎች ለመድገም እና ለቅዝቃዜ የሚሰጠውን ምላሽ በስታቲስቲክስ ለመገምገም ትልቅ ፈተና ይፈጥራል።
"በእርግጥ አስፈላጊ የሆኑትን ጂኖች ማግኘት ከፈለግን - ይህ በእውነቱ ተክሉ ከቅዝቃዜ ጋር እንዴት እንደሚስማማ ላይ ሚና ይጫወታል - ከሁለት በላይ ዝርያዎችን መመልከት አለብን" ብለዋል. "ቅዝቃዜን የሚቋቋሙ ዝርያዎችን እና ስሜታዊ የሆኑ ቡድኖችን መመልከት እንፈልጋለን, እና ንድፎቹን ይመልከቱ: "ይህ ተመሳሳይ ዘረ-መል ሁልጊዜ አንድ ምላሽ ይሰጣል እና ሁልጊዜም በሌላኛው ምላሽ አይሰጥም."
"ያ በእውነት ትልቅ እና ውድ ሙከራ መሆን ይጀምራል። 20 ዝርያዎችን ወስደን ሁሉንም በአንድ ደረጃ ለማግኘት ብንሞክር፣ ሁሉንም ተመሳሳይ የጭንቀት ሕክምናዎችን ብናደርግ፣ እና ከእነዚያ ዝርያዎች የዲኤንኤ ቅደም ተከተል ብቻ ትንበያ ብንሰጥ በጣም ጥሩ ነበር። በእያንዳንዱ ዝርያ ውስጥ ለእያንዳንዱ ጂን የሚመረተውን አር ኤን ኤ መጠን ይለኩ።
እንደ እድል ሆኖ ለአምሳያው ተመራማሪዎች ከ 300 በላይ የእፅዋት ዝርያዎችን ጂኖም በቅደም ተከተል አስቀምጠዋል. ቀጣይነት ያለው ዓለም አቀፍ ጥረት በሚቀጥሉት ጥቂት ዓመታት ውስጥ ቁጥሩን ወደ 10,000 ከፍ ሊያደርግ ይችላል።
ምንም እንኳን ሞዴሉ መጠነኛ ከሚጠበቀው በላይ ቢያደርግም ፣ Schnable ግን ቀጣዩ እርምጃ “እራሳችንንም ሆነ ሌሎች ሰዎችን ማሳመንን” እንደሚጨምር ተናግሯል እስካሁን ባለው ሁኔታ እንደሚሰራ። በእያንዳንዱ የፈተና ጉዳይ ላይ ተመራማሪዎቹ ሞዴሉን አስቀድመው የሚያውቁትን እንዲነግራቸው ጠይቀዋል. የመጨረሻው ፈተና የሚመጣው ሰውም ሆነ ማሽኑ ከባዶ ሲጀምር ነው ብሏል።
"የሚቀጥለው ትልቅ ሙከራ ማድረግ ያለብን ይመስለኛል ምንም መረጃ በሌለንበት ዝርያ ላይ ትንበያ ማድረግ ነው" ብሏል። እኛ መልሱን እንኳን ባናውቀው ሁኔታ በትክክል እንደሚሰራ ሰዎችን ለማሳመን።
ቡድኑ ግኝቶቹን በብሔራዊ የሳይንስ አካዳሚ ሂደቶች መጽሔት ላይ ዘግቧል። ጥናቱን Meng፣ Liang እና Schnable የፃፉት ከኔብራስካ ሬቤካ ሮስተን፣ ያንግ ዣንግ፣ ሰሚራ ማህቡብ እና የመጀመሪያ ዲግሪ ተማሪ ዳንኤል ንጉ፣ ከሻንዶንግ የግብርና ዩኒቨርሲቲ ጎብኝ ምሁር Xiuru ዳይ ጋር በመሆን ነው።
ተጨማሪ መረጃ ለማግኘት:
የነብራስካ ሊንከን ዩኒቨርሲቲ
www.unl.edu