https://bodybydarwin.com
Slider Image

Para peneliti mengurutkan genom redwood raksasa untuk memulai 23andMe untuk pohon

2020

Hari ini, Anda dapat mengirim tabung ludah ke laboratorium untuk mempelajari tentang leluhur Anda dan risiko kesehatan yang menjadi kecenderungan Anda. Segera, para ilmuwan berharap untuk membuat alat serupa untuk sequoia raksasa dan kayu merah pantai — pohon 23andMe untuk pohon.

"Itu impian saya, " kata David Neale, ilmuwan tanaman di University of California, Davis. Sekarang, ia dan tim ilmuwan dari UC Davis, Universitas Johns Hopkins, dan Save the Redwoods League telah menyelesaikan langkah besar pertama untuk mencapai impian ini: mengurutkan seluruh genom dari dua pohon. "Mendapatkan urutan genom referensi untuk suatu organisme untuk pertama kalinya adalah langkah yang diperlukan untuk memungkinkan penemuan, " kata Neale.

Kedua spesies menyebut Pantai Barat sebagai rumah. Redwood pantai berkisar dari Oregon Selatan ke California Tengah, memeluk garis pantai karena suhunya yang ringan dan udara yang lembab dan berkabut. Mereka adalah organisme tertinggi di planet ini; dalam 50 tahun, mereka dapat tumbuh hingga 150 kaki, dan lebih dari 300 kaki kemudian. Kayu merah pantai tertinggi, bernama Hyperion, berdiri setinggi lebih dari 379 kaki di suatu tempat jauh di dalam Taman Nasional Redwood di California Utara, lokasinya dirahasiakan.

Sequoia raksasa tidak cukup tinggi, tetapi mereka adalah makhluk hidup terbesar berdasarkan volume. Pohon-pohon raksasa menghiasi lereng barat Sierra Nevada. Sequoia terbesar bernama General Sherman Tree dan memiliki diameter 36, 5 kaki di pangkalannya dan volumenya 52.508 kaki kubik.

Meskipun mengesankan, pohon-pohon ini rentan terhadap efek dari pengelolaan hutan kita dan masa depan yang lebih hangat, lebih kering, lebih berapi-api. Sequoia raksasa biasanya menyambut api kecil biasa untuk membersihkan semak-semak dan menambahkan nutrisi ke tanah. Tetapi ketika api telah tumbuh lebih besar dan lebih panas, mereka mengancam untuk memasak bahkan pohon-pohon besar ini. Redwood pantai mungkin juga kehilangan sebagian kabut berharga mereka, yang dapat dimanfaatkan untuk air selama musim panas yang kering di kawasan itu, karena suhu naik.

Di atas ancaman individu ini, beberapa ketahanan alami pohon mungkin telah ditebang. 95 persen dari pohon redwood pantai tua telah ditebang, bersama dengan sepertiga dari sequoia raksasa. Para ilmuwan khawatir bahwa hilangnya keragaman genetik ini juga berarti hilangnya gen yang mungkin telah menyandikan sifat-sifat untuk membuat pohon lebih kekeringan atau toleran terhadap panas. Kami benar-benar tidak mengerti seberapa besar pengaruh hutan dari perspektif genom dari semua dekade pengelolaan hutan itu, kata Emily Burns, direktur sains untuk Save the Redwoods League.

Kekhawatiran ini memicu Proyek Redwood Genome, yang diluncurkan pada 2017. Untuk menentukan genom, para ilmuwan pertama-tama mengambil sampel dari pohon individu dari masing-masing spesies dan mengisolasi DNA mereka. Kemudian, mereka menggunakan algoritma komputer untuk mengatur DNA yang berantakan menjadi urutan pasangan basa yang bersih dan teratur. Langkah kedua ini menantang karena ukuran dan kompleksitas informasi genetik pohon, kata Neale. "Genom ini jauh lebih sulit daripada mungkin genom mana pun yang pernah diurutkan."

Dua genom, yang tersedia untuk umum saat ini, berukuran besar. Genom redwood pantai memiliki sembilan kali jumlah pasangan basa seperti milik kita, dan sequoia memiliki tiga kali lebih banyak. Hal ini membuat pantai redwood menjadi salah satu yang terbesar yang tercatat, kedua setelah salamander axolotl. Membuat segalanya menjadi lebih rumit, orang tua redwood pantai masing-masing mewariskan tiga set kromosom ke bibit mereka, membuat pohon hexaploid, dengan enam set kromosom. Sequoia raksasa, seperti halnya manusia, adalah diploid, dengan satu set kromosom dari masing-masing orangtua.

Para ilmuwan tidak benar-benar yakin mengapa genom pohon-pohon ini begitu besar. Neale mengatakan mereka memiliki jumlah gen yang kira-kira sama dengan kode protein seperti kita. "Mungkin sangat terkait dengan siklus umur panjang mereka, " tambahnya. Dua pohon yang diurutkan lebih dari 2.000 tahun yang lalu.

Pada akhir proyek lima tahun, para ilmuwan menginginkan agar manajer hutan dapat mengirim sampel daun ke laboratorium dan mendapatkan laporan kembali tentang kesehatan pohon dan kerentanan mereka terhadap hal-hal seperti kekeringan dan suhu yang lebih hangat . Informasi ini dapat digunakan untuk melindungi tegakan pohon yang beragam secara genetik dan tangguh. Ini juga dapat meningkatkan restorasi, dengan memberi tahu para ilmuwan pohon mana yang memiliki peluang terbaik untuk bertahan hidup di area tertentu.

Dan tes genetik juga dapat membantu menginformasikan upaya manajemen kebakaran. Setelah beberapa dekade dari kita secara aktif memadamkan kebakaran hutan, hutan California jauh lebih padat dengan pepohonan daripada sebelumnya. Sekarang, upaya sedang dilakukan untuk menebang beberapa pohon tambahan ini, untuk membebaskan air dan sinar matahari sehingga yang lain tumbuh lebih besar dan lebih sehat. Menguji genom pohon dapat membantu manajer memutuskan pohon mana yang akan dipertahankan dalam upaya penipisan tersebut. "Kami tidak ingin mengurangi keragaman genom pada saat yang sama, " kata Burns.

Sekarang setelah mereka memiliki genom dasar yang diidentifikasi, para ilmuwan sedang merangkai 100 pohon lagi dari masing-masing spesies tahun ini dalam upaya untuk mengkorelasikan gen mana yang dikaitkan dengan sifat-sifat mana. Tahun depan, kata Burns, tim akan bekerja dengan pejabat dari Taman Negara Bagian California dan Layanan Taman Nasional untuk mulai mengumpulkan dan menganalisis sampel daun.

Selain meningkatkan ketahanan hutan, Burns berpikir bahwa informasi itu akan mengungkapkan semua jenis rahasia pohon arboreal. "Saya punya perasaan bahwa kita akan belajar selama bertahun-tahun untuk datang segala macam hal menarik tentang genom kayu merah, " kata Burns. "Saya harap kita belajar rahasia mengapa pohon-pohon ini sangat tinggi dan sangat besar — ​​mereka benar-benar pohon yang memicu semua imajinasi kita."

Maaf, tetapi Anonymous tidak memiliki bukti bahwa NASA telah menemukan kehidupan alien

Maaf, tetapi Anonymous tidak memiliki bukti bahwa NASA telah menemukan kehidupan alien

Potongan 58 persen untuk drone quadcopter dan penawaran hebat lainnya terjadi hari ini

Potongan 58 persen untuk drone quadcopter dan penawaran hebat lainnya terjadi hari ini

Kutu busuk Asia yang mengerikan telah menginvasi AS — dan itu dapat berkembang biak tanpa kawin

Kutu busuk Asia yang mengerikan telah menginvasi AS — dan itu dapat berkembang biak tanpa kawin