Wednesday, July 22, 2015

Tweak Genetik Biji Jagung Lembut dari Teosinte Keras

Credit: John Doebley
Penelitian ~ Cubitan kecil genetik melucuti jagung selama domestikasi, rumput liar leluhur jagung kehilangan cangkang keras karena huruf tunggal DNA.

Jika tidak untuk mutasi genetik tunggal, masing-masing biji tongkol jagung terperangkap di dalam casing sekeras kenari. Mutasi mengalihkan satu asam amino di posisi tertentu dalam protein jagung modern.

Domestikasi jagung mempesona biolog untuk mempelajari evolusi. Jagung memberi petunjuk organisme berubah di bawah pilihan, apakah seleksi alam atau seleksi manusia memilih tanaman paling food friendly.

Di Meksiko sekitar 9.000 tahun lalu biji rumput liar teosinte terlindung casing keras tidak praktis untuk makanan, tapi pemulia tanaman kuno membudidaya varietas kernel telanjang.

"Manusia benar-benar mengubah wajah leluhur jagung. Kami menunjuk perubahan genetik kecil berdampak transformasi luar biasa," kata John Doebley, genetikawan University of Wisconsin-Madison.

Tongkol modern juga jauh lebih besar dan cabang daun kurang lebih sedikit dibanding leluhur dan biji tetap melekat erat ketika direbus daripada mudah terberai seperti teosinte.

Semua perubahan relatif cepat dalam beberapa ribu tahun. Laporan sebelumnya menunjuk banyak perbedaan dramatis jagung dan teosinte dibangun di atas dasar genetik paling tidak 6 gen.

Tapi 1 gen TGA1 pengkode protein yang mengontrol pembentukan biji bertindak sebagai master regulator dari rangkaian gen lain yang terlibat dalam proses kompleks.

"TGA1 bertindak sebagai konduktor orkestra yang mengkoordinasikan tindakan banyak musisi berbeda. Orkestra bermain dengan cara berbeda tergantung sinyal konduktor," kata Doebley.

Dalam teosinte, TGA1 mengatur bentuk benih. Tapi di dalam jagung, TGA1 justru mengganggu dengan meredam proses ekspresi ini bahwa kernel tidak benar-benar menutupi biji.

Perbedaan nukleotida tunggal menyebabkan satu asam amino beralih dari lisin dalam teosinte ke asparagin dalam jagung. Contoh seleksi oleh pemulia tanaman kuno memicu perubahan struktural genetik kecil.

"Dua puluh tahun lalu sulit mempelajari evolusi secara rinci seperti ini. Kita sekarang dapat memahami contoh kompleks pada tingkat paling mendasar," kata Doebley.
Evidence That the Origin of Naked Kernels During Maize Domestication Was Caused by a Single Amino Acid Substitution in tga1

Huai Wang1 et al.
  1. Laboratory of Genetics, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin 53076
Genetics, May 4, 2015, DOI:10.1534/genetics.115.175752
Tinuku
Bagikan :

No comments:

Post a Comment