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