Die ontsluiting van die genetiese inligting van 'n varing kan ons potensiële oplossings bied vir verskeie probleme waarmee ons te kampe het vliegtuig vandag.
In genoom volgordebepaling, DNA volgordebepaling word gedoen om die volgorde van nukleotiede in elke spesifieke DNS-molekule te bepaal. Hierdie presiese volgorde is van waarde om die tipe genetiese inligting wat in die DNS gedra word, te kan verstaan. Aangesien gene kodeer vir proteïene wat verantwoordelik is vir die meeste liggaamsfunksies, kan hierdie inligting help om die effek van hul funksie in die liggaam te verstaan. Opeenvolging voltooi genoom van 'n organisme maw al sy DNA is 'n komplekse en uitdagende taak en moet bietjie vir bietjie gedoen word deur DNS in kleiner stukkies op te breek, dit in volgorde te plaas en dan alles saam te voeg. Byvoorbeeld, die volledige mens genoom is in 2003 gerangskik, het 13 jaar geneem en 'n totale koste van USD 3 miljard. Met vooruitgang in tegnologie genome kan relatief vinniger en teen 'n laer koste gerangskik word deur metodes soos Sanger-volgordebepaling en Volgendegenerasie-volgordebepaling te gebruik. Sodra 'n genoom opeenvolging en gedekodeer is, maak onbeperkte moontlikhede oop vir die identifisering van potensiële areas van biologiese navorsing en maak vordering in die rigting van geteikende toepassingsontwikkeling.
'n Span van 40 navorsers van die Cornell Universiteit en regoor die wêreld het die volledige volgorde opgevolg genoom van 'n water varing Azolla filiculoides genoem1,2. Daar word algemeen gesien dat hierdie varing in warmer temperature en tropiese streke van die wêreld groei. Die projek om genomiese geheime van die varing te ontrafel is al 'n rukkie in die pyplyn en is gesteun deur fondse van USD 22,160 van 123 ondersteuners deur 'n skarefinansieringswebwerf genaamd Experiment.com. Navorsers het uiteindelik befondsing ontvang om die volgordebepaling uit te voer van die Beijing Genomics Institute in samewerking met die Universiteit van Utrecht. Hierdie klein drywende varingspesie wat oor 'n vingernael pas, het 'n genoomgrootte van 75 gigabasisse (of biljoen basispare). Dit is bekend dat varings groot is genome, gemiddeld 12 gigabase groot, maar nie een van die groter varinggenome is tot dusver gedekodeer nie. So 'n uitgebreide projek was daarop gemik om leidrade te verskaf oor wat die potensiaal van hierdie varing kan wees.
Baie interessante aspekte van varing Azolla is hieroor ontbloot genoom volgordestudie gepubliseer in Nature Plants en het rigting gegee vir toekomstige navorsing oor potensiële gebiede waarin hierdie varing voordelig kan wees. Die varing Azolla was wydverspreid en het byna 50 miljoen jaar gelede hierop gegroei vliegtuig rondom die Arktiese Oseaan. Gedurende daardie tyd was die Aarde ook warmer in vergelyking met huidige toestande en hierdie varing was vermoedelik 'n beduidende rol in die behoud van die vliegtuig koeler deur ongeveer 10 biljoen ton koolstofdioksied oor die loop van 1 miljoen jaar uit die atmosfeer op te vang. Hier sien ons 'n potensiële rol vir hierdie varing in die bekamping en beskerming van ons vliegtuig van aardverwarming as gevolg van klimaatsverandering.
Daar word ook gedink dat die varing 'n belangrike rol speel in stikstofbinding, 'n proses wat vrye stikstof (N2) in die atmosfeer kombineer - 'n inerte gas wat volop in lug beskikbaar is - met ander chemiese elemente om meer reaktiewe stikstof-gebaseerde verbindings te skep, bv. ammoniak, nitrate ens wat dan in verskeie toepassings soos kunsmis vir landboudoeleindes gebruik kan word. Genoom data vertel ons van 'n simbiotiese verhouding (wedersydse voordeel) van hierdie varing met 'n sianobakterie genaamd Nostoc azollae. Die varingblaar huisves hierdie sianobakterieë in klein gaatjies en hierdie bakterieë bind stikstof en produseer sodoende suurstof wat die varing en omliggende groeiende plante kon gebruik. Op sy beurt, siano bakterië versamel energie deur die plantfotosintese wanneer die varing dit brandstof verskaf. Daarom kan hierdie varing moontlik as 'n natuurlike groen kunsmis gebruik word en moontlik die gebruik van stikstofkunsmis uitskakel wat meer volhoubare landboupraktyke voortplant. Skrywers sê dat beide die genome van sianobakterieë en nou die varing, kan navorsing daarop gefokus word om sulke volhoubare praktyke te ontwikkel en aan te neem. Interessant genoeg is varing Azolla reeds vir meer as 1000 jaar in rysvelde as groenbemesting deur Asiatiese boere gevoeg.
Navorsers het ook 'n belangrike natuurlik gemodifiseerde (insekdoder) geen in die varing geïdentifiseer wat gesien word dat dit die vermoë het om insekweerstand te bied. Hierdie geen, wanneer dit na katoenplante oorgedra word, bied massiewe beskerming teen insekte. Hierdie 'insekdodende' geen word vermoedelik van bakterieë na die varing oorgedra of 'begaafd' en word gesien as 'n baie spesifieke komponent van die varing se afkoms, maw dit is suksesvol van geslag tot geslag oorgedra. Die ontdekking van potensiële beskerming teen insekte sal beslis 'n sterk impak op landboupraktyke hê.
Hierdie studie toon dat 'suiwer wetenskap' om die eerste genomiese inligting ooit van varings te ontrafel, 'n groot stap in die rigting is om belangrike plantgene te ontbloot en te verstaan. Dit help ook met 'n beter begrip van die evolusionêre geskiedenis van varings, maw hoe hul kenmerke oor die generasies ontwikkel het. Begrip van plante is baie belangrik om te verken en te verstaan hoe flora en fauna vriendelik saam bestaan op ons vliegtuig en sulke navorsing moet belangrik wees eerder as om dit te bestempel as iets wat nie betekenisvol genoeg is nie. Na die volgordebepaling van Azolla filiculoides en Salvinia cucullata, is meer as 10 varingspesies reeds in die pyplyn vir verdere navorsing.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
1. Fay-Wei L et al. 2018. Varing genome landplantevolusie en sianobakteriese simbiose toe te lig. Nature Plants. 4 (7). https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8
2. Fernbase https://www.fernbase.org/. [Besoek op 18 Julie 2018].
***
