นักวิจัยจากทั่วทั้ง Norwich Research Park ได้เปิดตัวระบบใหม่สำหรับการจัดระเบียบชุดข้อมูลขนาดใหญ่เกี่ยวกับสภาพอากาศและพืชผล CropSight เป็นระบบการจัดการข้อมูลแบบโอเพ่นซอร์สที่ปรับขนาดได้และสามารถใช้เพื่อรักษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพการครอบตัดที่สำคัญและข้อมูลจุลภาค ข้อมูลขนาดใหญ่ที่บันทึกโดยเทคโนโลยีที่หลากหลายซึ่งเรียกรวมกันว่าอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT)
นั้นยากอย่างยิ่งต่อการปรับเทียบ
ใส่คำอธิบายประกอบ และรวมเข้าด้วยกัน นี่เป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์พืชที่พยายามทำความเข้าใจพลวัตระหว่างประสิทธิภาพของพืช จีโนไทป์ และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และสำหรับนักปฐพีวิทยาและเกษตรกรที่เฝ้าติดตามพืชผลในสภาพทางการเกษตรที่ผันผวน ระบบใหม่ที่พัฒนาโดยนักวิจัยจากสถาบัน Earlham, John Innes Centre และ University of East Anglia (UEA) ให้การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมและการเจริญเติบโตของพืชในเวลาใกล้เคียงเรียลไทม์
สามารถเข้าถึงได้ทั้งในพื้นที่ภาคสนามผ่านอุปกรณ์อัจฉริยะและผ่านทางคอมพิวเตอร์ที่ห้องปฏิบัติการและสำนักงาน ระบบนี้ได้ถูกนำไปใช้กับการทดลองภาคสนามของการเพาะพันธุ์ขนมปังข้าวสาลีล่วงหน้าตั้งแต่ปี 2559 และการปรับปรุงพันธุ์แบบเร็วตั้งแต่ปี 2560
Dr. Simon Griffiths จากศูนย์ John Innes Center กล่าวว่า “เราเชื่อว่าระบบ CropSight อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อฟีโนไทป์ของพืชที่ปรับขนาดได้ ซึ่งนำไปสู่การค้นพบยีนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การผสมพันธุ์พืชผล และผลประโยชน์ของผู้ใช้ปลายทางในท้ายที่สุด”
คุณสมบัติหลักของระบบ ได้แก่ การรวบรวมข้อมูลอัตโนมัติและการจัดการข้อมูล การตรวจสอบการทดลองทางชีววิทยาผ่านอุปกรณ์ตรวจจับเครือข่าย และการซิงโครไนซ์ข้อมูลและภาพการเติบโตของพืชผลในแต่ละวัน
ดร. Ji Zhou จากสถาบัน Earlham กล่าวว่า “ด้วยการเชื่อมต่อการอ่านข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมกับชุดข้อมูลการเติบโตของพืชโดยใช้เทคโนโลยีที่ใช้ IoT เราได้แสดงให้เห็นว่า IoT สามารถนำไปใช้ในการวิจัยพืชผลและการปฏิบัติทางการเกษตรได้อย่างไร นอกจากนี้ ด้วยการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน IoT ระดับชาติ CropSight สามารถขยายไปสู่ขนาดที่ใหญ่ขึ้นและหลายสถานที่ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ประกอบวิชาชีพด้านการเกษตรตัดสินใจได้อย่างรวดเร็วทั่วทั้งพื้นที่เพาะปลูกของประเทศ”
แม้ว่า Landry
และเพื่อนร่วมงานของเธอจะยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าการจัดส่งท่อนาโนทำงานอย่างไร แต่การป้อนท่อนาโนอย่างง่ายก็ไม่น่าแปลกใจเลย ผนังเซลล์ของพืชยอมให้สิ่งต่างๆ หลุดเข้าไปได้ง่าย หากมีขนาดเล็กกว่า 5 ถึง 20 นาโนเมตร ซึ่งน้อยกว่าขีดจำกัดเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาด 500 นาโนเมตรมาก ท่อนาโนมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 นาโนเมตร แม้ว่าจะยาวประมาณ 300 นาโนเมตร แต่ก็มีพื้นที่เพียงพอสำหรับติดยีนหลายสิบตัว เซลล์พืชมีขนาดประมาณ 10,000 นาโนเมตร
เธอและเพื่อนร่วมงานในห้องแล็บได้ลองใช้เทคนิคต่างๆ ในการยึด DNA เข้ากับท่อนาโน และพบว่าการผูกมัดที่แน่นที่สุดได้ผลดีที่สุด เมื่อนักวิจัยให้ประจุบวกกับท่อนาโนก่อนที่จะแนะนำ DNA มันติดเหมือนกระดาษกับหวีที่มีประจุไฟฟ้าสถิต
ตอนนี้เธอกำลังทำการทดลองกับอนุภาคนาโนของ DNA origami เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นภายในเซลล์พืชหลังจากที่ท่อนาโนและ DNA ป้อนเข้าไป และกำลังทดลองส่งท่อนาโนไปยังพืชที่มีโมเลกุลประเภทอื่นๆ โดยเฉพาะ RNA และโปรตีน
“สิ่งมหัศจรรย์เกี่ยวกับท่อนาโนคาร์บอนเหล่านี้คือพวกมันสามารถผ่านผนังเซลล์และเข้าไปในนิวเคลียสหรือเข้าไปในคลอโรพลาสต์ได้ มันเป็นความก้าวหน้าครั้งใหม่ที่ช่วยให้เราสามารถวางเครื่องมือสำหรับการแก้ไขจีโนมได้จริง ๆ ” Brian Staskawicz ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพืชและจุลินทรีย์และผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์เพื่อการเกษตรของ Innovative Genomics Institute ซึ่งให้ทุนสนับสนุนการทำงานเพิ่มเติมในการส่งมอบ CRISPR กล่าว โดย Landry และทีมงานของเธอ “ขั้นตอนต่อไปคือ เราสามารถส่งมอบโปรตีนไรโบนิวคลีอิกหรือเราสามารถส่ง mRNA หรือ DNA ที่จะเข้ารหัส CRISPR-Cas9 ได้จริงหรือไม่”
นอกจาก Landry ผู้ร่วมเขียนบทความคนอื่นๆ ได้แก่ Gozde Demirer, Huan Zhang, Juliana Matos, Natalie Goh, Francis Cunningham, Younghun Sung, Roger Chang, Abhishek Aditham, Linda Chio และ Myeong-Je Cho, UC Berkeley ทั้งหมด Landry ยังเป็นนักวิจัยใน Chan Zuckerberg Biohub และเป็นสมาชิกของ California Institute for Quantitative Biosciences งานนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา
Credit : regisblanchot.net nycbikecommute.com cyokubai.info turkislambirligi.org maggiememories.com elleise.com nostalgiajunkie.net propeciaordercanada.net abenteurergilde.net airmaxtnfrance.info
