Kakao, pema e çokollatës, është një nga kulturat ekonomike më të rëndësishme në botë, duke gjeneruar qindra miliarda dollarë çdo vit. Megjithatë, kakao është e prekur nga një gamë e gjerë e dëmtuesve dhe sëmundjeve, me disa vlerësime që vendosin humbjet deri në 30% deri 40% të prodhimit global.
Tani, një ekip i udhëhequr nga hulumtuesit në Penn State ka krijuar një burim informacioni gjenetik për të ndihmuar përmirësuesit e bimëve të zhvillojnë varietete rezistente të kakaos që mund të rriten në mënyrë të qëndrueshme në Amazonën e saj vendase dhe gjetkë, si në gjerësitë tropikale të Amerikës Qendrore dhe Jugore, Karaibeve, Afrikës dhe Azisë.
Në gjetjet e publikuara më 26 qershor në BMC Plant Biology, ekipi përshkroi Atlasin e Gjenit të Kakaos, një dataset të madh të transkriptomeve të përsëritura që hulumtuesit filluan në 2016.
Transkriptomet janë pjesa e gjenomit të organizmit që kodifikon proteina dhe që mund të analizohet nga hulumtuesit për të përcaktuar se kur dhe ku çdo gjeni është aktivizuar ose çaktivizuar në qelizat dhe indet. Qëllimi afatgjatë i hulumtuesve është të përshpejtojnë përmirësimin për të zhvilluar varietete elitë me prodhim të lartë të kakaos.
Atlasi i Gjenit të Kakaos, që përmban 11.2 milionë pika të dhënash të shprehjes gjenetike, është një burim gjenomik i disponueshëm falas për publikun, sipas liderit të ekipit Mark Guitinan, Profesor J. Franklin Styer i Botanikës Hortikulturore dhe profesor i biologjisë molekulare të bimëve në Kolegjin e Shkencave Bujqësore të Penn State.
Hulumtuesit mund ta përdorin atlasin për të simuluar se si ndikon çaktivizimi apo përmirësimi i një gjeni në bimë, duke u lejuar atyre të testojnë hipotezat pa shpenzimet apo kohën e rritjes së bimës.
“Për disa sekonda, atlasi mund të përdoret për të shfaqur modele të shprehjes së çdo gjeni të kakaos gjatë ciklit jetësor të kakaos—kjo do të ndihmojë në zbulimin e gjeneve për tipare të rëndësishme dhe për të përshpejtuar përmirësimin për varietete të reja të kakaos larg në të ardhmen,” tha ai.
“Atlasi mund të zgjerohet në të ardhmen duke shtuar të dhëna të reja ndërsa bëhen të disponueshme. Në fund të fundit, shpresojmë që kjo t’u shërbejë fermerëve të kakaos në botë duke i ndihmuar ata të luftojnë sëmundjet e bimëve dhe të prodhojnë kokrrat cilësore të kakaos për industri.”
Kakao nganjëherë quhet një kulturë jetime sepse nuk ka aq shumë burime gjenetike të disponueshme për pemën e çokollatës sa për kulturat si misri, orizi apo pambuku. Ky hulumtim e ndryshon këtë dinamikë, sipas bashkëautorës së parë Evelyn Kulesza, kandidate për doktoraturë në biologjinë e bimëve.
“Për ato kultura të tjera, burimet gjenomike tashmë ekzistojnë për shkencëtarët që t’i përdorin për analiza të ndryshme gjenesh,” tha ajo. “Ne krijuam këtë burim që u lejon shumë shkencëtarëve të tjerë të kakaos në botë të kryejnë lehtësisht kërkime. Ne zgjeruam bazën e njohurive dhe kjo u lejon shkencëtarëve të tjerë që ndoshta nuk kanë mbështetje monetare ose hapësirë laboratori për të kryer eksperimente të testojnë se si sillen gjenet e ndryshme.”
“Ne nxorëm ARN-të dhe sekvencuam transkriptomet nga 123 inde dhe faza të ndryshme zhvillimi që përfaqësojnë organet kryesore dhe fazat zhvillimore të ciklit jetësor të kakaos,” tha Thomas. “Përveç kësaj, ne kryem disa trajtime eksperimentale dhe kurse kohore për të matur shprehjen gjenetike në indet që përgjigjen ndaj stresorëve biotikë dhe abiotikë.”
Për të promovuar përdorimin më të gjerë të informacionit, hulumtuesit gjithashtu bënë të gjitha të dhënat e papërpunuara të sekuencës gjenetike, matricat e hartës së shprehjes gjenetike, skriptet dhe specifikat e tjera përkatëse të përdorura për krijimin e atlasit të disponueshme falas online. Hulumtuesit zhvilluan një shfletues të shprehjes gjenetike me ndërfaqe grafike për të shfaqur modelet e shprehjes gjenetike dhe për të ofruar qasje të lehtë në të dhënat e papërpunuara dhe analizat statistikore.
Më shumë informacione: Evelyn Kulesza et al, The cacao gene atlas: a transcriptome developmental atlas reveals highly tissue-specific and dynamically-regulated gene networks in Theobroma cacao L, BMC Plant Biology (2024). DOI: 10.1186/s12870-024-05171-9
Zhurnali ku u botua: BMC Plant Biology
