Plano ng VinUni na I-sequence ang mga Genome ng 1,000 Barayti ng Bigas sa Vietnam para Suportahan ang Pagpaparami ng mga Pananim na Matatag sa Pagbabago ng Klima

Mapa ng pagkakaiba-iba ng bigas sa Vietnam batay sa henetika

Ipinakilala ng Big Data Research Institute (VIBD) ng VinUni University ang VN1K-RICE, isang proyektong magse-sequence sa kumpletong genome ng 1,000 sample ng bigas mula sa Vietnam, simula sa pangunahing koleksiyon na may 150 sample. Plano ng mga mananaliksik na pagsamahin ang impormasyong henetiko at mga pagtatasa sa tatlong ekolohikal na rehiyon upang makatulong na matukoy ang mga barayti ng bigas na angkop sa tagtuyot, maalat na lupa, init at pagbaha, habang pinag-aaralan din ang kalidad ng butil at mga emisyon ng greenhouse gas.

Inilahad ang proyekto sa International Symposium on Applications of Gene Technology in Agriculture, SAGA 2026. Bahagi ito ng programang pananaliksik na AgriOmics-AI ng VIBD para sa 2026 hanggang 2030. Kabilang sa mga planong output nito ang database ng mga genome ng bigas, mga de-kalidad na reference genome para sa tradisyonal na bigas ng Vietnam, at impormasyon tungkol sa aktibidad ng mga gene.

Pagsasamahin sa pananaliksik ang dalawang uri ng ebidensiya: ang nakatala sa DNA ng halaman at ang aktuwal na kakayahan nito. Makakatulong ang pag-uugnay sa mga ito sa mga breeder na pumili ng kapaki-pakinabang na materyal mula sa mga koleksiyon ng tradisyonal at ligaw na bigas ng Vietnam, kabilang ang mga halamang may katangiang mahalaga sa pagsasaka sa mahihirap na kondisyon.

Pinamumunuan ni Propesor Vu Ha Van, scientific director ng VIBD, ang VN1K-RICE. Kasamang namumuno sa proyekto si Propesor Robert Henry, founding director ng Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation sa University of Queensland ng Australia at affiliated lecturer sa VinUni.

Bakit magsisimula sa 150 sample?

Kumakatawan ang unang 150 sample sa 15% ng planong koleksiyon na may 1,000 sample. Magsisimula ang mga mananaliksik sa pangunahing grupong ito bago palawakin ang pagsisikap na mag-sequence. Saklaw ng pagpili ang mga palayang patubig sa mababang lugar, palayang upland, mga baybaying maalat ang lupa at mga lupang apektado ng pagtaas ng tubig-dagat, pati mga sample ng ligaw na bigas.

Mahalaga ang mga kapaligirang ito dahil magkakaibang hamon ang kinakaharap ng mga tanim na palay sa bawat isa. Maaaring may kapaki-pakinabang na katangian ang barayting tumutubo sa baybaying maalat ang lupa na naiiba sa mga katangian ng palay sa upland. Sa pagkuha ng mga sample mula sa iba't ibang lugar na ito, mas malawak na pagkakaiba-iba ng bigas sa Vietnam ang masusuri ng mga mananaliksik.

Susuriin ng proyekto ang buong genome, o ang kumpletong hanay ng mga tagubiling henetiko na nasa DNA ng bawat sample. Nakaaapekto ang mga pagkakaiba sa mga tagubiling ito sa mga katangian gaya ng bango ng butil, lagkit, panlaban sa sakit at kakayahang tiisin ang stress sa kapaligiran.

Ang 1,000 sample ang target ng proyekto para sa sequencing. Magsisimula ang gawain sa mas maliit na pangunahing koleksiyon, upang mapalawak ang pananaliksik mula sa isang tiyak na panimulang grupo sa halip na ituring na iisang unang hakbang ang buong koleksiyon.

Paggamit sa pananaliksik ng mga nakaimbak na koleksiyon ng bigas

Iniingatan ng mga institusyon tulad ng Plant Resources Center, Cuu Long Delta Rice Research Institute, Can Tho University at Vietnam National University of Agriculture ang mga koleksiyon ng tradisyonal at ligaw na bigas ng Vietnam. Pinangangalagaan ng mga koleksiyong ito ang materyal na maaaring pag-aralan at gamitin ng mga siyentista sa pagpaparami ng pananim.

Hindi pa nase-sequence ang buong genome ng karamihan sa mga barayti ng bigas na ito. Wala ring pambansang imprastraktura para sa datos henomiko ang Vietnam, kaya limitado ang kakayahan ng mga mananaliksik na tukuyin ang kapaki-pakinabang na mga pagkakaiba sa henetika at pag-aralan ang mga ito sa iba't ibang koleksiyon.

Layunin ng VN1K-RICE na iugnay ang nakaimbak na materyal sa datos na masusuri at maibabahagi ng mga mananaliksik. Sa gayon, maaaring pag-aralan ang nakaimbak na sample ng binhi kasabay ng tala ng DNA nito at mga sukat ng mga katangian ng halaman. Mas mapapadali nito ang paghahanap ng mga angkop na materyal, gaya ng bigas na pinagsasama ang kanais-nais na kalidad ng butil at kakayahang tiisin ang alat.

Binubuo ang proyekto kasama ang mga lokal na institusyong nag-iingat ng mga yamang henetiko at mga pandaigdigang katuwang. Kaugnay rin ng mga layunin nito sa pagpaparami ng pananim ang estratehiya sa pagpapaunlad ng sektor ng bigas ng Vietnam hanggang 2030, na may pananaw hanggang 2050, lalo na ang paghahanap ng de-kalidad na bigas na kayang umangkop sa klima at may mas mababang emisyon.

Binabanggit sa opisyal na anunsiyo ng VinUniversity ang apat na institusyong nag-iingat ng mga koleksiyon, kinukumpirma ang pakikipagtulungan sa mga lokal na tagapangalaga ng yamang henetiko at mga pandaigdigang katuwang, at iniuugnay ang planong pambansang imprastraktura para sa datos henomiko sa estratehiyang iyon. Inilalarawan din nito ang paglahok ng mga ministeryo, institusyon ng pananaliksik, unibersidad at mga kinatawan ng mga lokalidad mula sa buong Vietnam, kasama ang mga pandaigdigang eksperto.

Bakit mahalaga ang mga reference genome ng Vietnam

Ang reference genome ay detalyadong henetikong sequence na ginagamit bilang gabay sa paghahambing. Inihahambing dito ng mga mananaliksik ang iba pang genome ng bigas upang matukoy ang mga pagkakaiba at siyasatin kung alin sa mga ito ang maaaring may kaugnayan sa kapaki-pakinabang na mga katangian.

Plano ng VN1K-RICE na gumawa ng mga reference genome na partikular para sa tradisyonal na bigas ng Vietnam. Makakatulong ang mga reference na malapit ang kaugnayan sa mga halamang pinag-aaralan upang mas tumpak na masuri ng mga mananaliksik ang lokal na materyal henetiko at matukoy ang mga bahaging dapat pag-aralan.

Ipinaliwanag ni Robert Henry, kasamang pinuno ng proyekto at founding director ng Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation, kung bakit nais ng pangkat na gumamit ng mga reference na sumasalamin sa lokal na pagkakaiba-iba. Sa mga pahayag na isinalin mula sa Vietnamese, sinabi niya:

Hindi kayang katawanin ng iisang genome ang buong pagkakaiba-iba ng henetika ng isang species. Kailangan ng mga siyentista ng mga reference genome na malapit ang kaugnayan sa materyal na pinag-aaralan.

Para sa mga breeder ng Vietnam, magiging praktikal na pakinabang ang pagkakaroon ng balangkas sa paghahambing na nakabatay sa bigas na mas malapit sa sarili nilang materyal sa pananaliksik. Magkaugnay ang layunin ng mga planong reference genome at ng mas malawak na koleksiyon ng 1,000 sequence: mga detalyadong gabay sa paghahambing at mas malawak na tala ng mga pagkakaiba ng mga sample.

Pagsubok sa kahulugan ng DNA sa bukid

Plano ng pangkat na pagsamahin ang mga genome sequence at mga pagtatasa sa mga katangian ng bigas sa tatlong ekolohikal na rehiyon. Kabilang sa mga susukatin ang kalidad ng pagkain, nutrisyon, stress sa kapaligiran, panlaban sa sakit at mga emisyon ng greenhouse gas habang itinatanim ang palay.

Para sa kalidad ng butil, susuriin ng mga mananaliksik ang lagkit at bango, pati ang dami ng micronutrient at protina. Para naman sa mga kondisyon ng pagtatanim, susukatin nila ang kakayahang tiisin ang tagtuyot, alat, init at pagbaha. Kabilang din sa planong gawain ang pagsusuri sa panlaban sa mga karaniwang sakit ng palay.

Ang katangian ay isang bagay na maaaring obserbahan o sukatin. Sa paghahambing ng mga katangian at pagkakaiba sa DNA sa buong koleksiyon, maaaring maghanap ang mga siyentista ng mga bahaging henetiko na nauugnay sa isang partikular na resulta, gaya ng mas matibay na kakayahang tiisin ang alat o natatanging bango.

Mahalaga sa prosesong ito ang mga sukat mula sa bukid. Iniuugnay ng mga ito ang henetikong sequence sa kakayahang mahalaga sa mga breeder: kung paano tumutubo ang halaman sa ilalim ng stress, ano ang kalidad ng butil nito at gaano karaming greenhouse gas ang inilalabas habang itinatanim.

Nagdaragdag ang pag-aaral sa mga emisyon ng isa pang layunin sa pagpili, bukod sa kalidad ng butil at katatagan. Balak suriin ng mga mananaliksik ang mga bahaging henetiko na maaaring makatulong sa pagpapababa ng emisyon sa pamamagitan ng pag-aaral sa ugnayan ng DNA at mga sukat na kinukuha habang nagtatanim.

Paano magagamit ang impormasyong henetiko sa pagpaparami ng pananim

Maaaring gamitin ng mga breeder ang mga natuklasan ng proyekto upang salain ang materyal ng bigas ayon sa mga kapaki-pakinabang na pagkakaiba sa DNA bago pumili ng mga halamang paghahaluin. Halimbawa, maaaring pagkukunan ng materyal henetiko ang tradisyonal na barayting matibay ang kakayahang tiisin ang alat para makabuo ng bigas na angkop sa maalat na lupa.

Maaaring pagkukunan ng materyal ang barayting may kanais-nais na bango o natatanging kalidad ng butil upang mapahusay ang bigas na itinatanim na. Makakatulong ang pagsusuri sa DNA sa mga mananaliksik na tukuyin ang mga halamang may katangiang nais nilang pag-aralan, kasabay ng pagpaparami at pagtatasa sa sunod-sunod na henerasyon.

Layunin din ng proyekto na gumawa ng mga near-isogenic line. Mga linya ito ng bigas na halos magkapareho ang henetikong batayan ngunit nagkakaiba sa isang partikular na target na rehiyon. Sa paghahambing sa mga ito, masusubok ng mga mananaliksik ang papel ng rehiyong iyon habang pinananatiling magkahawig ang malaking bahagi ng henetikong kayarian ng mga halaman.

Nagbibigay ang mga linyang ito ng mas nakatuong paraan upang siyasatin ang isang gene na nangangako. Kung magkaiba ang isang nasusukat na katangian ng mga halamang halos magkapareho ang henetikong batayan, mas detalyadong mapag-aaralan ng mga siyentista ang target na rehiyon at masusuri ang pakinabang nito sa pagpaparami ng pananim.

Isa pang planong gamit ang mga marker ng DNA. Ang marker ay natutukoy na katangian sa sequence ng DNA na masusubaybayan ng mga mananaliksik. Makakatulong ang mga marker sa pagtukoy, pagpili at pagpapatunay ng mga barayti ng bigas na may kapaki-pakinabang na katangian, kaya magagamit ang genome database lampas pa sa paunang gawain sa sequencing.

Mga AI tool at database para sa sama-samang paggamit

Tutulong ang artificial intelligence sa pagproseso ng malaking dami ng datos henetiko, paghahanap ng mga ugnayan ng gene at katangian, paghula sa mga tungkulin ng gene at pagtukoy ng mga kapaki-pakinabang na direksiyon ng pananaliksik. Layunin nitong gawing impormasyong magagamit sa mga susunod na eksperimento at pagpapasya sa pagpaparami ng pananim ang mga sequence.

Tinutukoy sa opisyal na anunsiyo ang mga modelong pangwika henomiko para sa paglalagay ng anotasyon sa gene at paghula sa ugnayan ng sequence at phenotype: pagtukoy sa mga tungkulin ng gene at paghula sa mga katangian ng halaman batay sa mga henetikong sequence.

Inaasahan ding makagawa ang proyekto ng datos tungkol sa aktibidad ng gene. Itinatala ng mga genome sequence ang mga tagubiling henetiko; nakatutulong naman ang datos ng aktibidad ng gene upang masuri ng mga mananaliksik kung paano ginagamit ang mga tagubiling ito. Kapag pinagsama ang mga uri ng impormasyong ito, mas maraming paraan ang magkakaroon ang mga siyentista upang siyasatin ang mga katangiang nasusukat sa mga tanim na palay.

Ayon sa panukala ng proyekto na inilarawan sa anunsiyo, kabilang sa mga planong output ang datos henomiko para sa 1,000 barayti ng bigas, isang de-kalidad na reference genome para sa tradisyonal na bigas at datos na transcriptomic, o RNA-seq, upang makatulong sa paglalagay ng anotasyon sa gene. Pagsasamahin ang mga ito sa datos tungkol sa mga katangian ng halaman at kapaligiran sa isang pambansang database ng mga single nucleotide polymorphism, o SNP. Gagamitin ng mga mananaliksik ang mapagkukunang ito upang itala ang mga bahaging henetiko at kandidatong gene na may kaugnayan sa kalidad ng butil, kakayahang tiisin ang stress at mababang emisyon.

Plano ng VIBD na buksan sa komunidad ng pananaliksik ang genome database at mga AI tool. Magbibigay-daan ang malayang pag-access sa ibang mga pangkat na gamitin ang koleksiyon, ihambing ang mga natuklasan at palawakin ang gawain gamit ang karagdagang materyal.

Inilarawan ni Vu Ha Van, scientific director ng VIBD at siyentistang namumuno sa VN1K-RICE, ang layunin ng pakikipagtulungang ito. Sa mga pahayag na isinalin mula sa Vietnamese, sinabi niya:

Magkakaroon lamang ng tunay na halaga ang isang reference genome o database ng SNP kapag ginagamit at pinalalawak ito ng maraming pangkat ng pananaliksik. Kaya binubuo namin ang VN1K-RICE kasama ang mga institusyong nag-iingat ng mga yamang henetiko sa Vietnam at mga pandaigdigang katuwang.

Ang mga SNP ay mga pagkakaiba sa paisa-isang posisyon sa isang sequence ng DNA. Nagbibigay ang database ng mga pagkakaibang ito ng mga puntong matutukoy at maihahambing ng mga mananaliksik sa iba't ibang halaman, na tumutulong sa kanila na siyasatin ang pagkakaiba-iba at subaybayan ang mga katangiang henetiko na nauugnay sa mga katangian ng halaman.

Ano ang plano hanggang 2030?

Tumatakbo mula 2026 hanggang 2030 ang AgriOmics-AI, ang mas malawak na programang kinabibilangan ng VN1K-RICE. Pinagsasama nito ang henomika at AI upang pag-aralan, pangalagaan at gamitin ang mga katutubong yamang henetiko ng Vietnam sa mga pananim, alagang hayop, aquaculture at mga kapaki-pakinabang na mikroorganismo.

May tiyak na pagkakasunod-sunod ng gawain ang VN1K-RICE sa ilalim ng programang ito: magsimula sa 150 pangunahing sample ng bigas, palawakin ang koleksiyon tungo sa 1,000, gumawa ng mga reference genome at iugnay ang datos henetiko sa mga nasusukat na katangian. Kabilang sa mga inaasahang produkto ang koleksiyon ng mga sequence, mga reference genome at datos tungkol sa aktibidad ng gene.

Walang ibinigay na tiyak na petsa ng pagtatapos para sa proyekto ng bigas, petsa ng pagbubukas ng database o iskedyul ng paglalabas ng mga bagong barayti ng bigas sa anunsiyo. Wala ring takdang iskedyul para ilabas ang datos ng aktibidad ng gene o mga AI tool. Nakatuon ang agarang praktikal na gawain sa pagbuo ng mga kasangkapan at ebidensiya para sa pananaliksik na magagamit ng mga programa sa pagpaparami ng pananim.

Para sa pagsasaka, layunin nitong makatulong sa mas may-kaalamang pagpili ng materyal ng bigas: paghahanap ng kakayahang tiisin ang alat, pangangalaga sa mahahalagang katangian ng butil at pagsisiyasat ng mga paraang makapagpapababa ng emisyon. Nakadepende ang pag-usad sa pag-uugnay ng mga natuklasan sa DNA at sa kakayahan ng mga halamang susuriin sa proyekto.

Mahahalagang Punto

• Plano ng VIBD ng VinUni na i-sequence ang 1,000 sample ng bigas mula sa Vietnam, simula sa 150, o 15% ng target.
• Saklaw ng koleksiyon ang ilang kapaligirang taniman at kabilang dito ang ligaw na bigas.
• Gagawa ang mga mananaliksik ng mga reference genome para sa tradisyonal na bigas ng Vietnam at susuriin ang mga katangian ng halaman sa tatlong ekolohikal na rehiyon.
• Kabilang sa mga susukatin ang kalidad ng butil, nutrisyon, kakayahang tiisin ang stress, panlaban sa sakit at mga emisyon ng greenhouse gas.
• Kabilang sa mga planong kasangkapan ang bukas na genome database, mga AI tool, mga marker ng DNA at mga linya ng bigas para subukan ang mga target na bahaging henetiko.
• Kabilang sa planong datos ang impormasyong RNA-seq tungkol sa aktibidad ng gene at isang pambansang database ng SNP na pinagsasama ang impormasyong henetiko, mga katangian ng halaman at kapaligiran; walang itinakdang iskedyul para ilabas ang datos, database o mga AI tool.
• Bahagi ang VN1K-RICE ng programang AgriOmics-AI para sa 2026 hanggang 2030.