Mapio Miscanthus

Mae ymchwilwyr o Brifysgol Aberystwyth ac Unol Daleithiau America wedi cydweithredu i gwblhau’r map manwl a chynhwysfawr cyntaf o enynnau cnwd ynni addawol o’r enw miscanthus.

Mae’r canlyniadau – a gyhoeddir yn rhifyn presennol y cyfnodolyn ar-lein o’r enw PLoS One a arolygir gan gyd-academyddion – yn gam ymlaen pwysig tuag at gynhyrchu bioynni.

Mae’r datblygiad newydd hwn yn deillio o gydweithredu sydd wedi’i hen sefydlu rhwng y cwmni cnydau ynni Ceres, Inc., sydd â’i bencadlys yn Thousand Oaks, Califfornia, UDA, a Sefydliad y Gwyddorau Biolegol, Amgylcheddol a Gwledig (IBERS) yn Aberystwyth.

Tîm IBERS a greodd y casgliad o blanhigion sy’n gysylltiedig yn enynnol, ac aeth Ceres ati wedyn i ddilyniannu’r DNA a’i ddadansoddi. Mewn cnydau eraill, mae’r math hwn o fapio genetig cynhwysfawr wedi golygu bod modd datblygu cynnyrch masnachol yn gyflymach o lawer.

Mae’r erthygl yn y cyfnodolyn yn disgrifio sut mae ymchwilwyr Ceres wedi mapio’r cyfan o’r 19 o gromosomau sydd ym miscanthus, sef math tal iawn o wair y gellid ei ddefnyddio fel deunydd crai i fiodanwyddau, biogynnyrch a bioynni. Dros sawl blwyddyn, llwyddodd y prosiect hwn i greu mwy na 400 miliwn o ddilyniannau DNA, a’u dadansoddi, gan lunio glasbrint o adeiladwaith genynnol y planhigyn. 

Ymhlith y swmp anferthol o ddata, daeth yr ymchwilwyr o hyd i 20,000 o wahaniaethau genynnol, o’r enw ‘marcwyr’, sy’n golygu bod genetegwyr yn gallu gwahaniaethu rhwng planhigion unigol ar sail amrywiadau bychain yn eu DNA. Defnyddiwyd mwy na 3,500 o’r marcwyr hyn i lunio’r map genynnol, sydd yn arf gwerthfawr wrth ddatblygu cnydau. Gellir cymharu hynny â’r prosiectau mapio blaenorol a gyhoeddwyd, a ddaeth o hyd i ddim ond rhyw 600 o farcwyr, ac nad oedden nhw wedi nodweddi strwythur holl gromosomau miscathus yn llawn, cam angenrheidiol os ydych am sefydlu rhaglen bridio planhigion uwch-dechnolegol.
 
Yn ôl Prif Swyddog Gwyddonol Ceres, Richard Flavell, PhD, FRS, CBE, mae angen y gwelliannau cyflym yn y broses fridio a ddaw yn sgîl y prosiect mapio hwn er mwyn i miscanthus gael ei ddefnyddio yn ehangach fel cnwd ynni. Er iddo gael ei dyfu ar raddfa fechan ledled Ewrop ers dau ddegawd, i gynhyrchu trydan yn bennaf, nid oes modd ei gynhyrchu’n fasnachol ar raddfa fawr ar hyn o bryd oherwydd y costau cynhyrchu uchel a’r ffaith mai ychydig o gyltifarau o miscanthus sydd ar gael ar y farchnad ar hyn o bryd.
 
“Drwy ddiffinio’r amrywiaeth genynnol yn ein casgliadau o blasmau cenhedlu gyda’r marcwyr DNA newydd, gallwn gyflwyno nodweddion pwysig ar gyfer cnydau yn fwy cyflym i’n cynnyrch hadau miscanthus newydd,” meddai Flavell. Mae’r miscanthus mwyaf poblogaidd ar hyn o bryd yn cael eu lluosogi drwy ddulliau llystyfol, esboniodd, ond disgwylir y bydd mathau Ceres, a atgynhyrchir drwy eu tyfu o hadau, yn golygu arbedion sylweddol o ran amser, ymdrech ac arian, ac fe fydd mathau yn cael eu bridio at wahanol amgylcheddau i gael eu sefydlu gan dyfwyr. Ar hyn o bryd mae Ceres yn asesu’r mathau o miscathus a wellwyd gan y cwmni drwy eu tyfu o hadau mewn sawl lleoliad gwahanol. 

Noda’r Athro Iain Donnison, pennaeth y tîm bioynni yn IBERS, yn ogystal â’i ddefnyddio i ddatblygu cynnyrch newydd, mae’r prosiect mapio wedi darparu gwell dealltwriaeth o sut mae genom miscanthus yn cymharu â phlanhigion cnwd eraill y mae gennym ddealltwriaeth dda amdanynt. O’r blaen fe ganolbwyntiai’r rhan fwyaf o ymchwil i miscanthus ar dreialon yn y maes, ac ychydig a wyddom am enynnau’r planhigyn.

“Mae’r rhaglen datblygu miscanthus ar y cyd â Ceres wedi rhoi dealltwriaeth o’r newydd am sut yr esblygodd y rhywogaeth yn ogystal â’r tebygolrwydd a’r gwahaniaethau yn y gwahanol boblogaethau a geir mewn gwahanol wledydd ac amgylcheddau,” meddai Donnison. “Cymerodd hi ddegawdau i gynhyrchu’r math hwn o gronfa helaeth o wybodaeth am gnydau eraill, ond gyda thechnoleg fiolegol a geneteg newydd, mae Ceres ac IBERS wedi rhoi at ei gilydd raglen bridio miscanthus ar sail marcwyr sydd, yn fy marn i, ymhlith y mwyaf cynhwysfawr yn y byd.”

Cafodd yr ymchwil gydweithredol hwn gyllid fel rhan o Ganolfan Bioynni Cynaliadwy y Cyngor Ymchwil i Fiotechnoleg a’r Gwyddorau Biolegol (BSBEC). Mae’r bartneriaeth ymchwil arloesol hon rhwng y byd academaidd a byd diwydiant yn rhan sylfaenol o’r sector bioynni bwysig sydd ar gynnydd. Mae Ceres ac IBERS yn aelodau cyfrannol o BSBEC.

Dywedodd yr Athro Douglas Kell, Prif Weithredwr y Cyngor Ymchwil i Fiotechnoleg a’r Gwyddorau Biolegol:  “Mae’r bartneriaeth hon rhwng academia a diwydiant yn gyfraniad sylweddol tuag at sicrhau deunydd crai cynaliadwy i ynni adnewyddadwy a chynnyrch eraill a geir o ffynonellau biolegol. Mae map genynnol yn dangos y ffordd tuag at welliannau bridio er mwyn cynyddu’r maint o heulwen a ddelir, y maint o garbon y gellid ei gipio a’i gadw yn ystod y tymor tyfu, ac er mwyn didoli’r carbon hwnnw yn y biomas a gesglir. Mae’r ymchwil hwn yn gam bwysig ymlaen tuag at gynyddu’r cnwd i ddeunydd crai biogynnyrch ond heb gynyddu’r mewnbwn wrth eu tyfu.”

“Mae’r gwaith cydweithredol rhwng IBERS a Ceres yn enghraifft benigamp o sut y gallai diwydiannau ac academia weithio gyda’i gilydd i wella potensial masnachol adnoddau ymchwil Prydain, yma ac yn rhyngwladol,” meddai Kell.

Mae’r erthygl gyflawn ar gael yma http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0033821.

IBERS
Mae Sefydliad y Gwyddorau Biolegol, Amgylcheddol a Gwledig (IBERS) yn ganolfan ymchwil ac addysg ym Mhrifysgol Aberystwyth sydd â bri rhyngwladol. Mae staff y sefydliad yn canolbwyntio ar ymchwil sylfaenol, strategol a chymwysedig i fioleg, o lefel genynnau a moleciwlau eraill, i effeithiau newid yn yr hinsawdd a bioynni ar amaethyddiaeth a sut y defnyddir tir. Mae’r sefydliad yn cael rhan o’i gyllid o’r Cyngor Ymchwil i Fiotechnoleg a’r Gwyddorau Biolegol (BBSRC).

CERES
Mae Ceres, Inc. (Nasdaq: CERE) yn gwmni biotechnoleg amaethyddol sy’n marchnata hadau cnydau ynni a ddefnyddir i gynhyrchu tanwyddau trafnidiaeth, trydan a biogynnyrch mewn modd cynaliadwy. Mae’r cwmni yn cyfuno dulliau uwch-dechnoleg o fridio planhigion â biotechnoleg i ddatblygu cynnyrch a allai oresgyn y cyfyngiadau presennol ar ddeunydd crai bioynni, yn ogystal â chreu cnydau mwy toreithiog o fiomas, lleihau’r mewnbwn wrth dyfu cnydau, a gwella amaethu ar dir ymylol. Mae eu gwaith datblygu yn cynnwys gwaith ar sorgwm melys, sorgwm uchel ei fiomas, a’r gweiriau panicum virgatum a miscanthus. Mae Ceres yn marchnata ei gynnyrch o dan ei frand ‘Blade’.

BBSRC
Mae BBSRC yn buddsoddi mewn hyfforddiant ac ymchwil o safon fyd-eang ym maes y biowyddorau ar ran y cyhoedd ym Mhrydain. Eu nod yw meithrin gwybodaeth wyddonol ymhellach, hybu twf economaidd a chyfoeth, a chreu swyddi a gwella ansawdd bywyd ym Mhrydain a’r tu hwnt. Mae’n cael ei ariannu gan y Llywodraeth, gyda rhyw £445M o gyllideb, er mwyn cynorthwyo ymchwil a hyfforddiant mewn prifysgolion a sefydliadau a ariannir yn strategol. Mae ymchwil BBSRC a’r bobl maent yn eu cyllido yn helpu’r gymdeithas i fynd i’r afael â heriau o bwys, gan gynnwys diogelu cyflenwadau bwyd, ynni gwyrdd, a sicrhau bywydau hirach ac iachach. Mae eu buddsoddiadau yn sylfaen i sectorau economaidd pwysig ym Mhrydain, megis amaethyddiaeth, bwyd, biotechnoleg ddiwylliannol a’r diwydiant fferyllol.

AU7112

Rhannu