Utrext biologlari va xalqaro hamkasblar ikkita nashrida o'simliklarning issiqlikka moslashishi uchun ishlatiladigan jarayonlarni tasvirlab berishdi. Kashfiyotlar suboptimal yuqori haroratlarda o'simliklarning qanday qilib optimal ishlashi haqida tushuncha beradi. Shuningdek, u o'simliklarning o'sishini nazorat qilish va ularni global isishga chidamli qilish uchun zinapoya bo'lishi mumkin. Tadqiqotchilar o'zlarining natijalarini The Plant Journal va Nature Communications-da nashr etadilar.
Cho'ldagi oq ayiqlar
Shunga qaramay, ko'plab o'simlik turlari yuqori haroratni engish usullarini ishlab chiqdilar. "Hayvonlardan farqli o'laroq, ko'plab o'simliklar issiqlik va boshqa atrof-muhit omillariga javoban tana shaklini moslashtirishi mumkin", deydi tadqiqotchi Martijn van Zanten, U Utrext universiteti bilan bog'liq va har ikkala nashrga o'z hissasini qo'shgan. “Hayvonlar - bu umuman boshqacha voqea. Oddiy qilib aytganda, agar siz oq ayiqni cho'lga joylashtirsangiz, u baribir qalin mo'ynali palto bilan oq ayiqqa o'xshaydi. Ammo o'simlik iliq sharoitda o'ssa, u tana shaklini shunga mos ravishda moslashtiradi. Shu tarzda, o'simlik ushbu unchalik qulay bo'lmagan sharoitda optimal ishlashga harakat qiladi. ”
Ixchamdan ochiq o'simlik shakliga
Ko'pgina o'simlik turlari o'zlarining poyalari va barglari shaklini yuqori haroratga chidamli qilish uchun moslashtirishi mumkin. Bu ko'plab o'simlik biologlari tomonidan eng sevimli o'simlik modeli sifatida qaraladigan sersuv (Arabidopsis thaliana) uchun ham amal qiladi. Sovuq sharoitda bu o'simliklar ixcham va barglari erga yaqin. Harorat ko'tarilsa, ular yanada ochiqroq pozitsiyani egallaydilar. Masalan, barglar tik holatga keladi. Bu quyoshdan to'g'ridan-to'g'ri nurlanishni sezilarli darajada kamaytiradi. Bundan tashqari, barglar poyalari cho'zilib, ko'proq shamol barglardan o'tib, issiqlikni tarqatib yuboradi.
Istalgan va istalmagan cho'zish
Shunga qaramay, ekinlarda va (kesilgan) gullarda bunday cho'zish ko'pincha istalmagan. Yetishtiruvchilar ushbu o'zgarishlarni nazorat qilishni xohlashadi, chunki cho'zish mahsulot sifatiga to'sqinlik qilishi mumkin. "Ammo shu bilan birga, ob-havo o'zgarishi natijasida hosilni yuqori haroratga chidamli qilish uchun moslashish zarur. Bu ishlab chiqarishni uzoqroq muddatda saqlab turish uchun kerak », - deydi Van Zanten.
O'simliklarni iqlimga ko'proq bardoshli qilish
"Ko'plab etishtirilgan ekinlar yuqori haroratga yaxshi ta'sir qilish qobiliyatini yo'qotdi", deydi Van Zanten. "Turli xil ekinlarda bu uy sharoitida va naslchilik jarayonida yo'q bo'lib ketdi, chunki selektsionerlar birinchi navbatda boshqa xususiyatlarga e'tibor berishdi".
Van Zantenning ta'kidlashicha, iqlim o'zgarishi haroratni ko'tarishi bilan o'simliklarni iqlimga bardoshli qilish zarurati ortib bormoqda. «Buning uchun o'simliklar yuqori haroratni qanday engishlarini bilish kerak. Qanday qilib ular qabul qilgan harorat signallarini o'sish moslashuviga aylantiradilar? O'simliklar suboptimal haroratga moslashish molekulyar mexanizmlarini o'rganish, naslchilik yo'li bilan ekinlar me'morchiligini sozlash vositalariga imkon beradi. "
Molekulyar mexanizm issiqlik holatini yoqadi
Endi yuqori haroratga moslasha olmaydigan Thale cress o'simliklari ba'zi kimyoviy moddalar ta'sirida bu qobiliyatini qaytarishi mumkin. Buni Van Zanten boshchiligidagi xalqaro tadqiqot guruhi kashf etdi. Jamoa yuqori haroratga moslasha olmaydigan juda ko'p miqdordagi moddalarni sersuv mutantida sinab ko'rdi. Ular yosh o'simliklarda, hatto past haroratda ham yuqori haroratga moslashishni "o'ta oladigan" molekulani topdilar.
Tadqiqotchilar ushbu birikmani "Heatin" deb atashadi. Molekulani kimyoviy modifikatsiya qilib, so'ngra qaysi oqsillarni isitishga bog'lanishini o'rganib, ular nitrilazalar deb ataladigan oqsillar guruhini topdilar. Aniqlangan kichik guruh faqat karam va u bilan bog'liq turlarda, shu jumladan tales kreslida uchraydi.
Biologlar o'simliklarni ko'paytirish bilan shug'ullanadigan kompaniya bilan birgalikda chindan ham karam turlari isitishga javob berishini aniqladilar. Bundan tashqari, ular nitrilazalarning yuqori haroratga moslashishi uchun zarurligini, ehtimol ular taniqli o'sish gormoni auksinni ishlab chiqarishga imkon beradiganligi sababli topdilar. Tadqiqotchilar ushbu kashfiyotni The Plant Journal jurnalida e'lon qilishdi.
Yuqori haroratga moslashish uchun yangi yo'l
Heatin natijalarining nashr etilishi boshqa nashrga to'g'ri keladi, bugun Nature Communications-da. Ushbu tadqiqotga Belgiyadagi VIB instituti olimlari rahbarlik qilishdi va Van Zanten ham ishtirok etdi. Jamoa o'simliklarning iliqroq muhitga moslashishini tartibga soluvchi ilgari ta'riflanmagan oqsilni topdi. Oqsilga MAP4K4 / TOT3 deb nom berilgan bo'lib, TOT haroratning maqsadini anglatadi.
Shunisi e'tiborga loyiqki, TOT3 tomonidan boshqariladigan jarayon biologlar shu paytgacha o'simliklarda iliqlikka moslashish bilan bog'liq bo'lgan barcha boshqa signal yo'llaridan mustaqil. Bundan tashqari, TOT3 bo'yicha moslashuvlar o'simlikka tushadigan yorug'lik miqdori va tarkibiga bog'liq emas.
Van Zanten: “O'simliklar o'sishni o'zgaruvchan yorug'lik tarkibiga va yuqori haroratga moslashtiradigan molekulyar mexanizmlarda juda ko'p to'qnashuvlar mavjud. TOT3 yordamida biz hozirda o'simlikning yorug'lik bilan ishlash uslubiga aralashmasdan, yuqori harorat ostida o'sishni boshqarishimiz mumkin bo'lgan omilga egamiz ”.
Keng dasturlar
"Buni yanada qiziqtiradigan narsa, - deydi Van Zanten, - TOT3 yuqori harorat ostida o'sishda moslashishda ham rol o'ynaydi. Ushbu ikki tur genetik jihatdan bir-biridan ajralib turadi. Shunday qilib, bu keng dasturlar uchun katta imkoniyatlarni taqdim etadi. "
O'sish inhibitorlariga alternativa
Oxir oqibat, TOT3 kashfiyotlari va nitrilazalarning roli, iqlim o'zgarishi tufayli harorat ko'tarilsa ham, yetishtirilgan ekinlarni etishtirishni davom ettirishga yordam beradi. Shuningdek, kashfiyotlar o'simliklarning o'sishini inhibe qilish uchun tez-tez ishlatiladigan kimyoviy moddalarga alternativalarni ishlab chiqish imkoniyatini beradi. Misol tariqasida, Van Zanten kesilgan gullarni eslatib o'tadi, ular haroratning o'zgarishiga juda qattiq javob beradi. Shuning uchun gulchilikda o'simliklarni chiroyli va ixcham saqlash uchun ko'plab o'sish inhibitörleri ishlatiladi.
"Masalan, siz lolalarni sotib olgan lahzada ularda qisqa kalta poyalar bor", deydi Van Zanten. "Ammo sizning uyingizda bir necha kundan keyin ular vazoning chetiga osilishni boshlaydilar. Uy ichidagi yuqori harorat o'simliklarning cho'zilib ketishiga olib keladi, natijada ular sustlashib, egilib qolishadi. Umid qilamizki, yangi bilimlar yuqori harorat ostida kamroq cho'ziladigan yangi gul navlarini tanlashga yordam beradi. Shu tarzda biz zararli o'sish inhibitörleri foydalanishni kamaytira olamiz ”.
Qo'shimcha ma'lumot olish uchun:
Utrext universiteti
www.uu.nl