Makkajo'xori dalasida er ostida sodir bo'layotgan voqealarni e'tiborsiz qoldirish oson, ammo makkajo'xori ildizi arxitekturasi suv va ozuqa moddalarini olishda muhim rol o'ynashi mumkin, bu qurg'oqchilikka chidamlilik, suvdan foydalanish samaradorligi va barqarorlikka ta'sir qiladi. Agar selektsionerlar makkajo'xori ildizlarini tik burchak ostida o'sishini rag'batlantirishlari mumkin bo'lsa, hosil tuproqdagi muhim manbalarga kirishi mumkin edi.
Ushbu maqsad sari birinchi qadam gravitropizmda ishtirok etadigan genlarni, tortishish kuchiga javoban ildiz o'sishini o'rganishdir. da chop etilgan yangi tadqiqotda Milliy fanlar akademiyasining ilmiy ishlari, Viskonsin universiteti olimlari, Illinoys universiteti tadqiqotchilari bilan hamkorlikda. makkajo'xori va Arabidopsis o'simligida shunday to'rtta genni aniqlang.
Unib chiqayotgan urug‘ yon tomonga burilsa, ba’zi ildizlar tortishish kuchi tomon keskin, tik burilish yasaydi, boshqalari esa sekinroq fraksiyaga aylanadi. Tadqiqotchilar minglab ko'chatlarda ildiz gravitropizmidagi nozik farqlarni kuzatish uchun mashina ko'rish usullaridan foydalangan va bu ma'lumotlarni har bir ko'chat uchun genetik ma'lumot bilan birlashtirgan. Natija genomdagi gravitropizm genlarining ehtimoliy pozitsiyalarini xaritaga kiritdi.
Xarita tadqiqotchilarni genomning to'g'ri hududiga - bir necha yuz gendan iborat hududlarga olib keldi, ammo ular hali ham gravitropizm uchun o'ziga xos genlarni aniqlashdan uzoq edi. Yaxshiyamki, ular yordam beradigan vositaga ega edilar.
"Biz ilgari bir xil tajribani uzoqda joylashgan Arabidopsis o'simligi bilan o'tkazganimiz sababli, ikkala turdagi genomning tegishli hududlaridagi genlarni moslashtira oldik. Keyingi testlar ildiz gravitropizmini o'zgartiruvchi to'rtta genning identifikatsiyasini tasdiqladi. Yangi ma'lumotlar tortishish kuchi ildiz tizimining arxitekturasini qanday shakllantirishini tushunishga yordam berishi mumkin, - deydi Edgar Spalding, Viskonsin universitetining botanika kafedrasi professori va tadqiqotning yetakchi muallifi.
Illinoys universitetining O‘simlikshunoslik bo‘limi professori va tadqiqot hammuallifi Mett Hudson qo‘shimcha qiladi: “Biz makkajo‘xorining kam o‘rganilmagan xususiyatini ko‘rib chiqdik, bu bir qancha sabablarga ko‘ra muhim, ayniqsa iqlim o‘zgarishi kontekstida. . Va biz buni o'simliklar orasidagi evolyutsion farqlarni bizning foydamizga olib borish orqali qildik.
Makkajo'xori va Arabidopsis, o'simlik biologlari tomonidan to'liq tasvirlangan kichik xantal qarindoshi evolyutsiya tarixida bir-biridan 150 million yil farq bilan rivojlangan. Gudsonning ta'kidlashicha, ikkala tur ham asosiy o'simlik funktsiyalariga ega bo'lsa-da, ularni boshqaradigan genlar vaqt o'tishi bilan genom ichida aralashib ketgan. Bu umumiy genlarni toraytirish uchun yaxshi narsa bo'lib chiqdi.
Bir-biriga yaqin turlarda genlar genomda taxminan bir xil tartibda joylashishga moyildir (masalan, ABCDEF). Garchi bir xil genlar uzoqdan qarindosh turlarda mavjud bo'lsa-da, belgi xaritalari mintaqadagi genlarning tartibi mos kelmaydi (masalan, UGRBZ). Tadqiqotchilar har bir genomda qayerga qarash kerakligini aniqlagandan so'ng, aks holda mos kelmaydigan genlar ketma-ketligi umumiy genlarni (bu holda B) tashqariga chiqardi.
"Men bir-biriga bog'liq bo'lmagan o'simlik turlaridagi genomik intervallarni solishtirish orqali biz topa olmaydigan genlarni aniqlashimiz juda zo'r deb o'yladim", deydi Gudson. "Biz ular to'g'ri genlar ekaniga amin edik, ular ushbu tahlildan darhol chiqdi, ammo Spalding guruhi gravitropizmda rol o'ynashini tekshirish uchun yana etti yoki sakkiz yil davomida qattiq biologik ma'lumotlarni olishdi. Buni amalga oshirgandan so'ng, biz butun yondashuvni tasdiqladik, deb o'ylayman, shunda kelajakda siz ushbu usuldan turli xil fenotiplar uchun foydalanishingiz mumkin.
Spaldingning ta'kidlashicha, bu usul ayniqsa muvaffaqiyatli bo'lgan, chunki aniq o'lchovlar umumiy muhitda qilingan.
"Ko'pincha makkajo'xori tadqiqotchilari o'zlarining qiziqish xususiyatlarini bir dalaga o'lchaydilar, Arabidopsis tadqiqotchilari esa o'z o'simliklarini o'sish kameralarida etishtirishadi", deydi u. “Biz ildiz gravitropizm fenotipini yuqori darajada nazorat ostida o‘lchadik. Bu urug'lar petri plastinkasida o'stirildi va tahlil bir necha soat davom etdi, siz haqiqiy dunyoda o'lchashingiz mumkin bo'lgan xususiyatlardan farqli o'laroq, har qanday o'zgaruvchanlik uchun ochiq.
Xususiyatlarni umumiy muhitda o'lchash mumkin bo'lsa ham, barcha xususiyatlar bu usul uchun yaxshi nomzod bo'la olmaydi. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, ko'rib chiqilayotgan xususiyatlar o'simlikning asosiy funktsiyasi uchun asosiy bo'lishi kerak, bu bir xil qadimgi genlar bir-biriga bog'liq bo'lmagan turlarda mavjudligini ta'minlaydi.
"Gravitropizmni ushbu yondashuv orqali o'rganish ayniqsa qulay bo'lishi mumkin, chunki u erni muvaffaqiyatli mustamlaka qilishdan keyin kurtaklar va ildizlarning asl ixtisoslashuvi uchun kalit bo'lar edi", deydi Spalding.
Gudsonning ta'kidlashicha, gravitropizm boshqa landshaftni mustamlaka qilish uchun ham kalit bo'ladi.
"NASA boshqa sayyoralarda yoki kosmosda ekinlarni etishtirishdan manfaatdor va ular buning uchun nima etishtirish kerakligini bilishlari kerak", deydi u. "O'simliklar tortishish kuchisiz juda ajralib turadi."
"Makkajo'xori va Arabidopsis QTL ichidagi ortologiyadan foydalanib, gravitropizmning tabiiy o'zgarishiga ta'sir qiluvchi genlarni aniqlash" maqolasi chop etilgan. Milliy fanlar akademiyasining ilmiy ishlari [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]. Tadqiqot Milliy fan fondi tomonidan moliyalashtirildi.
O'simlikshunoslik bo'limi Illinoys Urbana-Champaign universitetining qishloq xo'jaligi, iste'mol va atrof-muhit fanlari kollejida joylashgan.
Manba: https://www.sciencedaily.com