Утрехт биологдору жана эл аралык кесиптештер эки жарыясында жылуулукка көнүү үчүн өсүмдүктөр колдонгон процесстерди сүрөттөшөт. Ачылыштар өсүмдүктөр оптималдуу жогорку температурада оптималдуу иштеши жөнүндө түшүнүк берет. Ошондой эле, ал өсүмдүктөрдүн өсүшүн көзөмөлдөө жана глобалдык жылуулукка туруктуу кылуу үчүн кадам таштай алат. Изилдөөчүлөр алардын жыйынтыктарын The Plant Journal жана Nature Communications журналына жарыялашат.
Чөлдөгү ак аюу
Ошентсе да көптөгөн өсүмдүктөрдүн түрлөрү жогорку температурага туруштук берүүнүн жолдорун иштеп чыгышкан. "Жаныбарлардан айырмаланып, көптөгөн өсүмдүктөр дене түзүлүшүн жылуулукка жана айлана-чөйрөнүн башка факторлоруна жооп кылып өзгөртө алышат" дейт Утрехт университети менен байланышкан жана эки басылмага тең салым кошкон изилдөөчү Мартиж ван Зантен. «Жаныбарлар - бул таптакыр башка окуя. Жөнөкөй сөз менен айтканда, ак аюуну чөлгө жайгаштырсаңыз, ал дагы эле териси калың ак аюуга окшошуп калат. Бирок өсүмдүк жылуу шартта өссө, дене түзүлүшүн ошого жараша ылайыкташтырат. Ошентип, өсүмдүк ушул анча ыңгайсыз шарттарда оптималдуу иштөөгө аракет кылат. ”
Компакттан ачык өсүмдүк формасына чейин
Көптөгөн өсүмдүктөрдүн түрлөрү сабактын жана жалбырактын формасын ыңгайлаштырып, жогорку температурага туруштук бере алышат. Бул көптөгөн талаа өсүмдүктөрүнүн биологдору сүйүктүү өсүмдүктөрдүн модели деп эсептеген талес крессине (Arabidopsis thaliana) да тиешелүү. Суук шартта бул өсүмдүктөр тыгыз жана жалбырактары жерге жакын. Температура көтөрүлгөндө, алар ачык абалда болушат. Жалбырактар, мисалы, тике болуп калат. Бул күндүн түздөн-түз нурлануусун азайтат. Мындан тышкары, жалбырактын сабактары созулуп, көбүрөөк шамал жалбырактардан өтүп, ысыкты тарката алат.
Каалаган жана каалабаган созуу
Бирок өсүмдүктөрдө жана (кесилген) гүлдөрдө мындай жайылуу көп учурда кааланбайт. Өстүрүүчүлөр бул өзгөрүүлөрдү көзөмөлгө алууну каалашат, анткени продукциянын сапатына тоскоол болушу мүмкүн. «Бирок, ошол эле учурда, климаттын өзгөрүшүнүн натыйжасында өсүмдүктөрдү жогорку температурага туруктуу кылуу үчүн адаптация зарыл. Бул өндүрүштү узак мөөнөткө чейин кармап туруу үчүн керек », - дейт Ван Зантен.
Өсүмдүктөрдү климатка чыдамдуу кылуу
"Көпчүлүк айдалган өсүмдүктөр жогорку температурага жакшы жооп берүү мүмкүнчүлүгүн жоготушту" дейт Ван Зантен. "Ар кандай айыл чарба өсүмдүктөрүндө, ал үй-бүлө багуу жана асылдандыруу процессинде жоголуп кетти, анткени селекционерлер биринчи кезекте башка сапаттарга көңүл бурушкан".
Климаттын өзгөрүшү температуранын жогорулашына байланыштуу Ван Зантен өсүмдүктөрдү климатка чыдамдуу кылуу талабы көбөйүп баратканын айтты. «Бул үчүн өсүмдүктөрдүн температуранын жогорулашын кантип билүү керек. Алар алган температуралык сигналдарды өсүш адаптациясына кантип айландырышат? Өсүмдүктөрдүн оптималдуу температурага ылайыкташуусунун молекулярдык механизмдерин изилдөө, асыл тукумдун өсүмдүктөрүнүн өсүмдүктөрүнүн архитектурасын жөнгө салууга мүмкүндүк берет ”.
Молекулярдык механизм жылуулук позасын күйгүзөт
Мындан ары жогорку температурага ылайыкташпаган Thale cress өсүмдүктөрү, кээ бир химиялык заттардын таасири менен ошол жөндөмдү калыбына келтире алышат. Муну Ван Зантен баштаган эл аралык изилдөө тобу ачкан. Топ жогорку температурага көнбөй калган талес креминин мутантына көптөгөн заттарды сынап көрдү. Алар төмөнкү өсүмдүктөрдө да, жаш өсүмдүктөрдө жогорку температурага адаптациялоону “күйгүзө” турган молекуланы табышты.
Изилдөөчүлөр бул кошулманы "Хитин" деп аташат. Молекуланы химиялык жол менен өзгөртүп, андан кийин кайсы протеиндердин ысып кетишине байланыштуу экендигин изилдеп, нитрилазалар деп аталган белоктордун тобун табышкан. Аныкталган кичи топ капуста жана ага тиешелүү түрлөрдө, анын ичинде тале кресинде гана кездешери белгилүү.
Өсүмдүктөрдү өстүрүүчү компания менен бирге биологдор капуста түрлөрү ысытууга жооп берерин аныкташты. Ошондой эле, нитрилазалар жогорку температурага ылайыкташуу үчүн керек экендигин, балким, алар белгилүү өсүүчү гормон ауксиндин өндүрүлүшүнө шарт түзүшкөндүгүн аныкташты. Изилдөөчүлөр бул ачылышты The Plant Journal журналына жарыялашты.
Жогорку температурага ыңгайлашуу үчүн жаңы жол
Heatin натыйжаларын жарыялоо дагы бир басылма менен дал келет, бүгүн Nature Communications. Бул изилдөөгө Бельгиядагы VIB институтунун окумуштуулары жетекчилик кылышкан, ага Ван Зантен дагы катышкан. Топ өсүмдүктөрдүн жылуу чөйрөгө ыңгайлашуусун жөнгө салуучу, буга чейин белгисиз белокту тапкан. Белок MAP4K4 / TOT3 деп аталып, TOT Температуранын Максаты дегенди билдирет.
Белгилей кетчү нерсе, TOT3 башкарган процесс биологдор ушул кезге чейин өсүмдүктөрдүн жылуулук адаптациясына байланыштырган бардык сигнал берүү жолдорунан көзкарандысыз. Мындан тышкары, TOT3 менен адаптациялоо өсүмдүктө жаркыраган жарыктын көлөмүнө жана курамына көз каранды эмес окшойт.
Ван Зантен: “Өсүмдүктөрдүн өсүшүн өзгөрүп турган жарык курамына жана жогорку температурага ылайыкташтырган молекулярдык механизмдерде бири-бирине дал келген нерселер көп. TOT3 менен, өсүмдүктүн жарык менен иштешине тоскоолдук кылбай, жогорку температурада өсүштү башкара турган бир фактор бар ”.
Кеңири тиркемелер
"Бул нерсени андан да кызыктуу кылуучу нерсе, - дейт Ван Зантен, - TOT3 жогорку температурада өсүш адаптациясында да, буудайда да, буудайда дагы ушундай эле ролду ойнойт. Бул эки түр генетикалык жактан бири-биринен толук бөлүнүп турат. Ошентип, бул кеңири колдонмолор үчүн чоң мүмкүнчүлүктөрдү сунуш кылат. ”
Өсүш ингибиторлоруна альтернатива
Акыр-аягы, TOT3 ачылышы жана нитрилазалардын ролу климаттын өзгөрүшүнө байланыштуу температура көтөрүлсө дагы, жетиштүү өсүмдүктөрдү өстүрүүгө жардам берет. Ошондой эле ачылыштар өсүмдүктөрдүн өсүшүнө тоскоол болуу үчүн колдонулуп жаткан химикаттарга альтернатива иштеп чыгууга мүмкүнчүлүк берет. Мисалы, Ван Зантен кесилген гүлдөрдү эскерет, алар температуранын өзгөрүшүнө катуу жооп беришет. Ошентип, гүл өстүрүүдө өсүмдүктөрдү жакшы жана тыкан кармоо үчүн көптөгөн өсүш ингибиторлору колдонулат.
"Мисалы, жоогазындарды сатып алган учуруңарда, аларда кыска кыска сабагы бар" дейт Ван Зантен. «Бирок сиздин үйдө бир нече күн болгондон кийин, алар вазанын четине илинип башташат. Бөлмө ичиндеги температуранын жогорулашы өсүмдүктөрдүн созулушун шарттап, акыры, аксап, ийилип калат. Жаңы билим жогорку температурада азыраак жайылып жаткан гүлдөрдүн жаңы сортторун тандоого өбөлгө болот деп ишенебиз. Ушундай жол менен өсүүнүн зыяндуу ингибиторлорун колдонууну азайта алабыз ”.
Көбүрөөк маалымат алуу үчүн:
Утрехт University
www.uu.nl