Жүгөрү талаасында жер астында эмне болуп жатканын көз жаздымда калтыруу оңой, бирок жүгөрү тамырынын архитектурасы сууну жана аш болумдуу заттарды алууда маанилүү ролду ойноп, кургакчылыкка чыдамдуулукка, сууну пайдалануунун натыйжалуулугуна жана туруктуулугуна таасирин тийгизет. Эгерде селекционерлер жүгөрү тамырларын тик бурчта өстүрүүгө үндөсө, түшүм топурактын тереңиндеги маанилүү ресурстарга кире алат.
Бул максатка карай биринчи кадам гравитропизмге катышкан гендерди үйрөнүү, тартылуу күчүнө жооп иретинде тамырдын өсүшү. журналында жарыяланган жаңы изилдөөдө Кыргыз Республикасынын Улуттук илимдер академиясынын өндүрүшү, Висконсин университетинин окумуштуулары Иллинойс университетинин изилдөөчүлөрү менен биргеликте. жүгөрү жана үлгү өсүмдүк Arabidopsis төрт ушундай генди аныктоо.
Өнүп жаткан урук капталына бурулганда кээ бир тамырлар капыстан тартылуу күчүн көздөй тик бурулат, ал эми кээ бирлери бир бөлүгүн жайыраак бурат. Окумуштуулар миңдеген көчөттөрдүн тамыр гравитропизминдеги тымызын айырмачылыктарды байкоо үчүн машина көрүү ыкмаларын колдонушту жана бул маалыматтарды ар бир көчөт үчүн генетикалык маалымат менен бириктиришти. Натыйжа геномдогу гравитропизм гендердин ыктымал позицияларын картага түшүрдү.
Карта изилдөөчүлөрдү геномдун оң жагына - бир нече жүз гендердин аймактарына алып барды, бирок алар гравитропизм үчүн спецификалык гендерди аныктоодон дагы эле көп алыс болчу. Бактыга жараша, алар жардам бере турган куралы бар болчу.
«Биз мурда алыскы тектеш Арабидопсис өсүмдүгү менен бир эле эксперимент жасагандыктан, эки түрдөгү геномдун тиешелүү аймактарындагы гендерди дал келтире алдык. Кийинки тесттер тамырдын гравитропизмин өзгөрткөн төрт гендин идентификациясын тастыктады. Жаңы маалымат бизге тартылуу күчү тамыр системасынын архитектурасын кантип түзөрүн түшүнүүгө жардам берет”, - дейт Эдгар Спалдинг, Висконсин университетинин Ботаника бөлүмүнүн профессору жана изилдөөнүн башкы автору.
Иллинойс университетинин Өсүмдүк илимдери бөлүмүнүн профессору жана изилдөөнүн авторлорунун бири Мэтт Хадсон мындай деп кошумчалайт: «Биз жүгөрүнүн аз изилденген өзгөчөлүгүн карап чыктык, ал бир катар себептерден улам маанилүү, өзгөчө климаттын өзгөрүшүнө байланыштуу. . Биз муну өсүмдүктөрдүн ортосундагы эволюциялык айырмачылыктарды өзүбүздүн пайдабызга иштетүү менен жасадык».
Жүгөрү жана Арабидопсис, өсүмдүк биологдору тарабынан толук сүрөттөлгөн кичинекей горчица тууганы эволюциялык тарыхта 150 миллион жылдай аралыкта пайда болгон. Хадсон түшүндүрөт, эки түр тең негизги өсүмдүк функцияларын бөлүшсө да, аларды башкарган гендер убакыттын өтүшү менен геномдун ичинде аралашып кеткен. Бул жалпы гендерди кыскартуу үчүн жакшы нерсе болуп чыкты.
Бир-бирине жакын түрлөрдө гендер геномдо болжол менен бирдей тартипте тизилет (мисалы, ABCDEF). Ошол эле гендер алыскы тектеш түрлөрдө болушу мүмкүн болсо да, гендердин өзгөчөлүк карталары аймактагы тартиби дал келбейт (мисалы, UGRBZ). Окумуштуулар ар бир геномдун кайсы жерин издөө керектигин аныкташкандан кийин, башкача дал келбеген ген тизмеги жалпы гендерди (бул учурда В) сыртка чыгарды.
"Мен эч кандай байланышы жок өсүмдүктөрдүн түрлөрүндөгү геномдук интервалдарды салыштыруу аркылуу биз таба албаган гендерди аныктай алганыбыз абдан сонун деп ойлогом" дейт Хадсон. "Биз алардын туура гендер экенине ишенчүбүз, алар бул анализден чыгып кеткенде, бирок Спальдингдин тобу дагы жети же сегиз жыл бою алар гравитропизмде роль ойноорун текшерүү үчүн катуу биологиялык маалыматтарды алуу үчүн өткөрүштү. Муну жасагандан кийин, биз келечекте бул ыкманы көптөгөн ар кандай фенотиптер үчүн колдонсоңуз болот деп бүт мамилени тастыктадык деп ойлойм.
Спалдинг так өлчөө жалпы чөйрөдө жасалган, анткени ыкма, балким, өзгөчө ийгиликтүү болгонун белгилейт.
"Көбүнчө жүгөрү изилдөөчүлөрү талаага кызыккан өзгөчөлүктөрүн өлчөшөт, ал эми Арабидопсис изилдөөчүлөрү өсүмдүктөрүн өсүү камераларында өстүрүшөт" дейт ал. «Биз тамырдын гравитропизминин фенотипин катуу көзөмөлгө алынган жол менен өлчөдүк. Бул уруктар петри табакчасында өстүрүлгөн жана анализ бир нече саатка созулган, сиз чыныгы дүйнөдө ар кандай өзгөрмөлөргө ачык болгон өзгөчөлүктөргө караганда.
Белгилерди жалпы чөйрөдө өлчөөгө мүмкүн болгон күндө да, бардык сапаттар бул ыкма үчүн жакшы талапкер боло бербейт. Изилдөөчүлөр каралып жаткан өзгөчөлүктөр өсүмдүктүн негизги функциясы үчүн негиз болушу керек деп баса белгилешет жана ошол эле байыркы гендердин байланышы жок түрлөрдө болушун камсыз кылышат.
"Гравитропизм бул ыкма аркылуу изилдөө үчүн өзгөчө ылайыктуу болушу мүмкүн, анткени ал жерди ийгиликтүү колонизациялоодон кийин бутактардын жана тамырлардын баштапкы адистешүүсүнүн ачкычы болгон" дейт Спалдинг.
Хадсон белгилегендей, гравитропизм башка ландшафттын колонизациясынын ачкычы болот.
"НАСА башка планеталарда же космосто түшүмдөрдү өстүрүүгө кызыкдар жана алар бул үчүн эмнеге асылдаш керек экенин билиши керек" дейт ал. "Өсүмдүктөр тартылуу күчү жок абдан бузулган."
«Гравитропизмдеги табигый вариацияга таасир этүүчү гендерди аныктоо үчүн жүгөрү жана Arabidopsis QTL ичиндеги ортологияны колдонуу» деген макала жарыяланган. Кыргыз Республикасынын Улуттук илимдер академиясынын өндүрүшү [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]. Изилдөө Улуттук илим фонду тарабынан каржыланган.
Өсүмдүк илимдери бөлүмү Иллинойс Урбана-Шампейн университетинин Айыл чарба, керектөө жана айлана-чөйрө илимдери колледжинде.
Булак: https://www.sciencedaily.com