A mélyzöld mély géneket és mély időt hoz, hogy folytassuk a munkát egy teljes életfa felé a zöld növények számára

A mélyzöld mély géneket és mély időt hoz, hogy folytassuk a munkát egy teljes életfa felé a zöld növények számára
A mélyzöld mély géneket és mély időt hoz, hogy folytassuk a munkát egy teljes életfa felé a zöld növények számára
Anonim

San Francisco – A nagysikerű Deep Green projekt, amelynek célja a zöld növények "életfa" megépítése, véget ért, de új projekteket indított el az ágak megerősítésére és a fák új genetikai és kövületi gyökereiben való megerősítésére. adatok.

E projektek között szerepel a "Deep Gene", amelynek vezetője a Kaliforniai Egyetem, Berkeley, a botanikus Brent D. Mishler, és a "Deep Time", amelynek vezetője Doug Soltis a Floridai Egyetemről.A National Science Foundation (NSF) beleegyezett, hogy mindkét projektet 500 000 dollárral finanszírozza a következő öt évben.

A Deep Green sikere arra is bátorította az NSF-et, hogy egy sokkal nagyobb projekt ötletét lebegtesse – a baktériumoktól a denevérekig, a gombáktól a virágos növényekig mindenre létrehozva az élet fáját. Rita Colwell, az NSF igazgatója az alapítvány egyik legjobb befektetésének nevezi a Deep Greent, mondta Mishler.

Mishler és négy kollégája 2001. február 16-án, az Amerikai Tudományfejlesztési Szövetség éves találkozóján, San Franciscóban tájékoztatta az újságírókat a Deep Green eredményeiről és javasolt ágairól. Mishler, a Deep Green szóvivője, az UC Berkeley's University és a Jepson Herbaria igazgatója, valamint az integratív biológia professzora a College of Letters & Science-ben.

A Deep Green több mint 100 kutatási közleményben működött közre, mondta Mishler, amelyek közül a legutóbbi, a Nature február 1-i számában a magnövények testvércsoportját szögezte le.A Kathleen Pryer és Harald Schneider, a chicagói Field Museum of Natural History, valamint Alan R. Smith és Ray Cranfill, az UC Berkeley Herbarium munkatársa által közösen készített munka nagyon erős bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a páfrányok és a zsurló egymás legközelebbi rokonai, és a legszorosabb rokon csoport. a vetőmag növényekhez.

"Ez tisztázza a fa egy nagy részét" - mondta Mishler. "Nem fejeztük be az egész fát, de ezek a papírok egyenként foglalkoztak az életfa zöld részének minden vonatkozásával."

A Zöld Növényfilogenetikai Kutatási Koordinációs Csoportot, amelyet eredetileg az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, az NSF és a Mezőgazdasági Minisztérium finanszírozott egy ötéves időszakra, növénybiológusok kezdeményezték, hogy megértsék adatok a növények kapcsolatairól.

Az elmúlt öt évben több találkozón több mint 200 biológus jutott konszenzusra a genetikai vizsgálatok során megcélzandó legfontosabb növényekről és a legjobb génekről, amelyekre összpontosítani kell.A műhelyek és a filogenetikai információkkal foglalkozó webhelyek segítették a növénybiológusok közösségét a kutatás koordinálásában és a növények kapcsolataival kapcsolatos fontos kérdések megválaszolásában.

"Fontos hangsúlyozni, hogy ez a terület korábban nagyon független és labororientált volt, ahol mindenki titokban dolgozott a laborja falai között" - mondta. "A Deep Green hatására azonban az emberek elkezdtek együttműködni. Elkezdték megosztani az adatokat és a technikákat, és ez az előrehaladás innen ered."

A Deep Green sikerei között szerepelt a zöld növények életfájának jó vázlatának elkészítése. Az Amborella nevű krémszínű virágot azonosította a virágzó növények legkorábbi, egymástól eltérő leszármazási vonalaként; arra a következtetésre jutott, hogy a szárazföldi növények először édesvízből bukkantak fel a szárazföldre, nem pedig a sós óceánokból; és világossá tette, hogy az evolúció számos kritikus átmenete során a zöld növénynek csak egy vonala maradt fenn.

A növények kapcsolataira vonatkozó ilyen információk rendkívül fontossá válnak, mivel a kutatók új tulajdonságokat próbálnak kifejleszteni – a betegségekkel szembeni ellenállástól a szárazságtűrésig – a haszonnövényekben.

A Deep Gene segítségével, amelyet az NSF Research Coordination Networks támogatásával finanszíroztak, Mishler reméli, hogy megismétli a Deep Green sikerét. Ezúttal azonban a növénygenomikával foglalkozó tudósokat vonja be, hogy konszenzusra jussanak a genomszekvenálás céljára szolgáló legfontosabb növényekről.

A széles körben használt Arabidopsis thaliana kutatónövény genomszekvenciája csaknem teljes, és folyamatban van a rizs- és kukoricagenomok szekvenálása. 19 másik növény genomikai adatai nyilvánosan elérhetők. A szekvenálási erőfeszítések maximális kihasználása érdekében Mishler szerint a tudósoknak változatosabb növényeket kellene választaniuk, amelyek lefedik a gazdaságilag fontos szárazföldi növények körét.

"Ki kell választanod a tereptárgyakat. Ha jól akarod ábrázolni az egész életfát, akkor a genomokat kell kiválasztanod, szépen elhelyezve a fán" - mondta. "Aztán például, ha megértjük, hogy egy fajban milyen gének vesznek részt a virágfejlődésben, nem túl nehéz megvizsgálni a közeli fajok virágfejlődésében részt vevő géneket."

Megjegyzi, hogy a növényi genomika hosszú távú célja a különböző növényi tulajdonságokhoz kapcsolódó gének azonosítása, izolálása és működésének meghatározása. Ezt elősegítheti egy minőségi életfa. Testvércsoport-összehasonlítások segítségével például a kutatók megtalálhatnak két, egymással szorosan összefüggő növényt, az egyiket egy adott tulajdonsággal, a másikat pedig anélkül, hogy csökkentsék azoknak a géneknek a számát, amelyeket meg kell vizsgálniuk ahhoz, hogy elkülönítsék a tulajdonságért felelősöket.

"Ideális esetben leszűkítheti a keresést valószínűleg csak néhány génre a több ezer közül" - mondta.

Alternatív megoldásként az ősök és leszármazottak összehasonlítása lehetővé teszi a kutatók számára, hogy kölcsönhatásba lépő gének komplex rendszereit tanulmányozzák, például a zárvatermő virágot irányító gének rendszereit egy primitívebb evolúciós szakaszban, például amikor részt vettek a moha- és páfrányszaporodásban.

Az egyik terület, ahol ez a megközelítés meghozta gyümölcsét, a kiszáradástűrő képesség, a növények szárazságtűrő képességének tanulmányozása. Ha az algákban, páfrányokban és zuzmókban gyakori tulajdonság átvihető a kultúrnövényekre, akkor kevesebb vízből is megélhetnek, vagy jobban túlélhetik a szárazságot.

A Journal of Plant Ecology tavaly novemberi jelentésében Mishler és az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériumának kutatója, Melvin J. Oliver testvércsoport-összehasonlítások segítségével segített feltárni ezt az összetett fenotípust, amely több mint 80 kölcsönhatásban lévő gént foglal magában.

"Amikor a növények először megszállták a földet, mindegyik vegetatív kiszáradástűrő volt – teljesen kiszáradhattak, és még mindig megfiatalodtak. De ahogy a növények bonyolultabb szerkezeteket fejlesztettek ki, elvesztették ezt a képességüket" - mondta Mishler.

"Az érdekes történet az, hogy a kiszáradási tolerancia legalább nyolcszor újrafejlődött a virágzó növényeken belül, és újra, amikor a mag fejlődött. Kezdeti munkánk alapján úgy tűnik, hogy a magok kiszáradási toleranciájában szerepet játszó gének közül sok a korai gének leszármazottai, amelyek elsősorban a vegetatív kiszáradás toleranciájában vettek részt."

Ezek az eredmények hangsúlyozzák az egyszerűbb növények tanulmányozásának értékét a magasabb növények jobb megértése érdekében – mondta Mishler.

"Most van igazi reményünk, hogy meg fogunk tudni érteni valamit ezekről a gazdaságilag nagyon fontos evolúciós eseményekről, a mag és a virág evolúciójáról, ha megnézzük a mohákat, páfrányokat és algákat, amelyek nagyon fontosak. egyszerűbb tanulmányi rendszerek” – mondta.

A növények közötti evolúciós kapcsolatokat feltérképező Mishlerhez hasonló szisztematikusok és a zöld növények genetikai felépítését azonosító genomikusok közötti interakció minden bizonnyal további betekintést nyer.

"A Deep Gene egy kísérlet arra, hogy az elmúlt néhány évben gyorsan elért növényfilogenetikai fejlődést egyesítse a növényi genomika gyors fejlődésével" - mondta Mishler. "Úgy gondoljuk, hogy ez egy valóban szinergikus folyamat lesz, amelyben a genomikusok és a filogenetikusok egyaránt profitálnak."

A Deep Green fejlődésének teljes beszámolója megtalálható a következő címen:

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei