A Michigani Technológiai Egyetem kutatói felfedeztek egy gént, amely kulcsszerepet játszhatott a keményfa fák, például a tölgyek és a juharok evolúciójában. Munkájuk a The Plant Cell július 11-i számának borítóján szerepel.
Évmilliókkal ezelőtt a gymnosperms – beleértve a tűlevelűeket, például a fenyőket és a vörösfenyőket – volt az egyetlen növényfajta a Földön. Aztán megjelentek a zárvatermők - a virágos növények, köztük a keményfa fák.
A zárvatermőket fejlettebbnek tartják, mint a gymnospermeket, eredetük nagyrészt rejtély marad.Ennek a rejtélynek legalább egy része megfejthető a vezető szerző, Dr. Laigen Li és a Michigan Tech Erdészeti és Fatermékek Iskola Növénybiotechnológiai Kutatóközpontjának kutatóinak köszönhetően.
A Michigan Tech kutatói, köztük Dr. Vincent Chiang, a központ igazgatója, leírták azt a genetikai utat, amelyet a sziringil-lignin – a zárvatermőkben egyedülálló lignintípus – előállításához használnak. A lignin minden fában megtalálható, és ez az az anyag, amely merevvé teszi őket. De a gymnospermekben, más néven puhafákban, csak guajacil-lignin van jelen. A keményfákban guajacil- és sziringil-lignin egyaránt megtalálható.
A kutatók azonosítottak és első alkalommal klónoztak egy nyárfa, zárvatermő gént, amelyről azt gyanították, hogy felelős a sziringil-lignin termeléséért. Bevitték a gént E. coli baktériumokba, és megállapították, hogy az egy nagyon specifikus célú fehérjét termel: keményfák sziringil-lignint állít össze.
Évek óta a legtöbb tudós úgy gondolta, hogy egy másik gén szabályozza mindkét lignintípus termelését."De úgy gondoltuk, nincs értelme, hogy a növények új fehérjéket fejlesztenek ki, és továbbra is a régi gént használják" - mondta Chiang. "A sziringil-specifikus gén felfedezése megdönti ezt a hagyományos modellt; nagyon izgalmas volt."
A kutatók a sziringil-lignin két olyan jellemzőjét is azonosították, amelyek evolúciós előnyt jelenthetnek a keményfák számára. A zárvatermők megjelenése előtt a lignin funkciója a növényekben elsősorban a víz és más tápanyagok vezetése volt. A zárvatermő növényekben azonban a sziringil-lignin fontos mechanikai szerepet kapott, és a zárvatermő fák "csontvázaként" szolgált. Ezenkívül Chiang megjegyzi, hogy a sziringil-lignin molekula további metoxil (H3CO) csoportokat tartalmaz, amelyekről a kutatók azt gyanítják, hogy növelik a toxicitását. Az ilyen típusú lignint tartalmazó fa kevésbé érzékeny a betegségekre, mondta Csang.
A folyóirat megjelenése óta az első a The Plant Cellben egy fafajtával foglalkozó cikk, „A sziringil-monolignol bioszintézis utolsó lépését angiospermekben egy új, szinapil-alkohol-dehidrogenázt kódoló gén szabályozza” című cikk. tizenkét éve jelent meg először.Li és Chiang mellett a társszerzők: Dr. Xio Fei Cheng és Dr. Scott Harding a Michigan Techtől, Dr. Jacqueline Leshkevich, a Michigan Tech munkatársa, valamint Toshiaki Umezawa a Kiotói Egyetemtől.
További információért lásd… A Plant Cell webhely:
