2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
Egy mutáns növény, amely úgy tűnik, hogy visszatér a halálból, rejtheti a titkot annak, hogy egyes növények hogyan védik meg utódaikat a terméskorlátozó szárazság és más stressz idején – állítják a Purdue Egyetem tudósai, akiknek a növényt tanulmányozva felfedezték gén.
A RESURRECTION1 (RST1) nevű gén korábban ismeretlen genetikai összefüggést tárt fel a lipidfejlődés és az embriófejlődés között a növényekben – mondta Matthew Jenks, a tanulmány vezető szerzője és purdue-i növényfiziológus.
A lipidek szerepet játszanak a növények kiszáradásának megakadályozásában a sejtmembránok kialakításában, a molekuláris jelátvitelben és az energiatárolásban. A növényi felületeket bevonó kutikula kialakulásához kapcsolódó, még feltárásra váró lipid jelezheti, hogy a mag kifejlődik-e, vagy korán megszakad a hibás embrió miatt.
"Ez azért érdekes, mert a növénytermesztésben számos növénynek problémája van a vetőmag vagy a gyümölcs vetélése miatti hozamcsökkenéssel" - mondta Jenks. "Úgy gondolják, hogy a növények elvehetik egyes magjaikat, különösen stresszhelyzetben, hogy megőrizzék az erőforrásokat, és a fennmaradó magokhoz irányítsák az erőforrásokat. Így például aszályos helyzetben a növények megszabadulnak egyes magvaktól, hogy elősegítsék a magok növekedését. legalább néhány egészséges mag."
A Plant Physiology novemberi számában Jenks és kutatócsoportja a Purdue Kertészeti és Tájépítészeti Tanszékről beszámol az RST1 normál génről.
A gént az Arabidopsis egyedülálló felszíni viaszmutánsának tanulmányozása közben találták meg, amely egy általános laboratóriumi kutatóüzem. Minden növényen van bizonyos mennyiségű viasz, amely a leveleket és a szárakat fedi.
A rendellenes növénynek, az RST1 mutánsának rövid, lekerekített levelei voltak, amelyek a fejlődés során lilára változtak, majd virágzás előtt a növény gyorsan megbarnult és halottnak tűnt. Nagy arányban voltak apró, ráncos, életképtelen magvak is, abortált embriókkal. Ezek a normál mennyiségű lipidnek csak 34 százalékát tartalmazták.
"Úgy tűnt, hogy elpusztult, és két-három hétig egy szobában hagytam. Csak lassan dobtam ki" - mondta Jenks, aki szintén a Purdue Center for Plant Environmental tagja. Stresszélettan. "Amikor elmentem, hogy kidobjam, észrevettem, hogy kis hajtások bukkannak fel benne, mintha újra életre kelt volna."
A mutáns tanulmányozása során a meglepő felfedezés az volt, hogy egyetlen gén nagyon sokféle tulajdonságot képes befolyásolni, mondta Jenks. Egy másik, némileg hasonló mutáns Arabidopsis csak a viasz és a mag fejlődésében mutatott változásokat, a többi mutáns RST1 tulajdonságban azonban nem. Ez arra ut alt, hogy a lipidszintézis változásai valamilyen módon megváltoztatták a mag fejlődését.
A tudósok már tudják, hogy a lipidek fontos szerepet játszanak a növények és állatok fejlődési változásainak jelzésében, és hogy más növények és állatok, köztük az ember is, az RST1-hez hasonló génekkel rendelkeznek. Jenks és csapata most meg akarja határozni az RST1 pontos szerepét a lipidjelátvitelben, amely befolyásolja a növények fejlődését, különös tekintettel az embrió vetélésen keresztüli magvak önvékonyodási mechanizmusaiban betöltött szerepére.
Néhány más mutánssal ellentétben, amelyek minden magját elvetik, a mutáns RST1 növény csak a magvak körülbelül 70 százalékát veti el, mondta.
"Az RST1-re nincs szükség a magok fejlődéséhez, de befolyásolja a magvak fejlődését, talán szerepet játszik a magok számának szabályozásában, amelyet a növény az érettségig kihord" - mondta Jenks. "Valószínűleg szigorúan szabályozott folyamat a vetőmag vetése a növények által, ami szükségessé teszi a vetőmag elvesztésének engedélyezését, hogy megőrizzük az erőforrásokat stresszes környezetben anélkül, hogy minden magot elvetnének, így a növény nem maradna egészséges utódok nélkül."
Ha a kutatók megtanulják, hogyan kell ellenőrizni a növényi embrió abortuszt, akkor növelhetik a hozamot azáltal, hogy segítik a növényeknek kevesebb magot, magot vagy gyümölcsöt ontani, különösen aszályos körülmények között és más stresszes környezetben.
U. S. A Mezőgazdasági Osztály Nemzeti Kutatási Kezdeményezése és a SALK Intézet Genomikai Analízis Laboratóriuma nyújtott támogatást ehhez a munkához.
A tanulmányban részt vevő többi kutató Ray Bressan volt, a Purdue Kertészeti és Tájépítészeti Tanszék professzora; Xinbo Chen, Xionglun Liu és Xinlu Chen, valamennyien kertészeti posztdoktori hallgatók; és S. Mark Goodwin, kertészeti doktorandusz.
