Утрехтын биологичид болон олон улсын хамт олон хоёр хэвлэлд ургамлын дулаанд дасан зохицох үйл явцыг дүрсэлжээ. Энэхүү нээлтүүд нь хамгийн оновчтой бус өндөр температурт ургамал хэрхэн оновчтой ажилладаг талаар ойлголт өгдөг. Энэ нь ургамлын ургалтыг хянах, дэлхийн дулааралд илүү тэсвэртэй болгоход чухал алхам болно. Судлаачид өөрсдийн үр дүнг The Plant Journal, Nature Communications сэтгүүлд нийтэлдэг.
Цөлийн баавгай
Гэсэн хэдий ч олон ургамлын төрөл зүйл өндөр температурыг даван туулах арга замыг боловсруулсан байдаг. Утрехт их сургуулийн харьяа судлаач Мартижн ван Зантен хэлэхдээ: "Амьтнуудаас ялгаатай нь олон ургамал дулаан, хүрээлэн буй орчны бусад хүчин зүйлсийн нөлөөгөөр биеийн галбираа өөрчилж чаддаг." "Амьтад бол огт өөр түүх юм. Энгийнээр хэлэхэд хэрэв та цагаан баавгайг цөлд байрлуулбал өтгөн үстэй дээлтэй цагаан баавгай шиг харагдах болно. Гэхдээ хэрэв ургамал илүү дулаан нөхцөлд ургадаг бол түүний биеийн хэлбэрийг дасан зохицох болно. Ийм байдлаар үйлдвэр нь эдгээр таатай бус нөхцөлд оновчтой ажиллахыг хичээдэг. ”
Компакт хэлбэрээс задгай ургамлын хэлбэр хүртэл
Олон ургамлын төрөл зүйл нь иш, навчныхаа хэлбэрийг өөрчилж, өндөр температурт илүү тэсвэртэй болгодог. Энэ нь олон ургамлын биологичдын дуртай ургамлын загвар гэж үздэг thale cress (Arabidopsis thaliana) -д ч бас хамаатай. Хүйтэн нөхцөлд эдгээр ургамлууд нь авсаархан бөгөөд навч нь газарт ойрхон байдаг. Температур нэмэгдэхэд тэд илүү нээлттэй байрлалд ордог. Жишээлбэл, навч илүү босоо болдог. Энэ нь нарны шууд туяаг эрс багасгадаг. Үүнээс гадна, навчны иш нь сунаж, илүү их салхи навчийг дамжуулж, дулааныг сарниулах болно.
Хүссэн болон хүсээгүй суналт
Гэсэн хэдий ч ургац, (тайрах) цэцгийн хувьд ийм сунгалтыг ихэвчлэн хүсдэггүй. Сунгах нь бүтээгдэхүүний чанарт саад учруулж болзошгүй тул тариалагчид эдгээр өөрчлөлтийг хянахыг хүсч байна. "Гэсэн хэдий ч цаг уурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй ургацыг өндөр температурт тэсвэртэй болгохын тулд дасан зохицох шаардлагатай байна. Энэ нь үйлдвэрлэлийг урт хугацаанд хадгалахын тулд шаардлагатай байна ”гэж Ван Зантен хэлэв.
Ургамлыг уур амьсгалд илүү тэсвэртэй болгох
Ван Зантен хэлэхдээ: "Тариалсан олон таримал өндөр температурт сайн хариу өгөх чадвараа алджээ. "Төрөл бүрийн үр тарианы хувьд энэ нь гэрийн тэжээвэр амьтан, үржүүлгийн явцад алга болсон бөгөөд үржүүлэгчид бусад шинж чанаруудад гол анхаарлаа хандуулдаг байсан."
Уур амьсгалын өөрчлөлт нь температурыг нэмэгдүүлдэг тул Ван Зантен хэлэхдээ ургамлыг уур амьсгалд илүү тэсвэртэй болгох хэрэгцээ улам бүр нэмэгдсээр байна. "Энэ нь ургамал өндөр температурыг хэрхэн тэсвэрлэдэг талаар мэдлэгтэй байхыг шаарддаг. Тэд хүлээн авсан температурын дохиог өсөлтийн дасан зохицох байдалд хэрхэн хувиргах вэ? Ургамал нь хамгийн оновчтой бус температурт дасан зохицох молекулын механизмыг судалж үзээд үржүүлгийн замаар ургацын бүтцийг тохируулах багаж хэрэгслийг ашиглах боломжийг олгодог.
Молекулын механизм нь дулааны төлөв байдлыг идэвхжүүлдэг
Илүү өндөр температурт дасан зохицохоо больсон Thale Cress ургамал нь тодорхой химийн бодисуудтай харьцахдаа энэ чадвараа сэргээж чаддаг. Үүнийг Ван Зантенээр ахлуулсан олон улсын судалгааны баг нээжээ. Тус баг өндөр температурт дасан зохицохоо больсон олон тооны бодисыг thale cress мутант дээр туршиж үзсэн байна. Тэд залуу ургамалд бага температурт ч гэсэн өндөр температурт дасан зохицох чадвартай "молекул" олжээ.
Судлаачид энэхүү нэгдлийг "Хэтин" гэж нэрлэдэг. Молекулыг химийн аргаар өөрчилж, дараа нь аль уураг нь халах чадвартай болохыг судалж үзээд нитрилаза хэмээх уургийн бүлгийг олжээ. Тодорхойлсон дэд бүлэг нь зөвхөн байцаа болон холбогдох зүйлүүд, түүний дотор халим загасны төрөлд л тохиолддог болохыг мэддэг.
Ургамал үржүүлдэг компанитай хамт биологичид байцааны төрөл зүйл үнэхээр халаахад хариу үйлдэл үзүүлдэг болохыг олж тогтоожээ. Нитрилаз нь өндөр температурт дасан зохицоход шаардлагатай болохыг олж мэдсэн бөгөөд энэ нь сайн мэддэг өсөлтийн даавар ауксин үйлдвэрлэх боломжийг олгодогтой холбоотой юм. Судлаачид энэхүү нээлтээ The Plant Journal сэтгүүлд нийтэлжээ.
Өндөр температурт дасан зохицох шинэ арга зам
Хитиний үр дүнг нийтэлсэн нь өнөөдөр Nature Communications сэтгүүлд хэвлэгдсэн өөр нэгэн хэвлэлтэй давхцаж байна. Энэхүү судалгааг Бельги улсын VIB хүрээлэнгийн эрдэмтэд удирдан явуулсан бөгөөд үүнд Ван Зантен мөн оролцсон байна. Ургамал нь дулаан орчинд дасан зохицох байдлыг зохицуулдаг, өмнө нь тайлбарлаагүй уураг илрүүлсэн байна. Уургийг MAP4K4/TOT3 гэж нэрлэсэн бөгөөд TOT нь Температурын зорилтот гэсэн утгатай байв.
Гайхалтай нь TOT3-д суурилсан үйл явц нь биологичдын ургамлын дулаан зохицохтой холбогдсон бусад бүх дохионы замуудаас ихээхэн хамаардаггүй. Нэмж дурдахад TOT3 -ийн дасан зохицох чадвар нь ургамал дээр гэрэлтэх гэрлийн хэмжээ, найрлагаас хамаардаггүй бололтой.
Ван Зантен: “Ургамал нь гэрлийн найрлага, өндөр температурт дасан зохицох молекулын механизмын давхцал маш их байдаг. TOT3 -ийн тусламжтайгаар бид ургамлын гэрэлтэй харьцах арга барилд саад учруулахгүйгээр өндөр температурт өсөлтийг хянах боломжтой хүчин зүйлтэй боллоо. ”
Өргөн хэрэглээний програмууд
Ван Зантен хэлэхдээ "Энэ нь илүү сонирхолтой болгодог зүйл бол TOT3 нь халиу, улаан буудайн аль алинд нь өндөр температурт өсөлтөд дасан зохицоход ижил үүрэг гүйцэтгэдэг явдал юм. Эдгээр хоёр төрөл нь генетикийн хувьд бие биенээсээ нэлээд тусгаарлагдсан байдаг. Энэ нь өргөн хэрэглээний өргөн боломжийг нээж өгч байна. ”
Өсөлтийг дарангуйлах өөр хувилбар
Эцсийн эцэст, TOT3 -ийн нээлтүүд ба нитрилазын үүрэг нь уур амьсгалын өөрчлөлтөөс шалтгаалан температур нэмэгдсэн ч хангалттай ургац хураахад тусална. Энэхүү нээлтүүд нь одоо ургамлын ургалтыг дарангуйлахад ашигладаг химийн бодисын өөр хувилбарыг боловсруулах боломжийг санал болгож байна. Жишээлбэл, Ван Зантен температурын хэлбэлзэлд маш хүчтэй хариу үйлдэл үзүүлсэн цэцэгсийг дурджээ. Цэцэглэлтийн хувьд ургамлыг сайхан, нягт байлгахын тулд өсөлтийн олон дарангуйлагчийг ашигладаг.
Ван Зантен "Та алтанзул цэцэг худалдаж авах тэр мөчид тэд сайхан богино иштэй хэвээр байгаа" гэж хэлжээ. "Гэхдээ танай гэрт хэд хоносны дараа тэд ваарны ирмэг дээр дүүжлэв. Өрөөн доторх өндөр температур нь ургамлыг сунгаж, улмаар доголж, нугалахад хүргэдэг. Шинэ мэдлэг нь өндөр температурт бага ургадаг цэцгийн сортуудыг сонгоход хувь нэмэр оруулна гэж найдаж байна. Ийм байдлаар бид хортой өсөлтийн дарангуйлагчийн хэрэглээг бууруулж чадна. ”
Дэлгэрэнгүй мэдээллийг:
Utrecht их сургууль
www.uu.nl