Газар доорх эрдэнэ шишийн талбайд юу болж байгааг үл тоомсорлоход хялбар боловч эрдэнэ шишийн үндэс бүтэц нь ус, шим тэжээлийг олж авахад чухал үүрэг гүйцэтгэж, ган гачигт тэсвэртэй, усны ашиглалтын үр ашиг, тогтвортой байдалд нөлөөлдөг. Хэрэв үржүүлэгчид эрдэнэ шишийн үндсийг илүү эгц өнцгөөр ургуулж чадвал үр тариа нь хөрсний гүн дэх чухал нөөцийг олж авах боломжтой.
Энэ зорилгод хүрэх эхний алхам бол таталцлын нөлөөгөөр үндэс ургах гравитропизмд оролцдог генийг судлах явдал юм. сэтгүүлд нийтлэгдсэн шинэ судалгаанд Шинжлэх ухааны академийн процесс, Висконсины их сургуулийн эрдэмтэд Иллинойсын их сургуулийн судлаачидтай хамтран. эрдэнэ шиш, арабидопсисын загвар ургамлаас ийм дөрвөн генийг тодорхойлох.
Соёолж буй үрийг хажуу тийш нь эргүүлэхэд зарим үндэс нь таталцлын зүг рүү огцом, эгц эргэдэг бол зарим нь фракцыг илүү удаан эргүүлдэг. Судлаачид олон мянган суулгацын үндэс гравитропизмын нарийн ялгааг ажиглахын тулд машины харааны аргыг ашигласан бөгөөд уг өгөгдлийг суулгац бүрийн генетикийн мэдээлэлтэй хослуулсан. Үр дүн нь геном дахь гравитропизмын генүүдийн байршлыг харуулсан.
Газрын зураг нь судлаачдыг геномын зөв хөрш рүү - хэдэн зуун генийн бүс нутгуудад хүргэсэн боловч тэд гравитропизмын тодорхой генийг тодорхойлоход нэлээд хол байсан. Аз болоход тэдэнд туслах хэрэгсэл байсан.
"Бид өмнө нь алс холын холбоотой Арабидопсис ургамалтай ижил туршилт хийж байсан учраас бид хоёр зүйлийн геномын холбогдох бүс дэх генийг тааруулж чадсан. Хяналтын туршилтууд нь үндэс гравитропизмыг өөрчилдөг дөрвөн генийг баталгаажуулсан. Энэхүү шинэ мэдээлэл нь таталцлын хүч нь үндэс системийн архитектурыг хэрхэн бүрдүүлдэгийг ойлгоход тусална” гэж Висконсины Их Сургуулийн Ботаникийн тэнхимийн профессор, судалгааны удирдагч Эдгар Спалдинг хэлэв.
Иллинойсын Их Сургуулийн Газар тариалангийн шинжлэх ухааны тэнхимийн профессор, судалгааны хамтран зохиогч Мэтт Хадсон хэлэхдээ, "Бид эрдэнэ шишийн дутуу судлагдаагүй шинж чанарыг судалж үзсэн бөгөөд энэ нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас, ялангуяа уур амьсгалын өөрчлөлтийн нөхцөлд чухал ач холбогдолтой юм. . Бид ургамлын хоорондын хувьслын ялгааг өөрсөддөө ашигтай болгосноор үүнийг хийсэн."
Ургамлын биологичдын нарийвчлан тодорхойлсон жижиг гичийн төрөл болох эрдэнэ шиш ба Арабидопсис нь хувьслын түүхэнд 150 сая жилийн зайтай хөгжиж ирсэн. Хадсон тайлбарласнаар эдгээр хоёр зүйл хоёулаа ургамлын үндсэн функцийг хуваалцдаг боловч тэдгээрийг хянадаг генүүд цаг хугацааны явцад геномын дотор холилдсон байж магадгүй юм. Энэ нь нийтлэг генийг нарийсгахад сайн зүйл болж хувирав.
Ойр холбоотой зүйлүүдийн хувьд генүүд нь геномын хувьд ойролцоогоор ижил дарааллаар (жишээ нь, ABCDEF) эгнээнд ордог. Хэдийгээр ижил генүүд нь алс холын холбоотой зүйлүүдэд байж болох ч шинж тэмдгийн зураглал дахь генийн дараалал таарахгүй байна (жишээ нь, UGRBZ). Судлаачид геном бүрийн хаанаас хайхыг тодорхойлсны дараа генийн дараалал таарахгүй байгаа нь нийтлэг генийг (энэ тохиолдолд B) гарч ирэв.
"Холбоогүй ургамлын төрөл зүйлийн геномын интервалыг харьцуулах замаар бид олж чадахгүй байсан генүүдийг таньж мэдэх нь үнэхээр гайхалтай юм гэж би бодсон" гэж Хадсон хэлэв. "Энэ шинжилгээнээс шууд гарч ирэхдээ бид тэдгээр нь зөв ген гэдэгт итгэлтэй байсан ч Спальдингийн бүлэг дараа нь биологийн хатуу мэдээлэл олж авахын тулд тэд үнэхээр гравитропизмд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг батлахын тулд долоо, найман жил зарцуулсан. Үүнийг хийснийхээ дараа бид бүх аргыг баталгаажуулсан гэж бодож байна, ингэснээр та ирээдүйд энэ аргыг олон янзын фенотипүүдэд ашиглаж болно."
Нарийн хэмжилтийг нийтлэг орчинд хийсэн тул энэ арга нь ялангуяа амжилттай байсан гэж Спалдинг тэмдэглэв.
"Ихэнхдээ эрдэнэ шиш судлаачид тухайн талбайд сонирхож буй шинж чанаруудаа хэмждэг бол Арабидопсис судлаачид ургамлаа өсөлтийн камерт өсгөх хандлагатай байдаг" гэж тэр хэлэв. “Бид үндэс гравитропизмын фенотипийг өндөр хяналттай хэмжсэн. Эдгээр үрийг петрийн хавтан дээр ургуулсан бөгөөд бодит ертөнцөд таны хэмжиж болох бүх төрлийн хувьсагчдад нээлттэй шинж чанаруудаас ялгаатай нь шинжилгээ хэдхэн цаг үргэлжилсэн."
Нийтлэг орчинд шинж чанаруудыг хэмжих боломжтой байсан ч бүх шинж чанарууд нь энэ аргад сайн нэр дэвшигч болдоггүй. Судлаачид тухайн шинж чанарууд нь ургамлын үндсэн үйл ажиллагааны үндэс суурь байх ёстойг онцлон тэмдэглэж, ижил төстэй эртний генүүд хоорондоо холбоогүй зүйлүүдэд байдаг.
Спалдинг хэлэхдээ: "Гравитропизм нь энэ аргыг судлахад илүү тохиромжтой байж болох юм, учир нь энэ нь газрыг амжилттай колоничлолын дараа найлзуурууд болон үндсийг анхдагч мэргэшүүлэхэд чухал ач холбогдолтой байсан."
Хадсон гравитропизм нь өөр ландшафтыг колоничлоход түлхүүр болно гэж тэмдэглэжээ.
"НАСА бусад гаригууд эсвэл сансар огторгуйд үр тариа ургуулах сонирхолтой байдаг бөгөөд үүнийг хийхийн тулд юуг үржүүлэх хэрэгтэйг тэд мэдэх хэрэгтэй" гэж тэр хэлэв. "Ургамал таталцлын хүчгүйгээр нэлээд задарсан байдаг."
"Гравитропизмын байгалийн хэлбэлзэлд нөлөөлдөг генийг тодорхойлохын тулд эрдэнэ шиш ба Arabidopsis QTL-ийн орфологийг ашиглах нь" гэсэн өгүүлэл нийтлэгдсэн. Шинжлэх ухааны академийн процесс [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]. Судалгааг Үндэсний шинжлэх ухааны сангаас санхүүжүүлсэн.
Тариалангийн шинжлэх ухааны тэнхим нь Иллинойс Урбана-Шампейн их сургуулийн Хөдөө аж ахуй, хэрэглээ, байгаль орчны шинжлэх ухааны коллежид байдаг.
Эх сурвалж: https://www.sciencedaily.com