تولید محصولات مقاوم به گرما با شناسایی دو ژن

به گزارش زیست آنلاین، به نقل از ارث، محققان گفتند: از آنجا که انتظار افزایش دمای کره‌ زمین بهره‌وری محصول را به شدت کاهش می‌دهد، درک سازوکار پیام‌ رسانی دما در شرایط متغیر آب و هوایی برای ایجاد پایگاه دانش برای تدوین راهبردهایی در تداوم تولید محصول ضروری است.

پروفسور منگ‌چن اظهار کرد: به گیاهانی نیاز داریم که دمای بالاتری را تحمل کنند و زمان بیشتری برای گلدهی و دوره رشد طولانی‌تر داشته باشند، اما برای اصلاح پاسخ گیاهان به دما باید ابتدا نحوه عملکرد آنها را دریابید، بنابراین، شناسایی ژنی که پاسخ به گرما را امکان‌پذیر کند بسیار مهم است.

کارشناسان افزودند: تنها چند درجه تغییر در دمای رشد محیط بیان صدها ژن پاسخ‌دهنده به دما را به‌طور قابل توجهی تغییر می‌دهد و در نتیجه پاسخ‌های سازگار چشمگیری در رشد و نمو گیاه، سوخت و ساز و مقاومت در برابر آسیب ایجاد می‌کند.

نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که افزایش دما باعث گلدهی زودتر در گیاهان و کاهش محصول خواهد شد و پیش‌بینی می‌شود با گرم شدن کره‌ زمین در سه دهه آینده میزان تولید محصول تا یک سوم کاهش یابد، اما در حال حاضر، محققان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید دو ژن را شناسایی کردند که به گیاهان کمک می‌کند تا گرما را حس کنند. این تحقیقات ممکن است در نهایت دانشمندان را قادر سازد محصولات مقاوم در برابر گرما تولید کنند که با وجود گرم‌شدن کره زمین قادر به رشد باشند.

پروفسور چن و همکاران وی دو سال پیش ژن سنجش گرما HEMERA را شناسایی کردند، آنان برای جستجوی ژن‌های دیگر که ممکن است در واکنش گرما نقش داشته باشند، آزمایش انجام دادند. این گروه یک گیاه جهش یافته Arabidopsis (جنسی از گیاهان خانواده شب ‌بوها) را مهندسی کردند تا به‌طور کامل نسبت به دما حساس نباشد و سپس بار دیگر آن را اصلاح کردند تا واکنش‌پذیر شود.

این گروه ضمن بررسی ژن‌های این گیاه دوبار جهش یافته، ژن دوم را با نام RCB کشف کردند که با HEMERA به‌طور نزدیکی کار می‌کند تا عملکرد حس گرما را تثبیت کند. پروفسور چن گفت: «اگر هر دو ژن را از بین ببرید، گیاه دیگر به دما حساس نیست. دو ژن HEMERA و RCB برای کنترل فراوانی گروهی از ژن‌های تنظیم‌کننده اصلی که چندین عملکرد مانند سبز شدن گیاهان و پاسخ به نور و دما را انجام می‌دهند، مورد نیاز است.»

پروفسور چن می‌گوید: در آینده‌ای نزدیک، آزمایشگاه وی بر درک چگونگی ارتباط و همکاری این دو قسمت سلول برای دستیابی به رشد، سبز شدن، گل‌دهی و سایر عملکردها متمرکز خواهد شد.

محققان عنوان کردند: وقتی نور یا دما را تغییر دهید، ژن‌ها در هسته و کلروپلاست‌ها بیان خود را تغییر می‌دهند. بر این باوریم که HEMERA و RCB در هماهنگی بیان ژن بین این دو محفظه سلول نقش دارند. هدف نهایی دستیابی به توانایی اصلاح پاسخ دما برای تامین آینده غذایی جهانی است.

پروفسور چن گفت: ما از یافتن این ژن دوم بسیار هیجان زده شدیم، زیرا قطعه جدیدی از پازل است و زمانی که بفهمیم چگونه عمل می‌کند، می‌توانیم آن را اصلاح و به محصولات کمک کنیم تا با تغییرات آب وهوایی بهتر مقابله کنند.

نتایج این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است./ایسنا

https://zistonline.com/vdcg7z97.ak9tu4prra.html