2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Սան Դիեգոյի Կալիֆոռնիայի համալսարանի կենսաբանները լաբորատոր մոլախոտում հայտնաբերել են գեներ, որոնք անհրաժեշտ են սերմերի նորմալ ցրման համար:
Nature ամսագրի ապրիլի 14-ի համարում հետազոտողները հայտնում են Արաբիդոպսիսի երկու գեների նույնականացման մասին, որոնք, երբ անակտիվացված են, թույլ չեն տալիս այս մոլախոտը կոտրել իր սերմեր պարունակող պատյանները: Սա նշանակալի է, քանի որ կանոլայի և այլ սերտորեն կապված, առևտրային առումով կարևոր մշակաբույսերի մեջ այս նույն գեների ապաակտիվացումը պետք է կանխի սերմերի վաղաժամ ցրումը, ինչը սովորաբար հանգեցնում է բերքատվության զգալի կորստի:
Հայտնագործությունը կարող է կտրուկ մեծացնել կանոլայի սերմերի բերքահավաքը, տարեկան 9 միլիարդ դոլար արժողությամբ արդյունաբերություն ամբողջ աշխարհում, որն արագորեն զարգանում է կանոլայի յուղի առողջության համար օգտակար հատկությունների պատճառով, բայց այժմ խոչընդոտվում է, քանի որ այդ բերքի մեծ մասը կորցրել է պատիճ կոտրել. Դա կարող է նաև հանգեցնել առևտրային առումով զգալի խնայողության՝ բրոկկոլիի, ծաղկակաղամբի և այլ մշակաբույսերի արժեքավոր հիբրիդների սերմերի հավաքման հարցում:
«Անբարենպաստ պայմաններում, ինչպիսիք են շատ քամոտ պայմանները, որոնք այնքան էլ հազվադեպ չեն բերքահավաքի ժամանակ, կանոլայի բերքի կեսը հայտնվում է գետնին», - ասում է պրոֆեսոր Մարտին Ֆ. Յանոֆսկին: UCSD-ի կենսաբանության գծով, ով գլխավորել է հայտնագործությունը կատարած հետազոտական թիմը: «Եթե դուք կարող եք կրկնապատկել բերքատվությունը, դա նշանակում է, որ դուք կարող եք ցանել կանոլան կիսով չափ հողի վրա և օգտագործել քիմիական պարարտանյութերի և թունաքիմիկատների կեսը, որոնք այժմ պարբերաբար ցողվում են այս բույսերի վրա»::
Իրենց ուսումնասիրության մեջ UCSD կենսաբաններ Սառա Ջ. Լիլյեգրենը, Գարի Ս. Դիտտան և Յանոֆսկին հայտնաբերել են գենի մի տեսակ, որը կոչվում է «կոտրվող» գեն, որը թույլ է տալիս արաբիդոպսիս բույսերին ցրել իրենց սերմերը: Դևիսի Կալիֆոռնիայի համալսարանի ևս երկու գիտնական Ջոն Լ. Բոումենը և
Յուվալ Էշեդը և UCSD-ի նախկին գիտնական Բեթ Սևիդը իրենց ներդրումն են ունեցել հետազոտության մեջ: UCSD-ի գիտնականները պարզել են, որ մուտանտի շտամները, առանց այս տեսակի գենի երկու նորմալ օրինակների, չունեն սերմեր ցրելու ունակությունը պատիճ կոտրելու միջոցով:
«Այս երկու գեները, որոնք մենք անվանում ենք ֆունկցիոնալ ավելորդ են, - բացատրում է Յանոֆսկին, - ինչը նշանակում է, որ դրանք այնքան նման են միմյանց, որ նրանց արտադրած սպիտակուցները գրեթե նույնական են: Միայն մեկ գենի ոչնչացումը թողնում է պատիճների ջարդման մեխանիզմը: անձեռնմխելի: Այսպիսով, որպեսզի բացահայտենք կոտրվող ֆունկցիան, մենք պետք է նոկաուտի ենթարկեինք երկու գեները: Միայն այն ժամանակ, երբ մենք ունեցանք կրկնակի մուտանտը, մենք իրականում ստացանք էֆեկտը:"
UCSD-ի հետազոտողները կարծում են, որ Arabidopsis-ի քայքայվող գեները նույն գեներն են, որոնք օգտագործվում են կանոլայի, բրոկկոլիի, բրյուսելյան կաղամբի և Brassica ընտանիքի մանանեխի բույսերի կողմից՝ սերմերի ցրումը խթանելու համար::
«Մարդկանց մեծամասնությունը դա չգիտի, բայց երբ բրոկոլին և ծաղկակաղամբը շարունակեն ծաղկել, նրանք կստանան միրգ, որը ճիշտ նույն տեսքն ունի, ինչ Արիբիդոփսիսի պտուղը», - ասում է Յանոֆսկին: «Aribidopsis-ի պտուղը շատ ավելի փոքր է, բայց մորֆոլոգիապես պատիճի ընդհանուր կառուցվածքը, նրա ճարտարապետությունը, ինչպես է այն զարգանում և գեները, որոնք ներգրավված են, նույնն են այս բոլոր բույսերում: Այսպիսով, մենք պետք է կարողանանք վերահսկել այս գործընթացը: այս բույսերից յուրաքանչյուրը։"
UCSD-ի հետազոտողները կարծում են, որ այս հայտնագործության կիրառումը գյուղատնտեսության մեջ պետք է արագ հայտնվի, քանի որ այս բոլոր բույսերի գեները ոչնչացնելն այժմ համեմատաբար պարզ գործընթաց է: Գյուղատնտեսական բիոտեխնոլոգիական ընկերություններից մեկն արդեն աշխատում է UCSD հետազոտողների հետ՝ կանխելու պարիսպների կոտրվածքը կանոլայի մեջ:
«Չնայած այս բույսերը աճեցվում են ուտելու կամ իրենց արտադրած յուղերի համար, - նշում է Յանոֆսկին, - դրանք աճեցվում են նաև հաջորդ սերնդի մշակաբույսերի համար սերմեր պատրաստելու համար:Սերմերի արտադրության համար շատ ժամանակ և գումար կա: Այսպիսով, սերմերի բերքատվության ցանկացած աճ ձեռնտու կլինի»:
Բացահայտման ամենամեծ առևտրային ազդեցությունը, այնուամենայնիվ, կլինի կանոլայի սերմերի արտադրության ոլորտում: Քանի որ կանոլայի արժեքավոր յուղերը սկսում են կուտակվել սերմերում հենց այն ժամանակ, երբ բույսերը մոտենում են հասունացմանը, ֆերմերները սովորաբար սպասում են մինչև իրենց բերքը լիովին հասունանա, նախքան սկսեն սերմերի բերքահավաքը:
«Սովորաբար, պատիճները բացվում են միևնույն ժամանակ, երբ ֆերմերները հավաքում են կանոլայի սերմերը, հետևաբար, դա, ըստ էության, մրցավազք է, որտեղ ֆերմերները փորձում են ստանալ իրենց բերքի այնքան մեծ մասը՝ չկորցնելով այն այս փշրվող խնդրի պատճառով: », - ասում է Յանոֆսկին։ «Թակելով երկու ջարդվող գեները՝ մենք կարող ենք վերացնել այս խնդիրը՝ միաժամանակ կտրուկ ավելացնելով կանոլայի բերքատվությունը և, հնարավոր է, նույնիսկ կրկնապատկելով այն»:
Հետազոտությունն իրականացվել է Ազգային գիտական հիմնադրամի, Առողջապահության ազգային ինստիտուտի, Մոնսանտո ընկերության և Կալիֆորնիայի համալսարանի BioSTAR ծրագրի դրամաշնորհներով:
