Kaliforniya universiteti olimlari pomidor va guruch kabi oziq-ovqat ekinlarining isinayotgan sayyoramizdagi qurg'oqchilikdan uzoqroq, kuchliroq davrlarda omon qolishiga yordam beradigan genetik ma'lumotlarni topdilar.
So'nggi o'n yillikda tadqiqot guruhi o'simliklar birinchi navbatda qurg'oqchilik va boshqa ekologik tahdidlarning oqibatlarini aniqlaydigan ekin ildizlarining molekulyar atlasini yaratishga harakat qildi. Shunday qilib, ular olimlar o'simliklarni ushbu stresslardan himoya qilish uchun foydalanishi mumkin bo'lgan genlarni aniqladilar. Ularning ishi jurnalda 20 mayda chop etilgan hujayra, ildiz funktsiyalarini tushunishning yuqori darajasiga erishdi, chunki u yopiq va tashqarida o'stirilgan pomidor ildizlarining turli hujayralarining genetik ma'lumotlarini birlashtirdi.
"Ko'pincha tadqiqotchilar laboratoriya va issiqxona tajribalarini o'tkazadilar, ammo fermerlar dalada narsalarni etishtiradilar va bu ma'lumotlar dala namunalariga ham qaraydi", dedi Neelima Sinha, UC Davis o'simliklar biologiyasi professori va maqola hammuallifi. Ma'lumotlar o'simlikka uchta asosiy narsani qilishni buyuradigan genlar haqida ma'lumot berdi.
Ksilem - suv va ozuqa moddalarini ildizlardan kurtaklargacha olib o'tadigan ichi bo'sh, quvurga o'xshash tomirlar. Ksilemada transport bo'lmasa, o'simlik fotosintez orqali o'z oziq-ovqatini yarata olmaydi. "Xylem o'simliklarni qurg'oqchilikka, tuz va boshqa stresslarga qarshi himoya qilish uchun juda muhimdir", dedi tadqiqotning etakchi muallifi Siobhan Bredy, UC Davis o'simliklar biologiyasi professori.
O'z navbatida, ksilemada o'simlik minerallarini tashishsiz, odamlar va boshqa hayvonlar bizning yashashimiz uchun zarur bo'lgan kamroq vitaminlar va ozuqa moddalariga ega bo'lar edi. Ksilemani shakllantirish uchun zarur bo'lgan ba'zi tipik o'yinchilarga qo'shimcha ravishda, yangi va hayratlanarli genlar topildi.
Ikkinchi asosiy genlar to'plami ildizning tashqi qatlamini lignin va suberin ishlab chiqarishga yo'naltiradiganlardir. Suberin qo'ziqorinning asosiy moddasi bo'lib, u qurg'oqchilik paytida suvda ushlab turuvchi o'simlik hujayralarini qalin qatlam bilan o'rab oladi. Pomidor va guruch kabi ekinlarning ildizida suberin mavjud. Olma mevalari tashqi hujayralarini o'rab turgan suberinlarga ega. Qaerda bo'lmasin, u o'simlikni suv yo'qotishining oldini oladi. Lignin shuningdek, hujayralarni suv o'tkazmaydigan va mexanik yordam beradi.
"Suberin va lignin qurg'oqchilikdan himoya qilishning tabiiy shakllaridir va endi hujayralarning ushbu o'ziga xos qatlamida ularni kodlaydigan genlar aniqlangandan so'ng, bu birikmalar kuchaytirilishi mumkin", dedi tadqiqot hammuallifi Julia Beyli-Serres, UC Riverside genetika professori. “Ushbu namlik toʻsiq qatlamini tartibga soluvchi genlar haqida koʻp narsalarni bilib olganimizdan juda xursandman. Bu ekinlarning qurg‘oqchilikka chidamliligini oshirish uchun juda muhim”, dedi u.
O'simlik ildiz meristemasini kodlaydigan genlar pomidor, guruch va begona o'tga o'xshash model o'simlik Arabidopsis o'rtasida ham juda o'xshash bo'lib chiqdi. Meristema har bir ildizning o‘sib boruvchi uchi bo‘lib, u ildizni tashkil etuvchi barcha hujayralarning manbai hisoblanadi.
"Bu mintaqa ildizning qolgan qismini hosil qiladi va uning ildiz hujayralari uyasi bo'lib xizmat qiladi", dedi Beyli-Serres. “Bu ildizlarning o'ziga xos xususiyatlarini, masalan, ular qanchalik katta bo'lishini belgilaydi. Bu haqda bilimga ega bo'lish bizga yaxshiroq ildiz tizimini rivojlantirishga yordam beradi.
Bredining tushuntirishicha, fermerlar ma'lum bir ekinga qiziqqanlarida, ular ko'rish mumkin bo'lgan xususiyatlarga ega o'simliklarni tanlaydilar, masalan, kattaroq va jozibali mevalar. Selektsionerlar uchun yer ostidagi o'simliklarni ko'ra olmaydigan o'simliklarni tanlash ancha qiyin.
"O'simlikning er ostidagi "yashirin yarmi" selektsionerlar o'simlikni muvaffaqiyatli etishtirishni xohlayaptimi yoki yo'qligini o'ylab ko'rishlari uchun juda muhim", dedi Bredi. "O'simlik ildizlarining meristemasini o'zgartirish qobiliyati bizga ko'proq kerakli xususiyatlarga ega ekinlarni yaratishga yordam beradi."
Ushbu tadqiqot faqat uchta o'simlikni tahlil qilgan bo'lsa-da, jamoa topilmalarni yanada kengroq qo'llash mumkinligiga ishonadi. "Pomidor va guruch 125 million yildan ortiq evolyutsiya bilan ajralib turadi, ammo biz hali ham asosiy xususiyatlarni boshqaradigan genlar o'rtasidagi o'xshashlikni ko'ramiz", dedi Beyli-Serres. "Bu o'xshashliklar boshqa ekinlarga ham tegishli bo'lishi mumkin."