Ba'zi o'simliklar suvsiz bir necha oy yashay oladi, faqat qisqa yomg'irdan keyin yana yashil rangga aylanadi. Bonn va Michigan universitetlari tomonidan yaqinda o'tkazilgan tadqiqot shuni ko'rsatdiki, bu "mo''jizaviy gen" bilan bog'liq emas. Aksincha, bu qobiliyat butun genlar tarmog'ining natijasidir, ularning deyarli barchasi yanada zaif navlarda ham mavjud. Natijalar allaqachon onlaynda paydo bo'lgan O'simlik jurnali.
O'z tadqiqotida tadqiqotchilar Bonn universitetida uzoq vaqtdan beri o'rganilgan turni - Craterostigma plantagineum tirilish o'simlikini diqqat bilan ko'rib chiqdilar. U o'z nomini juda to'g'ri oldi: qurg'oqchilik davrida uni o'lik deb o'ylash mumkin. Ammo bir necha oylik qurg'oqchilikdan keyin ham uni jonlantirish uchun ozgina suv kifoya qiladi. "Institutimizda biz ko'p yillardan buyon o'simlik buni qanday amalga oshirishini o'rganmoqdamiz", deb tushuntiradi Bonn universiteti qoshidagi O'simliklar molekulyar fiziologiyasi va biotexnologiyasi instituti (IMBIO) professori doktor Doroteya Bartels.
Uning qiziqishlari orasida genlar qurg'oqchilikka chidamlilik uchun javobgardir. Bu qobiliyat bitta "mo''jizaviy gen" natijasi emasligi tobora aniq bo'ldi. Buning o'rniga juda ko'p genlar ishtirok etadi, ularning aksariyati qurg'oqchilikka unchalik yaxshi dosh berolmaydigan turlarda ham uchraydi.
O'simlik har bir xromosomaning sakkizta nusxasiga ega
Joriy tadqiqotda Bartel jamoasi Michigan universiteti (AQSh) tadqiqotchilari bilan birgalikda Craterostigma plantagineumning to‘liq genomini tahlil qilishdi. Va bu juda murakkab tuzilgan: ko'pchilik hayvonlarda har bir xromosomaning ikkita nusxasi mavjud bo'lsa-da, biri onadan, biri otadan - Kraterostigma sakkiztaga ega. Bunday "sakkiz karrali" genomga oktoploid ham deyiladi. Biz odamlar, aksincha, diploidmiz.
“Genetik ma'lumotlarning bunday ko'payishini ko'pchilikda kuzatish mumkin o'simliklar ostida rivojlangan ekstremal sharoitlar", - deydi Bartels. Lekin nima uchun bu? Mumkin sabab: Agar gen ikkita o'rniga sakkizta nusxada mavjud bo'lsa, u printsipial jihatdan to'rt barobar tezroq o'qilishi mumkin. Oktoploid genom shuning uchun kerakli proteinning katta miqdorini juda tez ishlab chiqarishga imkon beradi. Bu qobiliyat rivojlanishi uchun ham muhim ko'rinadi qurg'oqchilikka chidamlilik.
Kraterostigmada qurg'oqchilikka chidamlilik bilan bog'liq bo'lgan ba'zi genlar yanada ko'paytiriladi. Bularga ELIP deb ataladiganlar kiradi - qisqartma "erta yorug'lik induksiyalanuvchi oqsillar" degan ma'noni anglatadi, chunki ular yorug'lik bilan tezda yoqiladi va oksidlovchi stressdan himoya qiladi. Ular barcha qurg'oqchilikka chidamli turlarda yuqori nusxada uchraydi.
"Kraterostigma 200 ga yaqin ELIP genlariga ega bo'lib, ular deyarli bir xil va turli xil xromosomalarda o'n yoki yigirma nusxadan iborat katta klasterlarda joylashgan", deb tushuntiradi Bartels. Shunday qilib, qurg'oqchilikka chidamli o'simliklar, ehtimol, qurg'oqchilik paytida tezda tartibga solinadigan genlarning keng tarmog'iga ega bo'lishi mumkin.
Qurg'oqchilikka sezgir turlar, odatda, bir xil genlarga ega, ammo nusxalar soni kamroq bo'lsa ham. Bu ham ajablanarli emas: ko'pchilik o'simliklarning urug'lari va gulchanglari ko'pincha suvsiz uzoq vaqt davomida unib chiqa oladi. Shunday qilib, ular qurg'oqchilikdan himoya qilish uchun genetik dasturga ega. "Biroq, bu dastur odatda unib chiqqanda o'chiriladi va keyin uni qayta faollashtirib bo'lmaydi", deb tushuntiradi botanik. "Tirilish o'simliklarida, aksincha, u faol bo'lib qoladi."
Ko'pgina turlar qurg'oqchilikka bardosh bera oladi
Demak, qurg'oqchilikka chidamlilik o'simliklarning katta qismi "qo'lidan keladi". Bu qobiliyatni beruvchi genlar, ehtimol, evolyutsiya jarayonida juda erta paydo bo'lgan. Biroq, bu tarmoqlar qurg'oqchilikka chidamli turlarda samaraliroq bo'ladi va bundan tashqari, faqat hayot tsiklining muayyan bosqichlarida faol emas.
Ya'ni, Craterostigma plantagineumdagi har bir hujayra ham bir xil "qurg'oqchilik dasturiga" ega emas. Buni tadqiqotda ishtirok etgan Dyusseldorf universiteti tadqiqotchilari ham ko‘rsatdi. Misol uchun, turli qurg'oqchilik tarmog'i genlari barglarga qaraganda quritish paytida ildizlarda faoldir. Bu topilma kutilmagan emas: Masalan, barglar quyoshning zararli ta'siridan o'zini himoya qilishi kerak. Bunda ularga, masalan, ELIPlar yordam beradi. Etarli namlik bilan o'simlik hech bo'lmaganda qisman nurlanishni yutadigan fotosintetik pigmentlarni hosil qiladi. Bu tabiiy himoya asosan qurg'oqchilik paytida muvaffaqiyatsizlikka uchraydi. Ildizlar, aksincha, quyosh yonishi haqida tashvishlanishga hojat yo'q.
Tadqiqot nima uchun ba'zilarini tushunishni yaxshilaydi turlari qurg'oqchilikdan juda oz azob chekadi. Uzoq muddatda bu bug'doy yoki makkajo'xori kabi ekinlarni etishtirishga hissa qo'shishi mumkin. qurg'oqchilik. Iqlim o'zgarishi davrida ular kelajakda har qachongidan ham ko'proq talabga ega bo'lishi mumkin.