Αν και αυτή η μελέτη ανέλυσε μόνο τρία φυτά, η ομάδα πιστεύει ότι τα ευρήματα μπορούν να εφαρμοστούν ευρύτερα.
Κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας, η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να δημιουργήσει έναν μοριακό άτλαντα των ριζών των καλλιεργειών, όπου τα φυτά ανιχνεύουν πρώτα τις επιπτώσεις της ξηρασίας και άλλων περιβαλλοντικών απειλών. Με αυτόν τον τρόπο, αποκάλυψαν γονίδια που οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να προστατεύσουν τα φυτά από αυτές τις πιέσεις.
Η δουλειά τους, που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Cell, πέτυχε υψηλό βαθμό κατανόησης των ριζικών λειτουργιών επειδή συνδύαζε γενετικά δεδομένα από διαφορετικά κύτταρα ριζών ντομάτας που καλλιεργούνται τόσο σε εσωτερικούς όσο και εκτός.
«Συχνά, οι ερευνητές κάνουν πειράματα εργαστηρίου και θερμοκηπίου, αλλά οι αγρότες αναπτύσσουν πράγματα στον τομέα και αυτά τα δεδομένα εξετάζουν και δείγματα πεδίου», δήλωσε η Neelima Sinha, καθηγήτρια της βιολογίας φυτών του UC Davis και συν-συγγραφέας της εφημερίδας.
Τα δεδομένα απέδωσαν πληροφορίες σχετικά με τα γονίδια που λένε στο φυτό να κάνει τρία βασικά πράγματα.
Το Xylem είναι κοίλα αγγεία που μεταφέρουν νερό και θρεπτικά συστατικά από τις ρίζες μέχρι τους βλαστούς. Χωρίς μεταφορά στο xylem, το φυτό δεν μπορεί να δημιουργήσει τη δική του τροφή μέσω της φωτοσύνθεσης.
«Το Xylem είναι πολύ σημαντικό για την προστασία των φυτών ενάντια στην ξηρασία, καθώς και το αλάτι και άλλα στρες», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Siobhan Brady, καθηγητής φυτικής βιολογίας στο UC Davis.
Με τη σειρά του, χωρίς μεταφορά μεταλλικών ορυκτών στο ξυλέμ, οι άνθρωποι και άλλα ζώα θα έχουν λιγότερες βιταμίνες και θρεπτικά συστατικά απαραίτητα για την επιβίωσή μας. Εκτός από ορισμένους τυπικούς παίκτες που χρειάζονταν για να σχηματίσουν το ξυλόμορφο, βρέθηκαν νέα και εκπληκτικά γονίδια.
Το δεύτερο βασικό σύνολο γονιδίων είναι εκείνα που κατευθύνουν ένα εξωτερικό στρώμα της ρίζας στην παραγωγή λιγνίνης και υποερίνης. Το Suberin είναι η βασική ουσία του φελλού και περιβάλλει τα φυτικά κύτταρα σε ένα παχύ στρώμα, κρατώντας το νερό κατά την ξηρασία.
Καλλιέργειες όπως ντομάτες και ρύζι έχουν υποσερίνη στις ρίζες. Τα φρούτα της Apple έχουν υπορίνη που περιβάλλει τα εξωτερικά τους κύτταρα. Οπουδήποτε συμβαίνει, εμποδίζει το φυτό να χάσει νερό. Το Lignin στεγανοποιεί επίσης τα κύτταρα και παρέχει μηχανική υποστήριξη.
«Το Suberin και η λιγνίνη είναι φυσικές μορφές προστασίας από την ξηρασία και τώρα που τα γονίδια που κωδικοποιούν γι ‘αυτά σε αυτό το πολύ συγκεκριμένο στρώμα κυττάρων έχουν αναγνωριστεί, αυτές οι ενώσεις μπορούν να βελτιωθούν», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Julia Bailey-Serres, UC Riverside καθηγητής γενετικής.
«Είμαι ενθουσιασμένος που μάθαμε πολλά για τα γονίδια που ρυθμίζουν αυτό το στρώμα φραγμού υγρασίας. Είναι τόσο σημαντικό για τη βελτίωση της ανοχής στην ξηρασία για τις καλλιέργειες », είπε.
Τα γονίδια που κωδικοποιούν για το ριζικό μερές του φυτού αποδείχθηκαν επίσης εξαιρετικά παρόμοια μεταξύ ντομάτας, ρυζιού και Arabidopsis, ενός φυτού τύπου ζιζανίων. Το μεριστήριο είναι το αναπτυσσόμενο άκρο κάθε ρίζας και είναι η πηγή όλων των κελιών που αποτελούν τη ρίζα.
«Είναι η περιοχή που θα κάνει το υπόλοιπο της ρίζας και χρησιμεύει ως θέση βλαστικών κυττάρων», δήλωσε ο Bailey-Serres. «Αυτό υπαγορεύει τις ιδιότητες των ίδιων των ριζών, όπως το πόσο μεγάλες παίρνουν. Η γνώση του μπορεί να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε καλύτερα ριζικά συστήματα. ”
Ο Μπράντι εξήγησε ότι όταν οι αγρότες ενδιαφέρονται για μια συγκεκριμένη καλλιέργεια, επιλέγουν φυτά με χαρακτηριστικά που μπορούν να δουν, όπως μεγαλύτερα, πιο ελκυστικά φρούτα. Πολύ πιο δύσκολο είναι για τους κτηνοτρόφους να επιλέγουν φυτά με ιδιότητες κάτω από το έδαφος που δεν μπορούν να δουν.
«Το« κρυμμένο μισό »ενός φυτού, κάτω από το έδαφος, είναι ζωτικής σημασίας για τους κτηνοτρόφους να εξετάσουν εάν θέλουν να καλλιεργήσουν ένα φυτό με επιτυχία», δήλωσε ο Μπράντι. «Η δυνατότητα τροποποίησης του μερισμάτων των ριζών ενός φυτού θα μας βοηθήσει να κατασκευάσουμε καλλιέργειες με πιο επιθυμητές ιδιότητες».
Αν και αυτή η μελέτη ανέλυσε μόνο τρία φυτά, η ομάδα πιστεύει ότι τα ευρήματα μπορούν να εφαρμοστούν ευρύτερα.
«Η ντομάτα και το ρύζι χωρίζονται με περισσότερα από 125 εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης, ωστόσο εξακολουθούμε να βλέπουμε ομοιότητες μεταξύ των γονιδίων που ελέγχουν τα βασικά χαρακτηριστικά», δήλωσε ο Bailey-Serres. “Είναι πιθανό αυτές οι ομοιότητες να ισχύουν και για άλλες καλλιέργειες.”
Ακολουθήστε μας και στο Google news. Διαβάστε την e-enimerosi.com για να ενημερώνεστε για όλα τα νέα, από την Ελλάδα και τον κόσμο, κάνετε εγγραφή στην σελίδα και πατήστε το καμπανάκι για να ενημερώνεστε πρώτοι έγκαιρα και έγκυρα.