Калифорнийн их сургуулийн эрдэмтэд улаан лооль, будаа зэрэг хүнсний ургацыг манай гаригийн дулаарч буй ган гачигт илүү удаан, илүү ширүүн хугацаанд тэсвэрлэхэд туслах генетикийн өгөгдлийг олж илрүүлжээ.
Сүүлийн 20 жилийн хугацаанд судалгааны баг ган гачиг болон байгаль орчны бусад аюул заналхийллийн нөлөөг анх илрүүлдэг газар тариалангийн үндэс молекулын атласыг бий болгохыг эрэлхийлсэн. Ингэснээр тэд ургамлыг эдгээр стрессээс хамгаалахын тулд эрдэмтэд ашиглаж болох генийг илрүүлсэн байна. Тэдний ажил XNUMX-р сарын XNUMX-нд сэтгүүлд хэвлэгдсэн гарДотор болон гадна талбайд ургасан улаан лоолийн үндэсийн янз бүрийн эсийн генетикийн өгөгдлийг нэгтгэсэн тул үндэсийн үйл ажиллагааны талаар өндөр түвшний ойлголттой болсон.
"Судлаачид ихэвчлэн лабораторийн болон хүлэмжийн туршилт хийдэг ч фермерүүд тариалангийн талбай дээр ямар нэгэн зүйл ургуулдаг бөгөөд энэ өгөгдөл нь талбайн дээжийг бас хардаг" гэж UC Davis-ийн ургамлын биологийн профессор, нийтлэлийн хамтран зохиогч Неелима Синха хэлэв. Өгөгдөл нь ургамлыг гурван гол зүйл хийхийг зааж өгдөг генийн талаархи мэдээллийг өгсөн.
Ксилем нь ус, шим тэжээлийг үндэснээс найлзуурууд хүртэл тээвэрлэдэг хөндий, хоолой шиг судаснууд юм. Ксилемд тээвэрлэхгүйгээр ургамал нь фотосинтезийн замаар хоол хүнсээ үүсгэж чадахгүй. "Xylem нь ургамлыг ган гачиг, давс болон бусад стрессээс хамгаалахад маш чухал" гэж UC Davis-ийн ургамлын биологийн профессор Сиобхан Брэди хэлэв.
Эсрэгээр, ксилемд ургамлын эрдэс тээвэрлэлт байхгүй бол хүн болон бусад амьтад бидний оршин тогтноход шаардлагатай витамин, шим тэжээл багатай байх болно. Ксилемийг бүрдүүлэхэд шаардлагатай зарим ердийн тоглогчдоос гадна шинэ, гайхалтай генүүд олдсон.
Хоёрдахь үндсэн ген нь лигнин ба суберин үүсгэхийн тулд үндэсийн гаднах давхаргыг чиглүүлдэг генүүд юм. Суберин нь үйсэн дэх гол бодис бөгөөд ургамлын эсийг зузаан давхаргаар хүрээлж, гангийн үед усанд хадгалагддаг. Улаан лооль, будаа зэрэг үр тарианы үндэс нь суберин агуулдаг. Алимны жимс нь гаднах эсийг тойрсон суберинтэй байдаг. Энэ нь хаана ч тохиолддог, энэ нь ургамлыг ус алдахаас сэргийлдэг. Лигнин нь эсийг ус үл нэвтрэхээс гадна механик дэмжлэг үзүүлдэг.
"Суберин ба лигнин нь ган гачгаас хамгаалах байгалийн хэлбэрүүд бөгөөд эдгээр эсүүдийн өвөрмөц давхаргад тэдгээрийг кодлодог генүүд тодорхойлогдсон тул эдгээр нэгдлүүдийг сайжруулах боломжтой" гэж судалгааны хамтран зохиогч Жулиа Бэйли-Серрес хэлэв. Риверсайдын генетикийн профессор. “Чийгийн хамгаалалтын давхаргыг зохицуулдаг генийн талаар бид маш их зүйлийг мэдэж авсандаа баяртай байна. Энэ нь газар тариалангийн ган гачигт тэсвэртэй байдлыг сайжруулахад маш чухал юм" гэж тэр хэлэв.
Ургамлын үндэс меристемийг кодлодог генүүд нь улаан лооль, будаа, Арабидопсис гэх зэрлэг ургамлуудтай төстэй байдаг. Меристем нь үндэс бүрийн өсөн нэмэгдэж буй үзүүр бөгөөд үндэсийг бүрдүүлдэг бүх эсийн эх үүсвэр юм.
Бэйли-Серрес "Энэ бол үндэстний үлдсэн хэсгийг бий болгож, үүдэл эсийн үүр болж үйлчилдэг бүс нутаг" гэж хэлэв. "Энэ нь үндэс нь хэр том болох зэрэг шинж чанарыг тодорхойлдог. Энэ талаар мэдлэгтэй байх нь илүү сайн үндэс системийг хөгжүүлэхэд тусална."
Тариаланчид тодорхой газар тариаланг сонирхож байгаа бол илүү том, илүү дур булаам жимс гэх мэт харагдахуйц шинж чанартай ургамлыг сонгодог гэж Брэди тайлбарлав. Үржүүлэгчдийн хувьд газар доорх шинж чанартай ургамлыг сонгох нь илүү хэцүү байдаг.
"Газар доорх ургамлын "далд тал" нь үржүүлэгчдийн хувьд ургамлыг амжилттай ургуулах эсэхээ бодоход маш чухал юм" гэж Брэди хэлэв. "Ургамлын үндэсийн меристемийг өөрчлөх чадвартай байх нь илүү хүсүүштэй шинж чанартай таримал ургамлыг боловсруулахад бидэнд тусална."
Энэхүү судалгаанд зөвхөн гурван үйлдвэрт дүн шинжилгээ хийсэн ч судалгааны багийнхан үр дүнг илүү өргөн хүрээнд ашиглах боломжтой гэж үзэж байна. "Улаан лооль, будаа хоёрыг 125 сая гаруй жилийн хувьслын замаар тусгаарласан ч гол шинж чанаруудыг хянадаг генүүд хоорондоо ижил төстэй байсаар байна" гэж Бэйли-Серрес хэлэв. "Эдгээр ижил төстэй байдал бусад үр тарианы хувьд ч бас хамааралтай байх магадлалтай."