O'simliklar juda cho'zilgan bo'lib, ularning har bir bargiga quyosh nuri kirishini ta'minlash uchun egiladilar. Bu hodisani asrlar davomida kuzatganiga qaramay, olimlar uni to'liq tushuna olmadilar. Endi Salk instituti olimlari ikkita o'simlik omili - PIF7 oqsili va o'sish gormoni auksin - o'simliklar soyada va bir vaqtning o'zida yuqori haroratga duchor bo'lganda o'sishni tezlashtiradigan tetiklar ekanligini aniqladilar. institutning rasmiy sayti.
Nature Communications jurnalida 29-yil 2022-avgustda chop etilgan topilmalar olimlarga o‘simliklar iqlim o‘zgarishiga qanday javob berishini va global isish ekinlarga zarar yetkazayotganiga qaramay, hosildorlikni oshirishini bashorat qilishga yordam beradi.
"Hozir biz ma'lum bir zichlikda ekinlarni o'stirmoqdamiz, ammo natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, iqlim o'zgarishi sababli o'simliklarning o'sishini optimallashtirish uchun biz bu zichlikni kamaytirishimiz kerak", deydi katta muallif, professor Joan Chori, Salk institutining o'simliklar molekulasi direktori. va Hujayra biologiyasi laboratoriyasi va Xovard, Xyuz tibbiyot instituti tadqiqotchisi. "O'simliklarning yorug'lik va haroratga qanday munosabatda bo'lishining molekulyar asoslarini tushunish bizga eng yaxshi hosilni olish uchun ekish zichligini aniq sozlash imkonini beradi."
Nihol paytida, ko'chatlar tuproqni yorib o'tish va quyosh nurini iloji boricha tezroq olish uchun tezda poyalarini uzaytiradi. Odatda, poya quyosh nuri ta'siridan keyin o'sishini sekinlashtiradi. Ammo agar o'simlik quyosh nuri uchun atrofdagi o'simliklar bilan raqobatlashsa yoki haroratning oshishiga javoban issiq zamin va o'simlik barglari orasidagi masofani oshirsa, poya tezda yana cho'zilishi mumkin. Har ikkala muhit sharoiti - soya va yuqori harorat - poyaning o'sishini rag'batlantirsa-da, ular hosilni ham kamaytiradi.
Ushbu tadqiqotda olimlar soyada o'sadigan o'simliklar va bir vaqtning o'zida issiq haroratni - yuqori ekish zichligi va iqlim o'zgarishiga taqlid qiladigan sharoitlarni solishtirishdi. Olimlar Arabidopsis thaliana o'simligidan, shuningdek, pomidor va tamakining yaqin qarindoshidan foydalanganlar, chunki ular har uch o'simlik turiga ushbu atrof-muhit sharoitlaridan bir xil darajada ta'sir qiladimi yoki yo'qligini bilish qiziqtirdi.
Har uch turdagi tadqiqotchilar guruhi o'simliklar bir vaqtning o'zida qo'shni o'simliklar tomonidan yaratilgan soyadan qochishga harakat qilganda va yuqori haroratga duchor bo'lganda juda baland bo'lganligini aniqladilar. Molekulyar darajada tadqiqotchilar PIF7 transkripsiya omili, genlarni yoqish va o'chirishga yordam beradigan oqsil o'sishni kuchaytirishga yordam berishini aniqladilar. Ular, shuningdek, ekinlar qo'shni o'simliklarni topgach, o'sish gormoni bo'lgan auksin darajasi oshishini aniqladilar, bu esa bir vaqtning o'zida yuqori haroratga javoban o'sishni rag'batlantiradi. Ushbu sinergik PIF7-auxin yo'li o'simliklarga atrof-muhitga javob berishga va eng yaxshi o'sish sharoitlarini qidirishga moslashishga imkon berdi.
Tegishli transkripsiya omili, PIF4, shuningdek, yuqori haroratlarda ildiz uzayishini rag'batlantirdi. Biroq, soya va yuqori haroratning kombinatsiyasi bilan bu omil endi muhim rol o'ynamaydi.
"Biz PIF4 muhim rol o'ynamasligiga hayron bo'ldik, chunki oldingi tadqiqotlar bu omilning tegishli o'sish holatlarida muhimligini ko'rsatdi", deydi tadqiqotning birinchi muallifi Yogev Burko, Salk instituti ilmiy xodimi va dotsent. Isroil vulqonlari institutida qishloq xo'jaligi tadqiqotlari tashkiloti. “PIF7 ushbu o'simlik uchun asosiy o'sish drayveri ekanligi haqiqatan ham ajablanib bo'ldi. Ushbu yangi bilimlar bilan biz iqlim o'zgarishiga moslashishga yordam berish uchun turli ekinlarning o'sish reaktsiyasini yaxshi sozlashga umid qilamiz.
Tadqiqotchilar PIF7 va auksin ta'sirini kuchaytiradigan yana bir omil hali kashf qilinishi kerakligiga ishonishadi. Ular kelajakdagi tadqiqotlarda ushbu noma'lum omilni o'rganishga umid qilmoqdalar. Berko laboratoriyasi bu yo'lni ekinlarda qanday qilib optimallashtirish mumkinligini ham o'rganadi.
"Global harorat ko'tarilmoqda, shuning uchun bizga yangi sharoitlarda o'sishi mumkin bo'lgan oziq-ovqat ekinlari kerak", deydi Chori, Salk Plant Use Initiative va Xovard X. va Maryam R. Nyumanlarning o'simliklar biologiyasi kafedrasi hamraisi. "Biz yuqori haroratlarda o'simliklarning o'sishini tartibga soluvchi asosiy omillarni aniqladik, bu bizga kelajak avlodlarni boqish uchun yanada samarali ekinlarni etishtirishga yordam beradi".