20:11 2022-01-24
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Sub capotă: Cum interacționează mediul și genomul în dezvoltarea plantelor
_ Sub capota: modul în care mediul și genomul interacționează în dezvoltarea plantelor
Oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Iowa au valorificat analiza datelor pentru a privi „sub capota” mecanismelor care determină modul în care genetica și condițiile de mediu în schimbare interacționează în timpul etapelor cruciale de dezvoltare ale plantelor .
Un nou studiu publicat în revista științifică academică New Phytologist se concentrează asupra modului în care schimbările de temperatură afectează înălțimea plantelor de sorg, iar oamenii de știință care au condus experimentele au spus că cercetarea ar putea ajuta la creșterea culturilor mai rezistente pe măsură ce precum și să arunce lumină asupra mecanismelor care joacă un rol critic în creșterea plantelor. Cercetarea se învârte în jurul conceptului de plasticitate fenotipică sau a modului în care o anumită trăsătură poate diferi ca urmare a condițiilor de mediu. De exemplu, o plantă poate crește la o înălțime diferită într-un mediu uscat decât o plantă cu genetică identică care crește într-un mediu umed.
Înțelegerea plasticității poate ajuta amelioratorii să proiecteze soiuri de culturi care vor avea rezultate bune sub un mediu umed. gamă de condiții de mediu, a spus Jianming Yu, profesor de agronomie și Pioneer Distinguished Chair in Maize Breeding la Iowa State University și autor corespondent al studiului. Dar dacă privim doar trăsăturile mature finale ale plantelor, pictează o imagine incompletă a plasticității. În schimb, noul studiu examinează rata de creștere a sorgului în timpul unei etape critice de dezvoltare, între 40 și 53 de zile după plantare. Punerea la zero a acelei faze de creștere rapidă din ciclul de viață al plantei le-a permis cercetătorilor să examineze mai în detaliu mecanismele care guvernează plasticitatea fenotipică a sorgului.
„Privindu-ne la faza de dezvoltare ne permite să privim sub capotă pentru a vezi ce cauzează trăsăturile mature finale”, a spus Yu.
Cercetătorii au colectat date despre sorg, o cultură de cereale cultivată la nivel global, cultivată în Iowa, Kansas și Puerto Rico pe parcursul mai multor ani. Măsurătorile înălțimii plantelor au fost efectuate în mai multe puncte în timpul sezonului de vegetație, creând un set mare de date pe care cercetătorii au aplicat analize de regresie statistică pentru a înțelege mai bine relația dintre înălțime și schimbarea temperaturii diurne sau diferența de temperatură dintre minimele din timpul nopții și maximele din timpul zilei.
Ei au descoperit că creșterea schimbării temperaturii diurne tinde să producă plante mai scurte. Tendința a fost deosebit de distinctă în timpul acelei faze critice de dezvoltare în jur de 40 până la 53 de zile după plantare.
„Am descoperit că aceste gene interacționează de fapt cu stimulii mediului și controlează rata maximă de creștere, precum și timpul necesar pentru a atinge creșterea maximă. rata”, a spus Qi Mu, un asociat de cercetare postdoctoral în agronomie și primul autor al studiului. „Și asta determină în cele din urmă înălțimea finală a plantei.”
Plasticitatea și schimbările climatice
Schimbările climatice cresc urgența înțelegerii plasticității fenotipice, a spus Yu. Pe măsură ce schimbările climatice provoacă variații mai volatile ale vremii, fermierii și amelioratorii de plante vor avea nevoie de instrumente mai bune pentru a prezice modul în care soiurile de culturi vor funcționa în diferite condiții de mediu. De exemplu, Yu a spus că schimbările climatice ar putea determina creșterea temperaturilor pe timp de noapte în unele locații, ceea ce ar avea ramificații semnificative pentru cultivarea culturilor, așa cum este ilustrat în studiu.
Cercetarea plasticității fenotipice va permite amelioratorilor de plante să dezvolte mai multe instrumente precise pentru a prezice modul în care culturile vor performa într-o serie de condiții de mediu, a spus Mu.
„Odată cu schimbările climatice, culturile trebuie să se adapteze la diferite climate și medii”, a spus Mu. „Pentru a reproduce culturi care sunt mai adaptabile, trebuie să înțelegem mecanismul modului în care acestea răspund la medii. Cu aceste cunoștințe, putem proiecta culturi rezistente care să prospere în mediile viitoare.”
Rezultatele studiului au apărut după analizarea a 3.500 de înregistrări de fenotip colectate în patru ani și validate în continuare cu 13.500 de înregistrări de fenotip în alți patru ani, a declarat Xianran Li, fost profesor asociat adjunct de agronomie la Iowa State și un co. -autorul corespondent al studiului.
„Mii de date despre vreme și amprentă genetică au fost, de asemenea, analizate”, a spus Li, acum cercetător pentru Serviciul de Cercetare Agricolă al Departamentului Agriculturii din SUA.
Finanțarea cercetării a venit de la Institutul Național de Alimentație și Agricultură al USDA, Centrul ISU Raymond F. Baker pentru creșterea plantelor și Institutul de Științe a plantelor ISU. Echipa de cercetare a inclus și Tingting Guo, cercetător în agronomie și membru al laboratorului lui Yu.
Comentarii:
Adauga Comentariu