_ Cercetătorii elucidează variabilitatea și adaptabilitatea de alungire a internodurilor la orz

Arhitectura plantelor este rezultatul mai multor procese de dezvoltare succesive care pot fi clasificate în două evenimente: Organogeneză și extensie. Organogeneza provine din meristeme (celule stem) care dau naștere la diferite tipuri de organe (de exemplu, frunze și flori) și muguri axilari, plus internoduri subtendente. Aceste organe formează o unitate funcțională numită fitomer. Se repetă și se extinde pentru mai multe runde până când vârful fie avortează, fie se termină într-o structură specializată.

În acest context, axa principală a corpului orzului reprezintă o segmentare continuă a fitomerilor în care atât organele vegetative, cât și cele reproducătoare co -există la capete opuse. Cu toate acestea, modul în care inițierea și alungirea fitomerului sunt coordonate rămâne puțin înțeles. Prin urmare, o echipă de cercetare a investigat sistematic inițierea și alungirea fitomerului, concentrându-se pe numărul nodurilor și pe lungimea internodului în culmele vegetative și vârfurile reproductive ale orzului.

„Prin măsurarea a 15.000 de puncte de date reprezentând lungimea și numărul fitomerului de la 2.500 de persoane. plante de orz cu o mare diversitate genetică, am descoperit un model de alungire a internodului universal nerecunoscut anterior de-a lungul axei principale”, explică dr. Yongyu Huang, primul autor al studiului publicat în Molecular Biology and Evolution.

„The Modelul de alungire a internodurilor împarte în mod clar axa principală a corpului în trei subzone de la cap la coadă, indiferent de numărul fitomerului”, spune Huang. „Am numit aceste trei subzone internoduri proximale, centrale și distale, respectiv și am putut să disecăm în mod explicit fiecare dintre compozițiile lor genetice.”

În munca lor, cercetătorii au putut identifica atât cele cunoscute, cât și cele noi. loci genomici care afectează alungirea internodului de orz. Un exemplu izbitor este gena timpului de înflorire PHOTOPERIOD1 care este reutilizată pentru a specifica lungimea internodului proximal prin calea acidului giberelic (GA). GA este un hormon necesar pentru alungirea internodurilor.

În anii 1960, mutațiile genei „semi-pitici” de la Green Revolution care au modificat sistemul hormonal GA au redus înălțimea plantelor atât a grâului, cât și a orezului, permițându-le să fie cultivate la densități mai mari de plantare, prevenind în același timp adăpostirea.

„Un dezavantaj major de mediu al introducerii soiurilor semi-pitici a fost însă utilizarea ridicată a îngrășămintelor chimice pentru a menține fertilitatea inflorescenței atunci când biomasa este redusă”, spune Huang. Astăzi, orzul este încă considerat a fi mai puțin tolerant la cazare. „Studiul nostru arată că internodurile proximale mai scurte sunt asociate cu o supraviețuire mai mare a organelor florale.”

Acest lucru sugerează că, prin realocarea resurselor de la internoduri proximale la organele florale în timpul stadiilor incipiente de dezvoltare, este probabil să mențină fertilitatea inflorescenței în timp ce este semi-pitici, prevenind astfel adăpostirea.

În plus, cercetătorii au descoperit că diferitele populații de orz adaptate local prezintă lungimi diferite ale internodurilor proximale, în timp ce cele distale rămân aceleași. „În comunitățile de plante, un baldachin dens poate duce la microclimate distincte de la proximal la distal”, spune prof. dr. Thorsten Schnurbusch, șeful grupului de cercetare IPK Arhitectura plantelor și profesor pentru genetica dezvoltării plantelor de cultură la Universitatea Martin Luther Halle-Wittenberg. „Acest lucru poate varia în spațiul vertical, rezultând alungirea dinamică a internodurilor distincte.”

(Fluierul)