00:03 2024-01-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cercetătorii folosesc modelul metabolic pentru a studia stresul termic asupra porumbului
_ Cercetătorii folosesc modelul metabolic pentru a studia stresul termic asupra porumbului
O echipă de cercetare condusă de oamenii de știință din Nebraska a construit cel mai mare model metabolic de porumb pentru a studia modul în care stresul termic afectează planta și modul în care o anumită ciupercă poate ajuta la atenuarea problemei.
Cercetarea este o extindere a lucrărilor anterioare cu un model metabolic al rădăcinilor de porumb pe care aceeași echipă l-a folosit pentru a studia eficiența utilizării azotului a plantei în condiții de stres cu azot, au spus Rajib Saha, Richard L. și Carol S. McNeel asociat. profesor de inginerie chimică și biomoleculară și cercetător principal.
Saha și echipa au extins modelul pentru a cuprinde întreaga plantă, nu doar rădăcinile, permițând cercetări extinse în interacțiunile metabolice complexe, baza moleculară asociată acestora. și o varietate de factori de stres care pot afecta productivitatea. Descoperirile sunt publicate în jurnalul iScience.
Modelul metabolic este al hibridului de porumb B73, al cărui genom este foarte apreciat pentru producerea de hibrizi care sunt utilizați pentru alimente, furaje și o varietate de utilizări industriale. Dezvoltat la Universitatea de Stat din Iowa la începutul anilor 1970, această linie și descendenții săi sunt prezenți la jumătate din descendența aproape a întregului porumb hibrid cultivat în întreaga lume.
Modelul metabolic cu mai multe organe dezvoltat de Nebraska - cel mai mare creat vreodată din porumb (sau orice altă plantă) - permite oamenilor de știință să efectueze cercetări mai eficient și mai rapid decât cercetarea de teren folosind plante de porumb reale. Modelul poate ajuta, de asemenea, cercetătorii de teren cu plante reale de porumb să efectueze experimente mai rapid și mai eficient, a spus Niaz Bahar Chowdhury, doctorand care lucrează cu Saha.
Se estimează că stresul termic rezultat din schimbările climatice poate reduce productivitatea porumbului. cu 7% până la 18%.
„Există o nevoie presantă de a dezvolta genotipuri de porumb cu randament ridicat, capabile să reziste la stresul termic”, a spus Saha.
Oamenii de știință se concentrează asupra modului în care plantele se concentrează. metabolismul poate fi ajustat pentru a contracara acest stres. Studiul echipei adoptă o abordare holistică, la nivel de plante, mai degrabă decât să se uite doar la elemente specifice ale plantei, a spus Saha.
Printre alte efecte, stresul termic poate reduce fotosinteza și sinteza carbohidraților în frunze, reduce sinteza amidonului. în sâmburi și afectează biosinteza aminoacizilor și a ligninei în tulpini. De asemenea, stresul termic poate deteriora enzimele și țesuturile, poate afecta înflorirea și poate declanșa stresul oxidativ în faza de reproducere.
Echipa lui Saha a exprimat date excesive de căldură și frig în modelul lor, constatând că ambele au creat așa-numitele „blocuri metabolice”. „care a încetinit creșterea plantelor, dar observând că căldura era deosebit de problematică. Se preconizează că căldura excesivă va continua să împiedice creșterea culturilor pe fondul schimbărilor climatice în curs.
O abordare pentru a atenua stresul termic este reproiectarea plantei, creând noi hibrizi care sunt mai puțin afectați de aceasta. Deși acest lucru poate avea succes, „este un proces foarte, foarte lung”, a spus Saha.
În cealaltă abordare, cercetătorii au inoculat rădăcina de porumb cu o ciupercă benefică cunoscută sub numele de Rhizophagus irregularis, folosită în mod obișnuit ca inoculant pentru sol. . Noul studiu a constatat că R. irregularis a avut, de asemenea, succes în reducerea blocajelor metabolice care încetinesc creșterea plantelor în condiții de stres termic și rece, a spus Saha. Atât biomasa întregii plante, cât și ratele de creștere ale biomasei specifice organelor au crescut odată cu tratamentul fungic. Cercetările viitoare, folosind același model metabolic, se vor concentra asupra modului în care R. irregularis afectează metabolismul plantelor în condiții de azot ridicat și scăzut.
Chowdhury și Saha au spus că modelul pe care l-au creat va fi disponibil cercetătorilor care doresc să studieze alte tensiuni asupra porumbului.
Comentarii:
Adauga Comentariu