18:08 2023-03-23
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Descoperirea unei noi gene indică o mai bună toleranță la alcalină a culturilor
_ Noi puncte de descoperire a genelor modalitate de a îmbunătăți toleranța la alcalină în culturi
Oamenii de știință chinezi au identificat o genă cheie implicată în toleranța la alcalină a culturilor care poate îmbunătăți considerabil randamentul culturilor în medii sodice prin utilizarea ingineriei genetice.
< /p>
Acest studiu, condus de echipa Prof. Xie Qi de la Institutul de Genetică și Biologie a Dezvoltării al Academiei Chineze de Științe, în colaborare cu alte șapte instituții, a fost publicat în Science.
În prezent, în lume există peste un miliard de hectare de sol salin și alcalin, dintre care aproximativ 60% sunt clasificate ca fiind foarte sodice. Ca urmare, dezvoltarea culturilor rezistente la soluții saline și alcaline este o provocare globală urgentă. Cu toate acestea, toleranța alcalină a plantelor nu a fost bine studiată.
Sorgul provine din mediile dure din Africa și a dezvoltat o toleranță mai mare la stresul abiotic multiple decât alte culturi majore (de exemplu, grâu, orez și porumb etc. .). La fel ca unele halofite, sorgul poate supraviețui chiar și într-un sol sodic cu un pH de până la 10,0.
În această lucrare, cercetătorii au efectuat mai întâi un studiu de asociere la nivelul întregului genom într-un panou divers de sorg și au identificat un loc important. , Toleranța alcalină 1 (AT1), care codifică o subunitate γ atipică a proteinei G și controlează toleranța alcalină. Gena AT1 are ortologi la alte plante; în orez a fost numit GS3.
Experimente ulterioare au confirmat că alela at1/gs3 produce o proteină de trunchiere la capătul C-terminal care contribuie la efectul negativ de toleranță alcalină, în timp ce elimină AT1/GS3 (cu GS3 fiind ortologul de orez al AT1) a crescut în mod conservator toleranța la stresul alcalin în culturile monocotiledone, inclusiv sorg, mei, orez și porumb.
Ei au descoperit că acvaporinele PIP2 din homeostazia speciilor reactive de oxigen pot fi implicate în semnalizarea proteinei Gγ. Analiza genetică și biologică celulară a arătat că Gγ reglează negativ fosforilarea PIP2;1, iar fosforilarea acvaporinelor ar putea modula efluxul de H2O2, ducând la scăderea nivelului de ROS la plantele aflate sub stres alcalin.
Pentru a evalua aplicarea genei AT1/GS3 în producția de culturi, s-au efectuat teste în teren pe soluri saline și alcaline. Ei au descoperit că mutanții nefuncționali dintr-un număr de monocotiledone, inclusiv sorg, mei, orez și porumb, pot îmbunătăți semnificativ performanța pe câmp a culturilor în ceea ce privește biomasa sau producția de randament decât martorii lor nemodificați atunci când sunt cultivate în soluri sodice.
În concluzie, cercetătorii au descoperit că o subunitate Gγ atipică reglează negativ stresul alcalin prin modularea efluxului de H2O2 sub stresul mediului.
„Am descoperit mecanismul molecular al unei proteine G „stea” care joacă un rol nou în controlul răspunsului la stres al plantelor și a moleculei acvaporinelor sale din aval în exportul de H2O2”, a spus prof. Xie.
Pe lângă faptul că ilustrează un mecanism molecular important din punct de vedere ecologic, acest studiu are un mare potențial pentru a ghida ameliorarea culturilor alcaline tolerante la sare pentru terenurile marginale. În acest fel, ar putea contribui la securitatea alimentară globală, deoarece există peste un miliard de hectare de teren salin în întreaga lume.
Comentarii:
Adauga Comentariu