18:46 2023-03-23
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Multe gene, mai degrabă decât o „genă miracolă”, sunt implicate în învierea plantelor
_ Multe gene, mai degrabă decât o „genă miracolă”, sunt implicate în învierea plantelor
Unele plante pot supraviețui luni de zile fără apă, doar pentru a deveni din nou verde după o ploaie scurtă. Un studiu recent al Universităților din Bonn și Michigan arată că acest lucru nu se datorează unei „gene miraculoase”. Mai degrabă, această abilitate este o consecință a unei întregi rețele de gene, aproape toate fiind prezente și în soiurile mai vulnerabile. Rezultatele au apărut deja online în The Plant Journal.
În studiul lor, cercetătorii au analizat atent o specie care a fost studiată mult timp la Universitatea din Bonn - planta de inviere Craterostigma plantagineum. Își poartă numele pe bună dreptate: în vremuri de secetă, s-ar putea crede că a murit. Dar chiar și după luni de secetă, puțină apă este suficientă pentru a o reînvia. „La institutul nostru, am studiat modul în care planta face acest lucru de mulți ani”, explică prof. dr. Dorothea Bartels de la Institutul de Fiziologie Moleculară și Biotehnologie a Plantelor (IMBIO) de la Universitatea din Bonn.
Interesele ei includ genele care sunt responsabile pentru toleranța la secetă. A devenit din ce în ce mai clar că această abilitate nu este rezultatul unei singure „gene miraculoase”. În schimb, sunt implicate o mulțime de gene, dintre care majoritatea se găsesc și la specii care nu fac față atât de bine secetei.
În studiul actual, echipa lui Bartel, împreună cu cercetătorii de la Universitatea din Michigan ( U.S.), a analizat genomul complet al Craterostigma plantagineum. Și aceasta este construită destul de complex: în timp ce majoritatea animalelor au două copii ale fiecărui cromozom - una de la mamă, una de la tată - Craterostigma are opt. Un astfel de genom „de opt ori” se mai numește și octoploid. Noi, oamenii, în schimb, suntem diploizi.
„O astfel de multiplicare a informațiilor genetice poate fi observată la multe plante care au evoluat în condiții extreme”, spune Bartels. Dar de ce este asta? Un motiv probabil: dacă o genă este prezentă în opt copii în loc de două, în principiu poate fi citită de patru ori mai repede. Prin urmare, un genom octoploid poate permite ca cantități mari dintr-o proteină necesară să fie produse foarte rapid. Această abilitate pare să fie, de asemenea, importantă pentru dezvoltarea toleranței la secetă.
În Craterostigma, unele gene asociate cu o toleranță mai mare la secetă sunt și mai mult replicate. Acestea includ așa-numitele ELIP-acronimul înseamnă „proteine inductibile de lumină timpurie”, deoarece sunt pornite rapid de lumină și protejează împotriva stresului oxidativ. Ele apar în număr mare de copii la toate speciile tolerante la secetă.
„Craterostigma are aproape 200 de gene ELIP care sunt aproape identice și sunt situate în grupuri mari de zece sau douăzeci de copii pe cromozomi diferiți”, Bartels. explică. Prin urmare, plantele tolerante la secetă pot utiliza o rețea extinsă de gene pe care le pot regla rapid în caz de secetă.
Speciile sensibile la secetă au de obicei aceleași gene, deși cu un număr mai mic de copii. Nici acest lucru nu este surprinzător: semințele și polenul majorității plantelor sunt adesea capabile să germineze după perioade lungi de timp fără apă. Deci au și un program genetic pentru a proteja împotriva secetei. „Cu toate acestea, acest program este în mod normal oprit la germinare și nu poate fi reactivat ulterior”, explică botanistul. „În plantele de înviere, dimpotrivă, rămâne activ.”
Toleranța la secetă, așadar, este ceva pe care marea majoritate a plantelor „poate face”. Genele care conferă această abilitate au apărut probabil foarte devreme în cursul evoluției. Cu toate acestea, aceste rețele sunt mai eficiente la speciile tolerante la secetă și, în plus, nu sunt active doar în anumite etape ale ciclului de viață.
Acestea fiind spuse, nici fiecare celulă din Craterostigma plantagineum are același „program de secetă”. Acest lucru a fost demonstrat de cercetătorii de la Universitatea din Düsseldorf, care au fost și ei implicați în studiu. De exemplu, diferite gene ale rețelei de secetă sunt active în rădăcini în timpul uscării decât în frunze. Această constatare nu este neașteptată: frunzele, de exemplu, trebuie să se protejeze împotriva efectelor dăunătoare ale soarelui. Ei sunt ajutați în acest sens de ELIP-uri, de exemplu. Cu suficientă umiditate, planta formează pigmenți fotosintetici care absorb cel puțin parțial radiațiile. Această protecție naturală eșuează în mare măsură în timpul secetei. Rădăcinile, în schimb, nu trebuie să-și facă griji cu privire la arsurile solare.
Studiul îmbunătățește înțelegerea de ce unele specii suferă atât de puțin din cauza secetei. Pe termen lung, ar putea, prin urmare, să contribuie la ameliorarea culturilor precum grâul sau porumbul care fac față mai bine secetei. În vremuri de schimbări climatice, acestea vor fi probabil mai solicitate ca niciodată în viitor.
Comentarii:
Adauga Comentariu