Hirosimas universitātes pētnieki tuvojas molekulāro procesu atklāšanai, kas ir pamatā tam, kā plūdi atņem augiem skābekli. Tas palīdzēs izveidot pret plūdiem izturīgākas kultūras. Phys.org portāls.
Saskaņā ar Pasaules Bankas datiem plūdi ir globāls risks, kas apdraud miljardu cilvēku dzīvības un īpašumu. Vēl vairāk cilvēku apdraud bads plūdu dēļ: ūdens var appludināt ražu. Pētnieki tagad ir tuvāk identificēšanai molekulārie procesiplūdi atņem augiem skābekli. Tas palīdzēs izveidot izturīgākas kultūras.
Ar metaanalīze, kas ietver citu pētījumu datu atkārtotu analīzi kopumā, Hirosimas Universitātes Integrēto dzīvības zinātņu augstskolas komanda atklāja vairākas kopīgas gēni un saistītie mehānismi rīsos (Oryza sativa) un Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Zinātnieki savus pētījumu rezultātus publicēja žurnālā dzīve.
"Hipoksija ir abiotisks stress augiem, ko bieži izraisa plūdi," sacīja pētījuma līdzautore Keita Tamura, atsaucoties uz skābekļa trūkumu, ko izraisa pārsātinājums. "Lai gan pagātnē ir veikts daudz pētījumu, mēs domājām, ka tas ir slēpts bioloģiskie mehānismi var atklāt, analizējot vairākus pētījumus, izmantojot publiski pieejamo datu metaanalīzi.
Komanda koncentrējās uz rīsiem un kresēm, jo abu sugu ģenētika iepriekš bija plaši pētīta. Pēc Tamura teiktā, rīsi tiek uzskatīti arī par vienu no svarīgākajām kultūrām pasaulē, kas kalpo par galveno pārtikas produkts vairāk nekā četriem miljardiem cilvēku, saskaņā ar Starptautiskās lauksaimniecības pētījumu padomdevēju grupas datiem, lai saprastu, kā novērst augu reakciju uz hipoksija, ir izšķiroša nozīme.
No pieejamajām datu kopām pētnieki identificēja 29 pārus RNS sekvencēšanas datu par Arabidopsis un 26 pārus rīsiem gan normālos, gan skābekļa deficīta apstākļos. Saskaņā ar profesora Hidemasa Bono teikto, RNS sekvencēšana ietver subjekta ģenētiskā projekta atšifrēšanu noteiktā punktā, kas nozīmē, ka datus var izmantot, lai izpētītu, kuri gēni izraisīja kādas izmaiņas.
"Analizējot RNS sekvencēšanas datus, mēs abās sugās identificējām 40 un 19 pārregulētus un pazeminātus gēnus," sacīja Bono. "Starp tiem daži WRKY transkripcijas faktori un cinnamāta-4-hidroksilāze, kuru loma reakcijā uz hipoksiju joprojām nav zināma, parasti tika regulēti gan Arabidopsis, gan rīsos."
Pēc Bono domām, šī vispārējā regulēšana nozīmē, ka šie molekulārie mehānismi kļūst aktīvāki, ja trūkst skābekļa, norādot uz to īpašo mehānisko atbildību par to, kā augi reaģē.
Bono un Tamura salīdzināja savus rezultātus ar līdzīgu hipoksijas metaanalīzi cilvēka šūnās un audu paraugos. Viņi atklāja, ka divi no parasti aktivizētajiem gēniem rīsi un Arabidopsis tika apspiesti viņu līdzinieku cilvēkos.
"Mūsu metaanalīze liecina par dažādiem molekulāriem mehānismiem hipoksijai augiem un dzīvniekiem," sacīja Bono. "Paredzams, ka šajā pētījumā identificētie kandidātu gēni parādīs jaunus molekulāros mehānismus augu reakcijai uz hipoksiju. Galu galā mēs plānojam manipulēt ar vienu no kandidātgēniem ar genoma rediģēšanas tehnoloģiju, lai izveidotu plūdus izturīgus augus.