იმის გამო, რომ კლიმატის ცვლილება მოსალოდნელია გვალვის უფრო გახშირებულ პერიოდებს, მკვლევარები სულ უფრო ხშირად მუშაობენ აღმოჩენების გასაკეთებლად, რომლებიც დაეხმარება მცენარეებს ადაპტაციაში გახანგრძლივებულ წყლის სტრესთან.
ბოის ტომპსონის ინსტიტუტისა და კორნელის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა დაასრულეს პირველი კვლევა, რომელიც ასახავს ხილში წყლის სტრესის საპასუხოდ გენის ექსპრესიის ცვლილებების ყოვლისმომცველ სურათს - პომიდორში, Solanum lycopersicum - გენების იდენტიფიცირება, რომლებიც შეიძლება დაეხმარონ მცენარის სელექციონერებს განავითარონ ხილი, რომელსაც შეუძლია გაუმკლავდეს. გვალვის პირობები.
გამოქვეყნებულია დეკემბრის ნომერში მცენარეთა ფიზიოლოგია, სამუშაოს ხელმძღვანელობდა კარმენ კატალას კვლევითი ჯგუფი, ასისტენტ პროფესორი BTI-ში და უფროსი კვლევითი თანაშემწე კორნელის მცენარეთა ინტეგრაციული მეცნიერების სკოლაში (SIPS). თანამშრომელი მკვლევარები არიან ჯოსლინ როუზი, SIPS-ის პროფესორი და BTI პროფესორები ჯიმ ჯოვანიონი, ჟანჯუნ ფეი და ლუკას მიულერი, რომლებიც ასევე არიან SIPS-ის დამხმარე პროფესორები.
„ჩვენ დავადგინეთ მრავალი გენი, რომლებიც მონაწილეობენ წყლის სტრესის რეაქციაში პომიდვრის ნაყოფში“, - თქვა კატალამ. „ახლა შეგვიძლია დავიწყოთ კანდიდატი გენების შერჩევა, რომლებიც სელექციონერებს შეეძლებათ გვალვის პირობებთან ადაპტირებაში მყოფი ხილისა და არა მხოლოდ პომიდვრის, არამედ ზოგადად ყურძნის, ვაშლის და ხორციანი ხილის განვითარებაში. ეს არის ამ მონაცემების გრძელვადიანი პოტენციური გამოყენება. ”
მკვლევარებმა გამოიკვლიეს გენის ექსპრესია პომიდვრის ფოთლებში და ექვს ნაყოფის ორგანოში (პერიკარპი, პლაცენტა, ძგიდის ძგიდე, კოლუმელა, ჟელე და თესლები) ორ განსხვავებულ დროში (მზარდი და მწიფე ხილი) და ოთხი განსხვავებული წყლის სტრესის პირობებში (არცერთი, რბილი, შუალედური და ძლიერი).
მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ ნაყოფის ორგანოების თითოეული ქსოვილი დროთა განმავლობაში უნიკალური გზით იცვლებოდა.
„გამოხატული გენების 1%-ზე ნაკლები, რომლებიც გავლენას ახდენდა წყლის სტრესით, იყო გაზიარებული ექვსივე ხილის ქსოვილში და დაზარალებული გენების 50%-ზე მეტი სპეციფიკური იყო ერთი ქსოვილისთვის“, - თქვა კატალამ.
გვალვის ნეგატიური ზემოქმედებისგან განსხვავებით, რომელიც იწვევს ფიზიოლოგიურ დარღვევებს და ნაყოფის დაკარგვას, გვალვასთან ასოცირდება გარკვეული დადებითი ეფექტები - ყოველ შემთხვევაში, ზომიერ გვალვასთან.
მაგალითად, მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ წყლის სტრესი ზრდის ლიკოპენის რაოდენობას მწიფე ხილში. ლიკოპენი არის ანტიოქსიდანტი, რომელსაც აქვს დოკუმენტირებული ჯანმრთელობის სარგებელი. წყალზე დაძაბულ ხილს ასევე ჰქონდა სახამებლის ბიოსინთეზის უფრო მაღალი დონე, რამაც შეიძლება უფრო ტკბილი პომიდორი გამოიღო.
მკვლევარებმა ასევე დაადგინეს, რომ მათ შეუძლიათ პომიდვრის „გაწვრთნა“ უფრო მდგრადი იყოს მომავალი წყლის გვალვის მიმართ.
„როდესაც ჩვენ დავთესეთ თესლი დამუშავებული მცენარეებიდან, აღმოვაჩინეთ, რომ სტრესული პომიდვრის ნერგები უკეთესად აღადგენდნენ წყლის სტრესს საკონტროლო პომიდვრის ნერგებთან შედარებით“, - თქვა ფილიპ ნიკოლასმა, კატალას ლაბორატორიის პოსტდოქტორანტმა და ნაშრომის პირველმა ავტორმა.
ნიკოლას თქმით, მათ დაადგინეს რამდენიმე გენი, რომელთა გამოხატულება გამოწვეულია წყლის სტრესით მომწიფებულ თესლებში, რამაც შეიძლება მნიშვნელოვანი როლი შეასრულოს მცენარეთა შემდეგი თაობისთვის წყლის სტრესის ტოლერანტობის მინიჭებაში.
კვლევა რამდენიმე თვალსაზრისით რთული იყო, რადგან მკვლევარები ხილს უყურებდნენ. გვალვის სტრესზე მცენარეთა რეაგირების კვლევების უმეტესობა იკვლევს ნერგების ფესვებს და ფოთლებს, რადგან მათი შესწავლა შედარებით მარტივია.
„ნერგების დაძაბვა შედარებით ადვილია, მაგრამ თუ მცენარეებს ზედმეტად აწესებთ, ისინი არ ყვავილობენ და ნაყოფს არ განავითარებენ“, - თქვა კატალამ. „პლუს, როცა ხილის შესწავლა გინდა, უნდა გაიზარდო ზრდასრული მცენარეები, რასაც მეტი დრო, ადგილი და საერთო რესურსი სჭირდება“.