კალიფორნიის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა აღმოაჩინეს გენეტიკური მონაცემები, რომლებიც დაეხმარება საკვებ კულტურებს, როგორიცაა პომიდორი და ბრინჯი, გადარჩნენ უფრო ხანგრძლივი, უფრო ინტენსიური გვალვის პერიოდებში ჩვენს დათბობის პლანეტაზე.
ბოლო ათწლეულის განმავლობაში მკვლევარები ცდილობდნენ შეექმნათ მოსავლის ფესვების მოლეკულური ატლასი, სადაც მცენარეები პირველად აღმოაჩენდნენ გვალვის და სხვა ეკოლოგიური საფრთხეების შედეგებს. ამით მათ აღმოაჩინეს გენები, რომლებიც მეცნიერებს შეუძლიათ გამოიყენონ მცენარეების ამ სტრესისგან დასაცავად. მათი ნაშრომი გამოქვეყნდა 20 მაისს ჟურნალში მობილური, მიაღწია ფესვის ფუნქციების მაღალ ხარისხს, რადგან ის აერთიანებდა გენეტიკურ მონაცემებს პომიდვრის ფესვების სხვადასხვა უჯრედებიდან, რომლებიც გაიზარდა როგორც შიდა, ისე გარეთ.
„ხშირად, მკვლევარები ატარებენ ლაბორატორიულ და სათბურის ექსპერიმენტებს, მაგრამ ფერმერები აწარმოებენ ნივთებს მინდორში და ეს მონაცემები ასევე ათვალიერებს მინდვრის ნიმუშებს“, - თქვა ნელიმა სინჰამ, UC Davis-ის მცენარეთა ბიოლოგიის პროფესორმა და ნაშრომის თანაავტორმა. ამ მონაცემებმა მოიპოვა ინფორმაცია გენების შესახებ, რომლებიც ეუბნებიან მცენარეს სამი ძირითადი რამის შექმნას.
Xylem არის ღრუ, მილის მსგავსი ჭურჭელი, რომელიც გადააქვს წყალი და საკვები ნივთიერებები ფესვებიდან ყლორტებამდე. ქსილემში ტრანსპორტის გარეშე მცენარე ვერ ქმნის საკუთარ საკვებს ფოტოსინთეზის გზით. „ქსილემი ძალიან მნიშვნელოვანია მცენარეების გასაძლიერებლად გვალვისგან, აგრეთვე მარილისა და სხვა სტრესებისგან“, - თქვა კვლევის წამყვანმა ავტორმა სიობჰან ბრედიმ, მცენარეთა ბიოლოგიის პროფესორმა UC Davis-ში.
თავის მხრივ, ქსილემში მცენარეული მინერალების ტრანსპორტირების გარეშე ადამიანებსა და სხვა ცხოველებს ნაკლები ვიტამინები და საკვები ნივთიერებები ექნებათ, რაც აუცილებელია ჩვენი გადარჩენისთვის. ქსილემის ფორმირებისთვის საჭირო რამდენიმე ტიპიური მოთამაშის გარდა, ნაპოვნი იქნა ახალი და გასაკვირი გენები.
გენების მეორე ძირითადი ნაკრები არის ის, რომელიც მიმართავს ფესვის გარე ფენას ლიგნინისა და სუბერინის წარმოებისთვის. სუბერინი არის კორპის მთავარი ნივთიერება და ის გარს აკრავს მცენარის უჯრედებს სქელი ფენით, რომელიც წყალში ინახება გვალვის დროს. ისეთ კულტურებს, როგორიცაა პომიდორი და ბრინჯი, ფესვებში სუბერინი აქვს. ვაშლის ნაყოფს აქვს სუბერინი გარე უჯრედების გარშემო. ყველგან, სადაც ეს მოხდება, ის ხელს უშლის მცენარეს წყლის დაკარგვაში. ლიგნინი ასევე ასუფთავებს უჯრედებს და უზრუნველყოფს მექანიკურ მხარდაჭერას.
„სუბერინი და ლიგნინი გვალვისგან დაცვის ბუნებრივი ფორმებია და ახლა, როდესაც გამოვლენილია გენები, რომლებიც მათ კოდირებს უჯრედების ამ ძალიან სპეციფიკურ ფენაში, ეს ნაერთები შეიძლება გაძლიერდეს“, - თქვა კვლევის თანაავტორმა ჯულია ბეილი-სერესმა, UC. რივერსაიდის გენეტიკის პროფესორი. „მოხარული ვარ, რომ ბევრი რამ ვისწავლეთ ტენიანობის ბარიერის ფენის მარეგულირებელი გენების შესახებ. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია იმისთვის, რომ შევძლოთ კულტურების გვალვისადმი ტოლერანტობის გაუმჯობესება“, - თქვა მან.
გენები, რომლებიც კოდირებს მცენარის ფესვის მერისტემს, ასევე საოცრად მსგავსი აღმოჩნდა პომიდორს, ბრინჯსა და არაბიდოპსისს, სარეველების მსგავს სამოდელო მცენარეს შორის. მერისტემი არის თითოეული ფესვის მზარდი წვერი და ის არის ფესვის შემადგენელი ყველა უჯრედის წყარო.
"ეს არის რეგიონი, რომელიც აპირებს ფესვის დანარჩენ ნაწილს და მისი ღეროვანი უჯრედების ნიშას წარმოადგენს", - თქვა ბეილი-სერესმა. „ეს კარნახობს თავად ფესვების თვისებებს, მაგალითად, რამდენად დიდი გახდება ისინი. ამის ცოდნა დაგვეხმარება უკეთესი ფესვთა სისტემების განვითარებაში“.
ბრედიმ განმარტა, რომ როდესაც ფერმერები დაინტერესებულნი არიან კონკრეტული მოსავლით, ისინი ირჩევენ მცენარეებს, რომლებსაც აქვთ ისეთი თვისებები, რომლებიც მათ შეუძლიათ ნახონ, როგორიცაა უფრო დიდი, უფრო მიმზიდველი ხილი. ბევრად უფრო რთულია სელექციონერებისთვის ისეთი მცენარეების შერჩევა, რომლებსაც მიწის ქვემოთ ვერ ხედავენ.
„მცენარის „ფარული ნახევარი“ მიწის ქვეშ, მნიშვნელოვანია სელექციონერებისთვის, რათა განიხილონ, სურთ თუ არა მცენარის წარმატებით გაშენება“, - თქვა ბრედმა. „მცენარის ფესვების მერისტემის შეცვლა დაგვეხმარება უფრო სასურველი თვისებების მქონე კულტურების შემუშავებაში“.
მიუხედავად იმისა, რომ ამ კვლევამ მხოლოდ სამი მცენარე გააანალიზა, გუნდი თვლის, რომ დასკვნები შეიძლება უფრო ფართოდ იქნას გამოყენებული. „პომიდორი და ბრინჯი ერთმანეთისგან 125 მილიონ წელზე მეტი ხნის ევოლუციით არიან დაშორებული, მაგრამ ჩვენ მაინც ვხედავთ მსგავსებას გენებს შორის, რომლებიც აკონტროლებენ ძირითად მახასიათებლებს“, - თქვა ბეილი-სერესმა. ”სავარაუდოა, რომ ეს მსგავსება სხვა კულტურებისთვისაც მართებულია.”