Hiroshima ülikooli teadlased on jõudmas lähemale molekulaarsete protsesside avastamisele, mille taga on, kuidas üleujutused taimed hapnikust ilma jätavad. See aitab luua üleujutuskindlamaid põllukultuure. Phys.org portaal.
Maailmapanga hinnangul on üleujutused ülemaailmne oht, mis ohustab miljardite inimeste elusid ja vara. Veelgi rohkem inimesi ähvardab üleujutuste tõttu nälg: vesi võib saagi üle ujutada. Teadlased on nüüd tuvastamisele lähemal molekulaarsed protsessidüleujutuste tõttu taimed hapnikust ilma jäävad. See aitab luua vastupidavamaid põllukultuure.
Koos metaanalüüs, mis hõlmab üldiselt muude uuringute andmete uuesti analüüsimist, leidis Hiroshima ülikooli integreeritud bioteaduste kõrgkooli meeskond mitu ühist geenid ja sellega seotud mehhanismid riisis (Oryza sativa) ja Arabidopsises (Arabidopsis thaliana). Teadlased avaldasid oma uurimistulemused ajakirjas elu.
"Hüpoksia on taimede abiootiline stress, mida sageli põhjustavad üleujutused," ütles uuringu kaasautor Keita Tamura, viidates üleküllastumisest tingitud hapnikupuudusele. "Kuigi varem on tehtud palju uuringuid, arvasime, et see on varjatud bioloogilised mehhanismid saab avastada, analüüsides mitut uuringut, kasutades avalikult kättesaadavate andmete metaanalüüsi.
Töörühm keskendus riisile ja kressile, kuna mõlema liigi geneetikat oli varem põhjalikult uuritud. Tamura sõnul peetakse riisi ka üheks kõige olulisemaks põllukultuuriks maailmas, mis on peamine toidutoode Rahvusvaheliste põllumajandusuuringute nõuanderühma andmetel enam kui neljale miljardile inimesele, et mõista, kuidas vältida taime reageerimist hüpoksia, on ülioluline.
Teadlased tuvastasid olemasolevatest andmekogumitest 29 paari RNA sekveneerimise andmeid Arabidopsise ja 26 paari riisi kohta nii normaalsetes kui hapnikuvaeguses tingimustes. Professor Hidemasa Bono sõnul hõlmab RNA sekveneerimine subjekti geneetilise plaani dešifreerimist antud punktis, mis tähendab, et andmeid saab kasutada selleks, et uurida, millised geenid milliseid muutusi põhjustasid.
"RNA sekveneerimise andmete analüüsimisel tuvastasime mõlemas liigis 40 ja 19 üles- ja allareguleeritud geeni, " ütles Bono. "Nende hulgas olid mõned WRKY transkriptsioonifaktorid ja tsinnamaat-4-hüdroksülaas, mille roll hüpoksia vastuses on teadmata, üldiselt nii Arabidopsis kui ka riisis ülesreguleeritud."
Bono sõnul tähendab see üldine ülesreguleerimine seda, et need molekulaarsed mehhanismid muutuvad hapnikupuuduse korral aktiivsemaks, mis näitab nende spetsiifilist mehhaanilist vastutust taimede reageerimise eest.
Bono ja Tamura võrdlesid oma tulemusi sarnase hüpoksia metaanalüüsiga inimese rakkudes ja koeproovides. Nad leidsid, et kaks tavaliselt aktiveeritud geeni riis ja Arabidopsis suruti maha nende inimkaaslastes.
"Meie metaanalüüs viitab taimede ja loomade hüpoksia erinevatele molekulaarsetele mehhanismidele, " ütles Bono. "Selles uuringus tuvastatud kandidaatgeenid peaksid valgustama uusi molekulaarseid mehhanisme taimede reageerimisel hüpoksiale. Lõppkokkuvõttes kavatseme genoomi redigeerimise tehnoloogiaga manipuleerida ühte kandidaatgeenidest, et luua üleujutuskindlaid taimi.