راز باستانی گوجه فرنگی فاش شد - کنفرانس هکا

به گزارش خبرنگاران ، گیاهان نیز مانند انسان تکامل ژنتیکی دارند و در این مورد نیز کاملا منحصربه فرد هستند.

به نقل از ایسنا، محققان آزمایشگاه کُلد اسپرینگ هاربور(Cold Spring Harbor) چیزی را کشف کردند که بیش از 125 میلیون سال رخ دادن آن به طول می انجامد و پیچیدگی های ژنتیک گیاهان را نشان می دهد.

این ممکن است کلید درک چگونگی تنظیم ژن ها در گیاهان باشد. به طور کلی، اهمیت این موضوع این جاست که می توانیم با درک بهتر ژنتیک گیاهی یک محصول را به طور کامل مهندسی کنیم. به عنوان مثال، ژنومیک گیاه از زمانی که آزمایشگاه نقش مهمی در توالی یابی اولین ژنوم گیاه ایفا کرد، به طور قابل توجهی تکامل یافته است. با این حال، کوشش برای دستکاری صفات محصولات به وسیله جهش های دی ان ای هنوز چالش برانگیز است.

محققان کوشش های خود را بر درک این موضوع متمرکز کردند که چرا جهش های دی ان ای یکسان در گیاهان مختلف به طور مداوم صفات محصول مورد نظر را ایجاد نمی نمایند.

با استفاده از نمونه هایی از گیاهان گوجه فرنگی و رَشادی گوش موشی(Arabidopsis thaliana)، آنها می توانند متوجه شوند که کلید این امر در سیستم های نظارتی متنوعی است که به وسیله یک ژن به کار می رود. قلب این مطالعه حول ژن CLV3 می چرخد.

دانشمندان از روش های تازه ویرایش ژنوم برای ایجاد بیش از 70 گونه جهش یافته از هر دو گیاه گوجه فرنگی و رَشادی گوش موشی استفاده کردند. هر جهش دی ان ای یک تنظیمات اطراف ژن CLV3 را مورد هدف قرار می دهد. این به محققان اجازه داد تا اثرات آن را بر رشد و نمو گیاهان مشاهده نمایند.

با کمال تعجب، این مطالعه نشان داد که این دو گونه گیاهی از سیستم های تنظیمی بسیار متفاوتی برای کنترل یک ژن استفاده می نمایند. این تفاوت با اصلاح و بهبود فرآیند ژنتیکی مرتبط است که در طول 125 میلیون سال تکامل ایجاد شده است.

دانیل سیرن(Danielle Ciren)، فارغ التحصیل دانشکده علوم زیستی کُلد اسپرینگ هاربور که این مطالعه را رهبری کرد، بر اهمیت CLV3 در رشد طبیعی گیاه تأکید کرد.

او شرح می دهد: اگر این ژن دقیقا در زمان مشخص فعال نمی شد، گیاهان بسیار متفاوت به نظر می رسیدند. همه میوه ها بزرگ می شدند و ایده آل نبودند. نمی توان به اجداد مشترک نگاه کرد زیرا آنها دیگر وجود ندارند. بنابراین سخت است که بگوییم حالت اولیه گیاهان چه بوده و چگونه همه چیز با هم ترکیب شده است.

ساده ترین شرح این است که یک عنصر نظارتی وجود دارد که در بعضی ظرفیت ها حفظ شده است و به روش های ظریفی تغییر یافته است که این کمی غیرمنتظره است.

تعادل پیچیده بین رشد و عملکرد، چالشی را برای مهندسان محصولات ایجاد می نماید. سیرن این معضل را اظهار داشت. او گفت که دریافت صفات بهبود یافته اغلب شامل قربانی کردن سایر ویژگی های گیاه است.

این مطالعه نشان داد که جهش های نزدیک به ابتدای ژن CLV3 برای گوجه فرنگی به طور قابل توجهی بر میزان آن تاثیر می گذارد. در مقابل، رَشادی گوش موشی به اختلالاتی در هر دو قسمت ژن احتیاج داشت. این نشانه واضحی از واگرایی در مسیرهای تکاملی است.

پیامدهای این پژوهش بسیار گسترده است. درک عدم یکنواختی در تنظیم ژنتیکی در بین گونه های گیاهی می تواند رویکرد ما را به مهندسی ژنوم محصولات کشاورزی تغییر دهد تا بتوانیم آن را بهتر پیش بینی کنیم.

5858