Нещодавно ідентифіковані гени можуть допомогти захистити врожай від повені,- дослідження
Дослідники з Університету Хіросіми наблизилися до визначення молекулярних процесів, що лежать в основі того, як повені позбавляють рослини кисню, і до того, як створити стійкіші культури.
За даними Світового банку, повені є глобальним ризиком, що загрожує життю та майну мільярдів людей. Ще більшій кількості людей загрожує голодна смерть через повінь: вода може затопити посіви.
Тепер дослідники наближаються до визначення молекулярних процесів, що лежать в основі того, як повені позбавляють рослини кисню, і до того, як створити стійкіші культури.
За допомогою метааналізу, який включає повторний масовий повторний аналіз даних інших досліджень, команда Вищої школи інтегрованих наук про життя Хіросімського університету виявила кілька загальних генів та пов'язаних з ними механізмів у рису (Oryza sativa) та крес-салату (Arabidopsis thaliana). ).
Свої результати вони опублікували у Life.
"Гіпоксія - це абіотичний стрес для рослин, часто викликаний повінню", - сказав перший автор Кейта Тамура, маючи на увазі кисневе голодування, спричинене перенасиченням. "Хоча багато досліджень було проведено раніше, ми думали, що приховані біологічні механізми можуть бути виявлені шляхом аналізу декількох досліджень за допомогою метааналізу загальнодоступних даних".
"Команда зосередилася на рисі та крес-салаті, оскільки генетика обох була ретельно вивчена, що дозволило отримати достатньо даних. За даними Консультативної групи з міжнародних сільськогосподарських досліджень, рис також вважається однією з найважливіших сільськогосподарських культур у світі, яка є основним продуктом харчування для більш ніж чотирьох мільярдів людей, тому розуміння того, як запобігти реакції рослин на гіпоксію має вирішальне значення",- сказав Томура.
Дослідники ідентифікували 29 пар даних секвенування РНК для крес-салату і 26 пар для рису для рослин як у нормальному, так і в кисневому стані доступних наборів даних. За словами автора-кореспондента професора Хідемаси Боно, секвенування РНК включає розшифровку генетичних креслень суб'єкта в певний момент, а це означає, що дані можуть бути використані для вивчення того, які гени викликали які зміни.
"Аналізуючи дані секвенування РНК про лікування гіпоксії у крес-салату і рису, ми визначили 40 і 19 зазвичай активованих і переважних генів в обох видів", - сказав Боно. «Серед них деякі фактори транскрипції WRKY та циннамат-4-гідроксилаза, роль яких у реакції на гіпоксію залишається невідомою, зазвичай підвищувалися як у крес-салаті, так і в рисі».
За словами Боно, ця нормальна активація означає, що ці молекулярні механізми стали більш активними при нестачі кисню, що вказує на те, що вони несуть особливу механістичну відповідальність за те, як рослини реагують.
Боно та Томура порівняли свої результати з аналогічним мета-аналізом гіпоксії у зразках клітин та тканин людини. Вони виявили, що два зазвичай активованих гени у рису і крес-салату були пригнічені у їхніх людських аналогів.
"Наш метааналіз передбачає різні молекулярні механізми при гіпоксії у рослин і тварин", - сказав Боно. Очікується, що гени-кандидати, виявлені у цьому дослідженні, прояснять нові молекулярні механізми реакції рослин на гіпоксію. Зрештою, ми плануємо маніпулювати одним із генів-кандидатів за допомогою технології редагування геному для створення рослин, стійких до повеней».
Також читайте: