Hiroshiman yliopiston tutkijat ovat alkamassa paljastaa molekyyliprosesseja, joiden taustalla on se, kuinka tulvat riistävät kasveista happea. Tämä auttaa luomaan enemmän tulvia sietäviä satoja. Phys.org portaali.
Maailmanpankin mukaan tulvat ovat globaali riski, joka uhkaa miljardien ihmisten henkeä ja omaisuutta. Vielä useampia ihmisiä uhkaa nälkä tulvien seurauksena: vesi voi tulvii sadon. Tutkijat ovat nyt lähempänä tunnistamista molekyyliprosessejataustalla, kuinka tulvat riistävät kasveista happea. Tämä auttaa luomaan kestävämpiä kasveja.
Kanssa meta-analyysiHiroshiman yliopiston Integrated Life Sciences Graduate School of Integrated Life Sciences -koulun tiimi löysi useita yhteisiä geenejä ja siihen liittyvät mekanismit riisissä (Oryza sativa) ja Arabidopsisissa (Arabidopsis thaliana). Tutkijat julkaisivat tutkimustuloksensa lehdessä elämä.
"Hypoksia on kasvien abioottinen stressi, joka johtuu usein tulvista", sanoi tutkimuksen toinen kirjoittaja Keita Tamura viitaten ylikyllästymisen aiheuttamaan hapenpuutteeseen. "Vaikka aiemmin on tehty paljon tutkimusta, luulimme sen olevan piilossa biologisia mekanismeja voidaan löytää analysoimalla useita tutkimuksia käyttämällä julkisesti saatavilla olevien tietojen meta-analyysiä."
Ryhmä keskittyi riisiin ja vesikrassiin, koska molempien lajien genetiikkaa oli aiemmin tutkittu laajasti. Tamuran mukaan riisiä pidetään myös yhtenä maailman tärkeimmistä viljelykasveista, joka toimii pääasiallisena elintarviketuote Kansainvälisen maataloustutkimuksen neuvoa-antavan ryhmän mukaan yli neljälle miljardille ihmiselle, joten ymmärrämme, kuinka estää kasvi reagoimasta hypoksia, on ratkaisevaa.
Tutkijat tunnistivat saatavilla olevista tietoaineistoista 29 paria RNA-sekvensointitietoja Arabidopsikselle ja 26 paria riisille sekä normaaleissa että happivajeissa. Professori Hidemasa Bonon mukaan RNA-sekvensointi käsittää potilaan geneettisen suunnitelman purkamisen tietyssä pisteessä, mikä tarkoittaa, että dataa voidaan käyttää tutkimaan, mitkä geenit aiheuttivat mitkä muutokset.
"Analysoimalla RNA-sekvensointitietoja tunnistimme molemmissa lajeissa 40 ja 19 ylös- ja alasäädeltyä geeniä", Bono sanoi. "Niiden joukossa jotkin WRKY-transkriptiotekijät ja cinnamaatti-4-hydroksylaasi, joiden roolia hypoksiaan reagoinnissa on edelleen tuntematon, säädeltiin yleensä sekä Arabidopsiksessa että riisissä."
Bonon mukaan tämä yleinen ylössäätely tarkoittaa, että nämä molekyylimekanismit aktivoituvat hapen puutteessa, mikä osoittaa niiden erityisen mekaanisen vastuun siitä, miten kasvit reagoivat.
Bono ja Tamura vertasivat tuloksiaan samanlaiseen meta-analyysiin ihmissolujen ja kudosnäytteiden hypoksiasta. He havaitsivat, että kaksi yleisesti aktivoiduista geeneistä riisi ja Arabidopsis tukahdutettiin heidän ihmiskumppaneinaan.
"Meta-analyysimme ehdottaa erilaisia molekyylimekanismeja kasvien ja eläinten hypoksialle", Bono sanoi. "Tässä tutkimuksessa tunnistettujen ehdokasgeenien odotetaan valaisevan uusia molekyylimekanismeja kasvien vasteessa hypoksiaan. Viime kädessä aiomme manipuloida yhtä ehdokasgeeneistä genomin muokkaustekniikalla luodaksemme tulvia sietäviä kasveja.