Рәсем: Үсемлекләрне торгызуның традицион ысуллары үсемлекләрнең үсеш регуляторларын, мәсәлән, гормоннарны куллануны таләп итә, алар төрләргә хас һәм күп хезмәт таләп итә ала. Яңа тикшеренүдә галимнәр үсемлек күзәнәкләренең дидефференциациясендә (күзәнәк пролиферациясе) һәм редифференциациясендә (органогенез) катнашкан геннарның функциясен һәм экспрессиясен көйләү юлы белән үсемлекләрне торгызуның яңа системасын эшләделәр. Тулырак карагыз
Үсемлекләрне торгызуның традицион ысуллары куллануны таләп итәүсемлекләр үсешен көйләүчеләрмәсәләнгормонs, ул төрләргә хас һәм күп хезмәт таләп итә ала. Яңа тикшеренүдә галимнәр үсемлек күзәнәкләренең дидефференциациясендә (күзәнәк пролиферациясе) һәм редифференциациясендә (органогенез) катнашкан геннарның функциясен һәм экспрессиясен көйләү юлы белән үсемлекләрне регенерацияләүнең яңа системасын эшләделәр.
Үсемлекләр күп еллар дәвамында хайваннар һәм кешеләр өчен төп азык чыганагы булып тора. Моннан тыш, үсемлекләр төрле фармацевтик һәм терапевтик кушылмаларны алу өчен кулланыла. Ләкин аларны дөрес кулланмау һәм азыкка ихтыяҗның артуы үсемлекләр селекциясенең яңа ысулларына ихтыяҗны күрсәтә. Үсемлекләр биотехнологиясендәге казанышлар климат үзгәрешләренә чыдамрак һәм нәтиҗәлерәк булган генетик модификацияләнгән (ГМ) үсемлекләр җитештерү юлы белән киләчәктә азык-төлек җитмәү проблемасын хәл итә ала.
Әлбәттә, үсемлекләр бер "тотипотент" күзәнәктән (берничә күзәнәк төрен барлыкка китерә ала торган күзәнәк) төрле структуралы һәм функцияле күзәнәкләргә диперфенциацияләү һәм редифференциацияләү юлы белән бөтенләй яңа үсемлекләрне торгыза ала. Мондый тотипотент күзәнәкләрне үсемлек тукымалары культурасы аша ясалма рәвештә кондицияләү үсемлекләрне саклау, үрчетү, трансген төрләр җитештерү һәм фәнни тикшеренү максатларында киң кулланыла. Гадәттә, үсемлекләрне регенерацияләү өчен тукыма культурасы күзәнәкләр дифференциациясен контрольдә тоту өчен ауксиннар һәм цитокининнар кебек үсемлек үсеше регуляторларын (ГРР) куллануны таләп итә. Ләкин, оптималь гормональ шартлар үсемлек төренә, культура шартларына һәм тукыма төренә карап сизелерлек үзгәрергә мөмкин. Шуңа күрә, оптималь тикшеренү шартларын булдыру вакытны һәм хезмәтне күп таләп итә торган эш булырга мөмкин.
Бу проблеманы хәл итү өчен, доцент Томоко Икава, Чиба Университетыннан доцент Май Ф. Минамикава, Нагоя Университетының Био-авыл хуҗалыгы фәннәре аспирантурасыннан профессор Хитоши Сакакибара һәм RIKEN CSRS белгеч техник белгече Микико Коджима белән берлектә, үсемлекләрне көйләү аша контрольдә тоту өчен универсаль ысул эшләделәр. Үсемлекләрнең регенерациясенә ирешү өчен "үсеш ягыннан көйләнгән" (DR) күзәнәк дифференциациясе геннарын экспрессияләү. 2024 елның 3 апрелендә "Үсемлек фәне чикләре"нең 15 нче томында бастырылган доктор Икава үзләренең тикшеренү эшләре турында өстәмә мәгълүмат бирде: "Безнең система тышкы PGR кулланмый, ә күзәнәк дифференциациясен контрольдә тоту өчен транскрипция факторы геннарын куллана. Бу имезүчеләрдә барлыкка килгән плюрипотент күзәнәкләргә охшаган".
Тикшеренүчеләр Arabidopsis thaliana үсемлегеннән (үлгеч үсемлек буларак кулланылган) ике DR генын, BABY BOOM (BBM) һәм WUSCHEL (WUS) эктопик рәвештә экспрессияләделәр һәм аларның тәмәке, салат һәм петуния тукыма культураларында дифференциацияләнүгә йогынтысын тикшерделәр. BBM эмбриональ үсешне көйләүче транскрипция факторын кодлый, ә WUS үсентенең апикаль меристемасы өлкәсендә күзәнәк үзенчәлеген саклаучы транскрипция факторын кодлый.
Аларның экспериментлары күрсәткәнчә, тәмәке яфрагы тукымаларында күзәнәкләр дифференциациясен стимуллаштыру өчен Arabidopsis BBM яки WUS экспрессиясе генә җитми. Киресенчә, функциональ яктан көчәйтелгән BBM һәм функциональ яктан үзгәртелгән WUS бергә экспрессияләнүе тизләтелгән автоном дифференциация фенотипын стимуллаштыра. ПЦР кулланмыйча, трансген яфрак күзәнәкләре каллуска (оешмаган күзәнәк массасы), яшел органсыман структураларга һәм адвентив бөреләргә дифференциацияләнә. Ген транскриптларын санлаштыру өчен кулланыла торган ысул - санлы полимераз чылбыр реакциясе (qPCR) анализы Arabidopsis BBM һәм WUS экспрессиясенең трансген каллуслар һәм үсентеләр формалашуы белән корреляцияләнүен күрсәтте.
Фитогормоннарның күзәнәк бүленешендә һәм дифференциациясендә мөһим ролен исәпкә алып, тикшеренүчеләр трансген үсемлек культураларында алты фитогормонның, атап әйткәндә, ауксин, цитокинин, абсциз кислотасы (ABA), гиббереллин (GA), жасмон кислотасы (JA), салицил кислотасы (SA) һәм аның метаболитларының дәрәҗәсен саннар белән билгеләделәр. Аларның нәтиҗәләре күрсәткәнчә, күзәнәкләр органнарга дифференциацияләнгән саен актив ауксин, цитокинин, ABA һәм актив булмаган GA дәрәҗәләре арта, бу аларның үсемлек күзәнәкләренең дифференциациясендә һәм органогенезындагы ролен күрсәтә.
Моннан тыш, тикшеренүчеләр актив дифференциация күрсәтүче трансген күзәнәкләрдә ген экспрессиясе үрнәкләрен бәяләү өчен ген экспрессиясенең сыйфат һәм сан анализы ысулы булган РНК секвенирлау транскриптомнарын кулландылар. Аларның нәтиҗәләре күзәнәк пролиферациясе һәм ауксин белән бәйле геннарның дифференциаль рәвештә көйләнгән геннарга бай булуын күрсәтте. qPCR кулланып алга таба тикшерү трансген күзәнәкләрдә дүрт ген экспрессиясенең артуын яки кимүен күрсәтте, шул исәптән үсемлек күзәнәкләренең дифференциациясен, метаболизмын, органогенезын һәм ауксин җавабын көйләүче геннар.
Гомумән алганда, бу нәтиҗәләр үсемлекләрне регенерацияләүгә тышкы ПЦР куллануны таләп итмәгән яңа һәм күпкырлы алымны ача. Моннан тыш, бу тикшеренүдә кулланылган система үсемлек күзәнәкләре дифференциациясенең төп процессларын аңлавыбызны яхшыртырга һәм файдалы үсемлек төрләренең биотехнологик сайлавын яхшыртырга мөмкин.
Доктор Икава үз эшенең мөмкин булган кулланылышларын билгеләп үтеп, болай диде: "Хәбәр ителгән система ПЦР кирәк булмыйча трансген үсемлек күзәнәкләренең күзәнәк дифференциациясен стимуллаштыру коралы белән үсемлекләр селекциясен яхшырта ала. Шуңа күрә, трансген үсемлекләр продукт буларак кабул ителгәнче, җәмгыять үсемлекләр селекциясен тизләтәчәк һәм аңа бәйле җитештерү чыгымнарын киметәчәк".
Доцент Томоко Игава турында Доктор Томоко Икава - Япониянең Чиба университетының Молекуляр үсемлек фәннәре үзәгенең Бакчачылык буенча аспирантура мәктәбендә һәм Космик авыл хуҗалыгы һәм бакчачылык тикшеренүләре үзәгендә ассистент-профессор. Аның тикшеренү кызыксынулары арасында үсемлекләрнең җенси үрчүе һәм үсеше, шулай ук үсемлек биотехнологиясе бар. Аның эше төрле трансген системалар ярдәмендә җенси үрчүнең молекуляр механизмнарын һәм үсемлек күзәнәкләре дифференциациясен аңлауга юнәлтелгән. Аның бу өлкәләрдә берничә публикациясе бар һәм Япония Үсемлекләр Биотехнологиясе Җәмгыяте, Япония Ботаника Җәмгыяте, Япония Үсемлекләр Селекциясе Җәмгыяте, Япония Үсемлек Физиологлары Җәмгыяте һәм Үсемлекләрнең Җенси Үрчүен Өйрәнү буенча Халыкара Җәмгыять әгъзасы.
Гормоннарны тышкы кулланусыз трансген күзәнәкләрнең автоном дифференциациясе: эндоген геннар экспрессиясе һәм фитогормоннарның үз-үзен тотышы
Авторлар тикшеренүнең потенциаль мәнфәгатьләр конфликты буларак аңлашылырга мөмкин булган коммерция яки финанс мөнәсәбәтләре булмаганда үткәрелүен белдерәләр.
Кисәтү: AAAS һәм EurekAlert EurekAlert сайтында бастырылган матбугат релизларының дөреслеге өчен җаваплы түгел! Мәгълүмат бирүче оешма тарафыннан яки EurekAlert системасы аша мәгълүматны куллану рөхсәт ителми.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 22 августы