Өсімдіктер өте ұзартылған, олардың әрқайсысына күн сәулесінің түсуіне мүмкіндік беретін иілу. Бұл құбылысты ғасырлар бойы бақылағанымен, ғалымдар оны толық түсінбейді. Қазір Солк институтының ғалымдары екі өсімдік факторы - PIF7 ақуызы және өсу гормоны ауксин - өсімдіктер көлеңкеде және бір уақытта жоғары температураға ұшыраған кезде өсуді тездететін триггерлер екенін анықтады. институтының ресми сайты.
29 жылдың 2022 тамызында Nature Communications журналында жарияланған нәтижелер ғалымдарға өсімдіктердің климаттың өзгеруіне қалай жауап беретінін және жаһандық жылыну дақылдарға зиян тигізгеніне қарамастан, өнімділікті арттыратынын болжауға көмектеседі.
«Дәл қазір біз белгілі бір тығыздықта дақылдарды өсіріп жатырмыз, бірақ біздің нәтижелеріміз климаттың өзгеруіне байланысты өсімдіктердің өсуін оңтайландыру үшін бұл тығыздықты төмендету керек екенін көрсетеді», - дейді аға автор, профессор Джоан Чори, Солк институтының өсімдік молекуласының директоры. және жасушалық биология зертханасы және Ховард, Хьюз медициналық институтының ғылыми қызметкері. «Өсімдіктердің жарық пен температураға қалай жауап беретінінің молекулалық негізін түсіну бізге ең жақсы өнімді алу үшін отырғызу тығыздығын дәл реттеуге мүмкіндік береді».
Өсіру кезінде көшеттер топырақты жарып өтіп, күн сәулесін мүмкіндігінше тез алу үшін сабақтарын тез ұзартады. Әдетте, күн сәулесінің әсерінен сабақтың өсуі баяулайды. Бірақ егер өсімдік күн сәулесі үшін қоршаған өсімдіктермен бәсекелессе немесе температураның көтерілуіне жауап ретінде ыстық жер мен өсімдік жапырақтары арасындағы қашықтықты арттырса, сабақ қайтадан тез ұзарады. Қоршаған орта жағдайлары - көлеңкелеу және жоғары температура - сабақтардың өсуін ынталандырғанымен, олар өнімділікті төмендетеді.
Бұл зерттеуде ғалымдар көлеңкеде және бір мезгілде жылы температурада өсетін өсімдіктерді салыстырды - жоғары отырғызу тығыздығы мен климаттың өзгеруіне еліктейтін жағдайлар. Ғалымдар Arabidopsis thaliana үлгісіндегі өсімдікті, сондай-ақ қызанақ пен темекінің жақын туысын пайдаланды, өйткені олар барлық үш өсімдік түріне осы қоршаған орта жағдайлары бірдей әсер ететінін білуге қызығушылық танытты.
Барлық үш түрде де зерттеушілер тобы бір мезгілде көрші өсімдіктер жасаған көлеңкеден аулақ болуға тырысқанда және жоғары температураға ұшыраған кезде өсімдіктер өте биік болып өсетінін анықтады. Молекулалық деңгейде зерттеушілер PIF7 транскрипция факторы, гендерді қосуға және өшіруге көмектесетін ақуыз өсуді арттыруға көмектесетінін анықтады. Олар сондай-ақ өсу гормоны ауксиннің деңгейі дақылдар көршілес өсімдіктерді тапқан кезде жоғарылайтынын анықтады, бұл бір мезгілде жоғары температураға жауап ретінде өсуге ықпал етті. Бұл синергетикалық PIF7-ауксин жолы өсімдіктерге қоршаған ортаға жауап беруге және ең жақсы өсу жағдайларын іздеуге бейімделуге мүмкіндік берді.
Қатысты транскрипция факторы, PIF4, сонымен қатар жоғары температурада сабақтың ұзаруын ынталандырды. Дегенмен, көлеңке мен жоғары температураның үйлесімімен бұл фактор енді маңызды рөл атқармайды.
«Біз PIF4 маңызды рөл атқармайтынына таң қалдық, өйткені алдыңғы зерттеулер бұл фактордың байланысты өсу жағдайларында маңыздылығын көрсетті», - дейді зерттеудің бірінші авторы Йогев Бурко, Салк институтының ғылыми қызметкері және доцент. Израиль жанартаулар институтының ауыл шаруашылығын зерттеу ұйымы. «PIF7 бұл зауыт үшін басым өсу драйвері екендігі нағыз таң қалдырды. Осы жаңа білім арқылы біз әртүрлі дақылдардың климаттық өзгерістерге бейімделуіне көмектесу үшін өсу реакциясын дәл баптаймыз деп үміттенеміз ».
Зерттеушілер PIF7 мен ауксиннің әсерін күшейтетін тағы бір фактор бар деп есептейді. Олар болашақ зерттеулерде бұл белгісіз факторды зерттейді деп үміттенеді. Берконың зертханасы дақылдарда бұл жолды қалай оңтайландыруға болатынын зерттейді.
«Жаһандық температура көтерілуде, сондықтан бізге осы жаңа жағдайларда өсетін азық-түлік дақылдары қажет», - дейді Чори, Salk Plant Use Initiative және Ховард Х. және Мэриам Р. Ньюман өсімдіктер биологиясының төрағасы. «Біз жоғары температурада өсімдіктердің өсуін реттейтін негізгі факторларды анықтадық, бұл бізге болашақ ұрпақты тамақтандыру үшін көбірек өнімді дақылдарды өсіруге көмектеседі».