ژن تازه کشف شده، به گل دادن گیاهان در فصل بهار کمک می کند

زمستان زمان گل دادن گیاهان نیست، به همین دلیل است که این توانایی در بسیاری از گیاهان تکامل یافته است که قبل از اینکه از منابع گرانبهای خود برای شکوفه دادن استفاده کنند، صبر کنند تا برف ها آب شود.

به گزارش ایانا از وبسایت ساینس دیلی از خواب بیدار شدن برای گل دادن، همزمان با رسیدن روزهای گرم تر و بلند تر بهار به فرآیندی به نام بهاره کردن ( (vernalization نیازمند است. در این فرآیند از گل دادن جلوگیری می شود تا زمانی که گیاه احساس کند سرما به اندازه ی کافی کم شده است. پژوهشگران در دانشگاه ویسکانسین مدیسون ژنی را شناسایی کرده اند که گیاهان را تا زمانی که فصل مناسب آن فرا رسد از وارد شدن به چرخه گل دادن حفظ می کند. این پژوهش ممکن است به پرورش دهندگان گیاهان و مهندسان کمک کند تا از محصولات زراعی مواد غذایی و انرژی بیشتری به دست آورند.

ریک آماسینو، استاد بیوشیمی و ژنتیک دانشگاه ویسکانسین مدیسون می گوید: "برای بسیاری از گیاهان- انواع گوناگون گندم ها مثال خوبی هستند- بسیار سودآوراست که در فصل پاییز ریشه بدوانند ولی قبل از اینکه سرمای هوا شروع شود از گل دادن اجتناب می کنند."

وی افزود: "با ریشه دواندن در فصل پاییز، این گیاهان می توانند از پنجره ی گذر فصل ها، هنگامی که رو به بهار گشوده می شود نهایت استفاده را بکنند."

کارهای زیادی برای شناسایی ژن هایی که در گل دادن گیاهان دخالت دارند انجام شده است، از جمله کارهایی که بر روی گیاهان انجام شده است VRN1 است که کمک می کند چرخ فرآیند بهاره کردن، با انگیزاندن گروه های دیگر ژن ها برای عمل کردن بچرخد. در این روش گل دادن در فصل پاییز یا روزهای گرم زمستان اتفاق نیفتاد و علت آن نیز نامعلوم بود تا این که آماسینو و دنیل وودز، پژوهشگر فوق دکترا و سایرین آزمایشی را شروع کردند؛ یک گندم کوچک مدیترانه ای به نام brachypodium را در فصول سرد ساختگی در محیط سرد آزمایشگاه بررسی کردند."

وودز، نویسنده اول این مطالعه که در مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد می گوید: "رسیدن به فرآیندهای پیچیده ی بنیادهای اساسی ژنتیکی در بسیاری از گونه های محصولات زراعی سخت است، بنابراین ما از یک گیاه کوچک با ژنوم فشرده به عنوان مدل استفاده کردیم تا به بنیان های مولکولی آن در رابطه با این که چگونه نیاز به بهاره شدن در گیاه ایجاد می شود دست یابیم. آنچه ما به آن دست یافتیم ژنی است که جلوی ژن VRN1 را تا زمستان می گیرد."

مقایسه DNA گیاهان Brachypodium که قبل از دوره گل دهی، در گذار دوره ی هوای سرد به گرم دوام می آورند با DNA انواع گندمیان جهش یافته که بدون گذراندن دوره انتظار معمول، گل می دهند، پژوهشگران را به به سمت ژنی که آن را RVR1 (به دلیل نقشش در جلوگیری کردن از ژن VRN1 ) می نامند هدایت کرد.

آن ها انتظار دارند که RVR1 در سایر گندمیان معتدل که نیاز به بهاره شدن دارند، به همان شکل عمل کند؛ گروهی که در زندگی ما نقش بسیار بزرگی ایفا می کنند.

وودز می گوید: "گندمیان- از جمله ذرت، گندم، جو دوسر، گندم سیاه و دانه ی جو- بیش از ۸۰ درصد کالری مصرفی ما در سرتاسر جهان را فراهم می کنند. برنج به تنهایی در بعضی کشورها ۷۰ درصد کالری را تامین می کند. اما اگر چیزهایی را که به طور مستقیم مصرف می کنیم مانند گوشت حیوانات، در کنار یکدیگر در نظر بگیریم، ما باز هم به گندمیان وابسته هستیم، روشن است که گندمیان چرخ جهان را می چرخانند."

آماسینو می گوید: "ما فکر می کنیم شانس خوبی برای این مسئله وجود دارد که ما ژن RVR1 را از brachypodium بگیریم و آن را در گیاه ارزن قرار دهیم، این کار زمان گل دادن آن را به تاخیر می اندازد. تاخیر ارزن در گل دادن در ابعاد گسترده ممکن است بازدهی محصول را تحت تاثیر قرار داده و آن را بهبود بخشد."

آماسینو می گوید: "چگونه می توان این تغییر را درگیاه ایجاد کرد که به ۱۶ هفته سرما نیاز داشته باشد؟ چگونه می توان گونه ای دیگر از گیاه را به نوعی توسعه داد که تنها به دو هفته سرما نیاز داشته باشد؟ تفاوت ژنتیکی بین نیاز برای زمستان کوتاه یا بلند چیست؟ گندمیان واقعا محصولات با اهمیتی هستند و این مدل پژوهش درباره گل دادن می تواند در مورد این که آن ها چگونه کار می کنند به ما اطلاعات زیادی بدهد."

مترجم: بهاران پدرام