Bilim adamları, çiçekli bitkilerde meyve ve tohum gelişiminden sorumlu mekanizmayı tanımlar
Artan küresel sıcaklıklar ve azalan tozlayıcı popülasyonlarla birlikte, gıda üretimi dünyadaki yetiştiriciler için giderek daha zor hale geldi.
Araştırmacılar tarafından yeni bir araştırma Maryland Üniversitesi çiçekli bitkilerin meyve ve tohumları tam olarak nasıl geliştirdiğine dair fikir vererek bu konuyu ele alıyor.
Çalışmanın kıdemli yazarı Zhongchi Liu, “Bu süreci anlamak özellikle önemlidir, çünkü yer fıstığı, mısır, pirinç ve çilek gibi yaygın gıda mahsullerinin tümü meyve ve çiçeklerden elde edilen tohumlardır” dedi. “Bitkilerin çiçeklerinin bir kısmını meyveye ve tohuma dönüştürmeye nasıl ‘karar verdiklerini’ bilmek, tarım ve gıda tedarikimiz için çok önemlidir.”
tarafından finanse edilen ABD Ulusal Bilim Vakfıaraştırma dergide yayınlandı Doğa İletişimi.
Çalışmada Liu ve ekibi, döllenmenin – veya tozlaşmanın – çiçekli bir bitkiyi meyve geliştirme sürecini başlatmak için nasıl tetiklediğini keşfetmeyi amaçladı. Ekip, bitkiye meyve vermesi için sinyal göndermekten bir iç iletişim sisteminin sorumlu olduğundan şüpheleniyordu, ancak araştırmacılar bu sistemin döllenme veya tozlaşma ile nasıl etkinleştirildiğinden emin değillerdi.
Bulmak için ekip, çilek bitkilerini kullanarak tozlaşma ve meyve geliştirme mekanizmalarını simüle etti. Çilekler, benzersiz yapıları ve tohum konumları nedeniyle özellikle döllenme modellemesi için uygundur.
Liu, “‘Tersten dışa’ bir meyve olarak, çilek tohumlarının manipüle edilmesi ve gözlemlenmesi, domates gibi diğer meyvelerin tohumlarına göre çok daha kolaydır” dedi. “Bu, tohumları görüntülememizi ve bitki gelişiminin birçok aşamasında onlardan genetik bilgi çıkarmamızı kolaylaştırdı.”
Liu ve ekibi, tüm çiçekli bitkilerde evrensel olarak bulunan bir gen olan AGL62’nin, bir bitkinin meyve ve tohum üretimini tetikleyici olarak tanımladı.
AGL62, oksin adı verilen temel bir bitki büyüme hormonunun üretimini uyarır. Gen aktive olduğunda, bir tohumun dış koruyucu tabakası olan tohum kabuğunun oluşturulmasını sağlamak için oksin sentezlenir; endosperm, gelişmekte olan bir bitki embriyosu için besin sağlayan bir tohum parçası; ve meyve. Auxin’in endosperm büyümesini düzenlemedeki rolü, tahılın büyüklüğünü ve meyvenin büyümesini etkilediği için araştırmacılar için özellikle önemlidir.
Liu, “Oksin seviyeleri, bir endospermin ne kadar büyüyebileceğini ve bir bitki embriyosu için ne kadar besin endosperminin birikebileceğini sınırlayabilir.” Dedi. “Daha fazla oksin, tane büyüklüğünü artırabilir ve meyve büyümesini teşvik edebilir. Daha az oksin olduğunda, endospermler bitki embriyolarını düzgün bir şekilde besleyemezler ve sonuçta daha düşük ürün üretkenliğiyle karşılaşırız – ticari olarak uygun olmayan daha küçük veya deforme olmuş meyveler.”
gerald kunduracıNSF’nin Bütünleştirici Organizma Sistemleri Bölümü’ndeki bir program direktörü, “Çilek meyveleri, tohumlarda üretilen bitki hormonu oksinin meyve boyutunu nasıl kontrol ettiğine dair ders kitabı örnekleridir. Döllenmeden sonra oksin sentezi için gerekli olan bir geni keşfetmek, meyve gelişimini sağlamak için yollar açabilir. gübreleme olmadan.”