Tek gen, ekinlerde iklim direncini, verimi ve karbon yakalamayı artırır
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki (ORNL) bilim adamları, bitkilerin atmosferden daha fazla karbondioksit çekmesini sağlayarak iklim değişikliğinin temel nedeni ile mücadele ederken, aynı anda bitki büyümesini ve kuraklık ve tuz gibi streslere karşı toleransı artıran tek bir gen keşfettiler. .
İklim değişikliği daha sık ve daha uzun süreli kuraklıkları tetikledikçe, su kıtlığı endişeleri artıyor. Dünyadaki suyun sadece yaklaşık %3’ü tatlı sudur ve bunun çoğu buzda donmuş haldedir veya başka bir şekilde kullanılamaz. Tarım, dünyadaki en büyük tatlı su tüketicisidir ve bu, daha kuru koşullara dayanabilen daha dayanıklı bitkilere olan ihtiyacı vurgulamaktadır.
Daha üretken ve kuraklığa dayanıklı biyoenerji mahsulleri tasarlamak amacıyla ORNL bilim adamları, agav ve agav gibi çöl bitkilerine izin veren mekanizmaları inceliyorlar. Kalanchoekuru koşullarda gelişmek için.
Çöl bitkileri, gündüz saatlerinde şekere dönüştürülmek üzere gece boyunca hücrelerinde karbondioksiti tutmak için crassulacean asit metabolizması veya CAM olarak bilinen bir fotosentez biçimi kullanır. Aşırı çöl sıcaklıklarında hayatta kalabilmek için, CAM bitkileri stomalarını veya yaprak gözeneklerini yalnızca gece boyunca karbondioksiti yakalamak için açar ve su kaybını önlemek için gündüz sıcağında kapalı tutar.
ABD Ulusal Bilim Vakfı-finansmanlı bilim adamları tanımlanmış 2017’de laboratuvarın Titan süper bilgisayarını kullanarak CAM fotosentezi için anahtar genler. Bu çalışmayı temel alan araştırmacılar, önemli bir enzimin yeni bir varyantına odaklandılar ve bunun iki yolu aynı anda tetiklediğini buldular – biri karbon fiksasyonu ve bitki büyümesi için, diğeri ise stres toleransını arttırdığı bilinen önemli bir amino asit olan prolin üretiyor. Sonuçlar şurada yayınlandı: hücreler.
Çalışmayı yöneten bir bitki sistemleri ve sentetik biyolog olan ORNL’den Xiaohan Yang, “Tek bir genetik modifikasyonun birden fazla faydası olabileceğini bulmak alışılmadık bir durum” dedi. “Tek bir genin, hem yukarı hem de aşağı yönde diğer birçok geni açan bir ana düzenleyici olarak hareket ettiği bu fenomenin daha fazla örneğini görüyoruz.”
NSF’nin Moleküler ve Hücresel Biyobilimler Bölümü’nde program direktörü olan Anthony Garza, “Bu bulgu, NSF tarafından finanse edilen temel biyolojik araştırmaların zamanımızın önemli bir sorununa nasıl uygulanabileceğinin bir göstergesidir. Acilen bitkiler üretmeye ihtiyacımız var. strese daha dayanıklı ve bu nedenle iklim değişikliğinin etkileriyle başa çıkabiliyorlar.”