Utrecht bioloqları və beynəlxalq həmkarları iki nəşrdə bitkilərin istiyə uyğunlaşması üçün istifadə etdikləri prosesləri izah edirlər. Kəşflər, suboptimal yüksək temperaturda bitkilərin necə optimal işləməyinə dair məlumatlar verir. Bitkilərin böyüməsinə nəzarət etmək və onları qlobal istiləşməyə daha davamlı etmək üçün bir addım ata bilər. Tədqiqatçılar nəticələrini The Plant Journal və Nature Communications-da dərc edirlər.
Səhrada qütb ayıları
Yenə də bir çox bitki növü daha yüksək temperaturun öhdəsindən gəlmənin yollarını inkişaf etdirmişdir. Utrecht Universitetinə bağlı olan və hər iki nəşrdə iştirak edən tədqiqatçı Martijn van Zanten, "Heyvanlardan fərqli olaraq, bir çox bitki istiliyə və ətraf mühitin digər amillərinə cavab olaraq bədən quruluşlarını uyğunlaşdıra bilər" deyir. “Heyvanlar tamamilə fərqli bir hekayədir. Sadəcə olaraq, səhrada bir qütb ayısı yerləşdirsəniz, yenə də qalın bir xəz paltarlı bir ayı kimi görünür. Ancaq bir bitki daha isti şəraitdə böyüyərsə, bədən formasını da uyğunlaşdırar. Bu yolla bitki bu az əlverişli şərtlərdə optimal fəaliyyət göstərməyə çalışır. ”
Kompaktdan açıq bitki formasına qədər
Bir çox bitki növü gövdəsi və yarpaqlarının formasını yüksək temperaturlara daha davamlı etmək üçün uyğunlaşdıra bilər. Bu, bir çox bitki bioloqları tərəfindən ən sevimli bitki modeli kimi qəbul edilən balığın qarğıdalı (Arabidopsis thaliana) üçün də keçərlidir. Soyuq şəraitdə bu bitkilər kompaktdır və yarpaqları yerə yaxındır. Temperatur artdıqda daha açıq bir duruş əldə edirlər. Məsələn, yarpaqlar daha dik olur. Bu, günəşdən gələn birbaşa radiasiyanı xeyli azaldır. Bundan əlavə, yarpaq sapları uzanacaq, daha çox külək yarpaqlardan keçib istini yayacaq.
İstədiyiniz və istənməyən uzanma
Yenə də əkinlərdə və (kəsilmiş) çiçəklərdə bu cür uzanma çox vaxt istənilmir. Yetişdiricilər bu dəyişikliklərə nəzarət etmək istəyirlər, çünki uzanma məhsul keyfiyyətinə mane ola bilər. “Ancaq eyni zamanda, məhsulların iqlim dəyişikliyi nəticəsində yaranan yüksək temperaturlara daha davamlı olması üçün uyğunlaşma lazımdır. İstehsalın daha uzun müddətə davam etməsi üçün buna ehtiyac var ”dedi Van Zanten.
Bitkiləri daha çox iqlimə davamlı etmək
Van Zanten deyir: "Bir çox əkilən məhsullar yüksək temperaturlara yaxşı cavab vermək qabiliyyətini itirdi". "Müxtəlif məhsullarda, evliləşdirmə və yetişdirmə prosesi zamanı yox oldu, çünki yetişdiricilər ilk növbədə digər xüsusiyyətlərə diqqət yetirdilər."
Van Zanten, iqlim dəyişikliyinin istiliyi artırması ilə bitkilərin daha çox iqlimə davamlı olmasına ehtiyac artdığını söylədi. “Bunun üçün bitkilərin daha yüksək temperaturla necə başa gəldiyini bilmək lazımdır. Aldıqları istilik siqnallarını böyümə uyğunlaşmalarına necə çevirirlər? Bitkilərin suboptimal temperatura uyğunlaşmasının molekulyar mexanizmlərini araşdırmaq, məhsulların yetişdirilməsi yolu ilə məhsulların memarlığını tənzimləməyə imkan verir. ”
Molekulyar mexanizm istilik duruşunu açar
Artıq daha yüksək temperaturlara uyğunlaşmayan Thale cress bitkiləri, müəyyən kimyəvi maddələrə məruz qaldıqda bu qabiliyyəti bərpa edə bilər. Bunu Van Zantenin rəhbərlik etdiyi beynəlxalq bir araşdırma qrupu kəşf etdi. Ekip, yüksək temperaturda artıq uyğunlaşmayan çox miqdarda maddəni bir qarğıdalı mutantı üzərində sınaqdan keçirdi. Gənc bitkilərdə aşağı temperaturda da yüksək temperatura uyğunlaşmağı 'aça bilən' bir molekul tapdılar.
Tədqiqatçılar bu birləşməni 'Heatin' adlandırırlar. Molekülü kimyəvi cəhətdən dəyişdirərək daha sonra hansı zülalların istiləşməyə bağlana biləcəyini araşdıraraq nitrilaz adlanan bir qrup zülal tapdılar. Müəyyən olunmuş alt qrupun yalnız kələm və balığın qarğıdalı da daxil olmaqla əlaqədar növlərdə meydana gəldiyi bilinir.
Bir bitki yetişdirmə şirkəti ilə birlikdə bioloqlar həqiqətən kələm növlərinin istiləşməyə cavab verdiyini aşkar etdilər. Nitrilazaların yüksək temperatura uyğunlaşmaq üçün lazım olduğunu, bəlkə də tanınmış böyümə hormonu oksinin istehsalına imkan verdikləri üçün aşkar etdilər. Tədqiqatçılar bu kəşfi The Plant Journal-da dərc etdilər.
Yüksək temperaturda uyğunlaşma üçün yeni yol
Heatin nəticələrinin nəşri bu gün Nature Communications-da başqa bir nəşrə təsadüf edir. Bu araşdırmaya Belçikadakı VIB institutunun alimləri rəhbərlik edirdi və Van Zanten də iştirak edirdi. Ekip, bitkilərin daha isti bir mühitə uyğunlaşma tərzini tənzimləyən əvvəllər təsvir olunmamış bir zülal tapdı. Zülala MAP4K4 / TOT3 adı verildi, TOT İstilik Hədəfi mənasını verdi.
Diqqətəlayiq haldır ki, TOT3 idarəedici proses, bioloqların indiyədək bitkilərdəki istilik uyğunlaşması ilə əlaqələndirdikləri bütün digər siqnal yollarından asılı deyil. Bundan əlavə, TOT3 tərəfindən edilən uyğunlaşmaların bir bitkiyə işıq saçan işığın miqdarı və tərkibindən asılı olduğu görünmür.
Van Zanten: “Bitkilərin böyüməni dəyişən işıq tərkibinə və yüksək temperatura uyğunlaşdıran molekulyar mexanizmlərdə çox üst-üstə düşür. TOT3 ilə artıq bitkinin işığa münasibətinə müdaxilə etmədən yüksək temperaturda böyüməni idarə edə biləcəyimiz bir amil var. ”
Geniş tətbiqetmələr
Van Zanten, "Bunu daha da maraqlı edən şey, TOT3'ün həm də quru qarğıdalıda və həm də buğdayada yüksək temperaturda böyüməyə uyğunlaşmasında oxşar rol oynamasıdır. Bu iki növ genetik olaraq bir-birindən tamamilə ayrılmışdır. Beləliklə, bu geniş tətbiqetmə üçün böyük potensial təklif edir. ”
Böyümə inhibitorlarına alternativ
Nəticədə TOT3 kəşfləri və nitrilazların rolu, iqlim dəyişikliyi səbəbiylə temperatur yüksəlsə də kifayət qədər məhsul yetişdirməyə davam edə bilər. Kəşflər, eyni zamanda, hazırda bitki böyüməsini maneə törətmək üçün tez-tez istifadə olunan kimyəvi maddələrə alternativ inkişaf etdirmək üçün fürsətlər təqdim edir. Bir nümunə olaraq Van Zanten, temperatur dalğalanmalarına çox güclü cavab verən kəsilmiş çiçəklərdən bəhs edir. Bu səbəbdən çiçəkçilikdə bitkilərin gözəl və yığcam qalması üçün bir çox böyümə inhibitorlarından istifadə olunur.
Van Zanten, "Məsələn, lalələri aldığınız andan etibarən qısa bir gövdəsi var" deyir. “Ancaq evinizdə bir neçə gün qaldıqdan sonra vazanın kənarından asmağa başlayırlar. İçəridəki daha yüksək temperatur bitkilərin uzanmasına səbəb olur və nəticədə onların axsaymasına və əyilməsinə səbəb olur. Ümid edirik ki, yeni biliklər yüksək temperaturda daha az uzanan yeni çiçək növlərinin seçilməsinə kömək edəcəkdir. Bu şəkildə zərərli böyümə inhibitorlarının istifadəsini azalda bilərik. ”
Əlavə məlumat üçün:
Utrecht Universiteti
www.uu.nl