زیست فناوری کشاورزی

مرکز جامع اطلاع رسانی

فعالیت بیشتر ژنها در ارقام ذرت هیبرید

هنگامی که دو لاین ذرت با یکدیگر تلاقی داده می شوند، اثر جالبی رخ می دهد: نوتاج هیبرید حاصل به طور قابل توجهی عملکرد بالاتری نسبت به هر یک از دو گیاه والد دارند.

دانشمندان دانشگاه Bonn تعدادی از هیبرید های ژنتیکی متمایز را بررسی کرده اند. آنها نشان دادند که نوتاج ژن های فعالتری نسبت به والدین اصلی دارند. این نتایج ممکن است در کشت ارقام ذرت دارای محصول بیشتر مفید باشد. این یافته ها  در مجله Current Biology منتشر شده است.
اصلاحگران گیاهی از مدتها قبل میدانستند که  تلاقی لاین های خالص مختلف بایکدیگر اثرمثبتی روی میزان محصول دارد. بااین حال علت این پدیده که اثرهتروزیس نامیده میشود، ناشناخته است. پروفسور Frank Hochholdinger از موسسه علوم و صنایع کشاورزی و منابع طبیعی (INRES) در دانشگاه Bonn گفت: به همین دلیل ما ازچند سال پیش روی یک هیبرید ترکیبی از لاین های خالص متمرکز شده ایم. ما توانستیم نشان دهیم که نوتاج هیبرید ژن های فعالتری نسبت به  والدین خود دارند اما در آن زمان ما نمی دانستیم که آیا این اثرفقط برای این  ترکیب خاص  از گیاهان والدی است یا اینکه یک مکانیسم کلی می باشد.

بنابراین در این مطالعه، دانشمندان نه تنها یک ترکیب ، بلکه شش ترکیب مختلف  از هیبرید های حاصل از لاین های خالص  را مورد بررسی قرار دادند.  لاین های والدی  تاحدی دور از هم بوده  و در تمام درخت فیلوژنی ذرت پراکنده بوده اند.

Jutta Baldauf از  INRES توضیح می دهد: "ما اکنون ژنهای رونویسی شده در والدین و نوتاج را  بررسی میکنیم . این کار میتواند نتایج مطالعات قبلی ما مبتنی بر اینکه نوتاج هیبرید همیشه حاوی تعداد بیشتری از ژنهای فعال هستند را تایید کند."


مکمل سازی باعث حاصلخیزترشدن  ذرت هیبرید می گردد.
گیاهان ذرت حاوی دو آلل  از هر ژن هستند.  یکی از این آللها از والد پدری و آلل دیگر از والد مادری است. آنها اغلب به یک اندازه فعال نیستند، بطوریکه یکی از آنها بیشتر از دیگری مورد رونویسی قرار میگیرد. برخی آللها ممکن است حتی خاموش باشند.  لاین های خالص یعنی انواعی که در طول چندین نسل خود لقاحی داشته اند و دراین گیاهان دو آلل اغلب ژنها یکسان هستند. این کار باعث میشود برخی ژنها رونویسی نشوند. اما این ژنها ممکن است در لاین خالص دیگری فعال باشند. حال اگر این دو لاین را بایکدیگر آمیزش دهیم، در نوتاج هیبرید حاصل، ژنهای فعال یک لاین خالص میتوانند مکمل  ژنهای غیرفعال والد دیگر باشند.

Baldauf گفت: بنابراین به طور میانگین ما ژنهای فعالتربیشتری در نوتاج داریم". دانشمندان حدود 500 تا600 ژن فعال را به طور میانگین برآورد کرده اند. ژنوم ذرت حدود 40000 ژن دارد. Hochholdinger. افزود: مکمل سازی ژنهای SPE ( ژنهای بیان تک والدی ) میتواند یکی از عواملی باشد که عملکرد بهتر هیبرید ها را توضیح میدهد.

ذرت دارای ژن های زیادی است که تقریبا در طی میلیونها  سال  بدون تغییر باقی مانده اند. این ژنهای "قدیمی" برای گیاه بسیار مهم هستند که جهش در آنها به طور چشمگیری بر عملکرد گیاه تاثیر می گذارد. در مقایسه با آن ، اکثر ژنهای SPE  در جریان تکامل ایجاد شدند. آنها عملكردهای كلیدی و حیاتی  ندارند.  بنابراین می توانند در یک  لاین خالص ذرت فعالیت كنند، اما  در لاین دیگر فعال نباشند.  بسیاری از آنها به گروههای خاصی از عوامل رونویسی تعلق دارند. این ها پروتئین هایی هستند که فعالیت ژن های دیگر را تنظیم می کنند.
این نتایج ممکن است باعث سهولت کشت ارقام ذرت با عملکرد بالا در میان مدت شود. Hochholdinger تاکید میکند که با استفاده از ژنهای  SPE، بتوانیم برای  تولید کنندگان گیاهان ، نشانگرهای ژنتیکی برای این منظور فراهم کنیم. ممکن است بر اساس این نشانگرها،  ارقام والدی خاصی  را انتخاب کنیم، که می تواند  ارقام هیبریدی با عملکرد بالا را نتیجه دهد.  این امر برای تغذیه درازمدت جمعیت  در حال رشد جهان بسیار مهم است: کارشناسان پیش بینی می کنند که تولیدات کشاورزی باید  تا سال 2050 به میزان 70 درصد افزایش یابد. ذرت در حال حاضر بیشترین محصول  زراعی  است. بنابراین نقش مهمی برای  تغذیه ایفا می کند.

ترجمه: فاطمه شجاعی

به سفارش مرکز جامع اطلاع رسانی زیست فناوری کشاورزی

کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری

منبع

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید

اخبار ویژه

اخبار

این پایگاه اطلاع رسانی به کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری تعلق دارد.