مسیر شیرین تولید بیشتر غذا

منتشر شده در دوشنبه, 12 اسفند 1398 13:38

برای جلوگیری از کمبود مواد غذایی در آینده، لازم است محصولاتی تولید شود که در برابر تغییرات اقلیمی پایدارتر باشند. بهبود عملکرد محصول در خشکسالی پیچیده است زیرا آب بر عملکرد محصول بستگی به مرحله رشد محصول و عوامل ژنتیکی تأثیر دارد. دوره گلدهی به‌طور خاص به خشکسالی حساس است. محدودیت آب در این زمان می‌تواند تعداد نهایی دانه و عملکرد دانه را کاهش دهد. سقط جنین طی خشکسالی در مرحله گلدهی می‌تواند با تأمین سوکروز برای بافت تولیدمثلی کاهش یابد. در نتیجه، متابولیسم سوکروز در بافت تولید‌مثلی به‌عنوان یک هدف برای کاهش آثار خشکسالی در طول دوره تولیدمثل پیشنهاد شده است.

مسیر ترهالوز تنظیم‌کننده اصلی استفاده از سوکروز در گیاهان است. تر‌هالوز 6-فسفات (T6P)، پیش‌ساز تر‌هالوز، به سطوح سوکروز پاسخ می‌دهد. تغییرات سطوح T6P موجب تغییرات در بیان ژن، متابولیسم و رشد گیاهان می‌شود.  T6Pمی‌تواند سطوح نشاسته را از طریق تولید و تجزیه نشاسته تنظیم کند و نیز بر استفاده مؤثر از سوکروز و هومئوستازی آن اثر دارد.

بیوتکنولوژیست‌ها نشان دادند که می‌توانند بهره‌وری ذرت را با عرضه یک ژن از برنج موسوم به ترهالوز فسفات فسفاتاز افزایش دهند. این ژن عملکرد یک ماده شیمیایی طبیعی در ذرت به‌نام ترهالوز 6-فسفات (T6P) را متأثر می‌کند. T6P بر توزیع سوکروز در گیاه تأثیر دارد، در نتیجه تجمع سوکروز در دانه‌ها را تنظیم می‌کند و منجر به تولید دانه بیشتر به‌ازای هر گیاه ذرت می‌شود. پژوهشگران فلوئوم را در ساختارهای تولیدمثلی گیاه هدف قرار دادند زیرا این ساختارها به‌طور ویژه در برابر خشکسالی حساس هستند. حفظ جریان سوکروز داخل این ساختارها از سقط جنین جلوگیری می‌کند. ذرت تراریخته حاصل سطوح T6P در فلوئوم را کاهش داد و اجازه داد که سوکروز بیشتری به دانه‌ها انتقال یابد تا دانه‌ها را توسعه دهد و به‌طور غیرمترقبه میزان فتوسنتز را نیز افزایش داد، در نتیجه سوکروز بیشتری برای دانه‌ها تولید کرد. در این پژوهش که در مجله Plant Physiology منتشر شده است، ذرت تراریخته عملکرد بیشتری از نوع وحشی در حضور و عدم حضور تنش خشکی در دوره گلدهی نشان داد.

ترجمه و تلخیص: سارا هجری

به سفارش مرکز جامع اطلاع رسانی زیست فناوری کشاورزی

کارگروه کشاورزی ستاد توسعه زیست فناوری

منبع

• تراریخته
• امنیت غذایی
• اصلاح ژنتیکی شده نوین