زیست فناوری کشاورزی

مرکز جامع اطلاع رسانی

افزایش یک روزه گلدهی گیاهان در پاسخ به مواد غذایی

محققان آزمایشگاه Sainsbury ، مکانیزم های مولکولی   که  گیاهان را  قادر به انطباق دادن میزان گلدهی خود در پاسخ به تغییر سطوح مواد مغذی در خاک میکند را شناسایی کرده اند.

 یک گروه از دانشمندان گیاهی فرایندهایی را که گیاهان قادر به انتقال اطلاعات در مورد محیط اطراف از ریشه به شاخه های جدید می باشند، مورد بررسی قرار داده اند. نتایج نشان داده که افزایش مواد مغذی خاک منجر به پاسخ در سلول های بنیادی شاخه ها در کمتر از 24 ساعت می شود. آزمایشات نشان داد که این واکنش سریع در محیط آزمایشگاهی در سطح میکروسکوپی و در شرایط آزمایشگاهی با  گیاهان کامل رخ میدهد و شروع به افزایش میزان رشد سلول های بنیادی و توسعه گل ها  در پاسخ به بکارگیری  نیتروژن به صورت نیترات می کند. دانشمندان می گویند که این مطالعه که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences  منتشر شده است می تواند به بهبود عملکرد محصول با استفاده از زمان بندی برنامه های کاربرد کود و پرورش گیاهان انتخابی کمک کند.

  Dr. Benoit Landrein  نویسنده اول  این مقاله می گوید که مشخص شده است که در دسترس بودن نیترات بر روی جنبه های مختلف رشد گیاه تأثیر می گذارد. با اینکه  هورمون های گیاهی به نام سیتوكینین ها در این ارتباط ریشه به ساقه دخیل هستند، ولی نقش دقیق سیتوكینین ها در میانجی گری  واكنش مریستم  به مواد مغذی معدنی قبلا شرح داده نشده است . Landrein گفت:  از طریق این مطالعه، ما یک مدل تلفیقی از پاسخ مریستم به سیگنال محیطی را ایجاد کرده ایم که نشان می دهد سیتوکنین های تولید شده در ریشه در پاسخ به مواد مغذی می توانند مجموعه سلول های بنیادی را در مریستم تغییر دهند که منجر به تغییر سریع در میزان تولید گل میشود.

 در طی یک روز که  سلول های ریشه  نیترات بیشتری را تشخیص می دهند، پیش سازهای هورمون سیتوکینین در گیاه منتقل میشوند و در مریستم ساقه به هورمون های فعال تبدیل می شوند که شروع به تأثیرگذاشتن بر رشد ساقه  ها میکنند. سرعت این فرآیند بسیار شگفت آور است. ریشه ها نه تنها به تغییر در محیط خود پاسخ دادند، بلکه سریعاً این اطلاعات را از ریشه ها به سلول های بنیادی در بالای گیاه انتقال دادند. ما مشاهده کردیم که سلول های مریستم ساقه شروع به پاسخ دادن در طی 24 ساعت پس از اعمال نیترات می کنند.

 " Dr. Landrein عضو گروه تحقیقاتی پروفسور Henrik Jönsson ، دکتر James Locke  و پروفسور Elliot Meyerowitz است که در حال تلاش برای افزایش درک چگونگی کنترل شدن  فرایندهای سطح سلولی در گیاهان  بواسطه  شبکه های تنظیم ژن، انتقال هورمون و سیگنالینگ و رشد و تقسیم سلولی است. پروفسور Jönsson گفت: "این تحقیق در گیاه  Arabidopsis  انجام شد، ولی این یافته ها را می توان در آینده برای سایر محصولات نیز استفاده کرد. "

این تحقیق به ما نشان می دهد که چگونه مواد مغذی معدنی بر معماری گیاه تأثیر می گذارند و می توانند برای بهتر شدن واکنش گیاه به ورودی های محیطی و برای توسعه ارقام با افزایش میزان عملکرد  به کار گرفته شوند. محصولاتی که در آن  ها همین سیتوکینین ها  بین ریشه ها و شاخه ها  منتقل میشوند، می توانند به طور قابل توجهی از این مورد سود ببرند. به عنوان مثال، ژن های دخیل در تنظیم سیتوکنین ها در برنج و ذرت نقشه برداری شده اند و این دانش می تواند برای انتخاب گیاهانی با میزان بیشتر تولید دانه استفاده شود. "

سلول های بنیادی گیاهی

سلول های بنیادی در گیاهان همانند سلول های بنیادی حیوانات عمل می کنند. آنها سلولهای تمایزنیافته ای  هستند که  می توانند به شکل سلولهای اندامهای تخصصی  از قبیل برگ و گل درآیند. سلول های بنیادی گیاهی در مریستم های گیاهان قرار می گیرند و سلول های پیش سازی را که بخش های مختلف یک گیاه از آن حاصل می شود را تأمین میکنند.

سیتوکینین ها چیستند؟

سیتوکینین ها دسته ای  از هورمون های گیاهی هستند که جنبه های مختلفی از رشد و نمو  گیاه را کنترل می کنند و در پاسخ گیاهان به سیگنال های محیطی دخیل هستند. این هورمون به طور خاص به عنوان پیام رسانی  بین ریشه گیاهان و شاخه های آن عمل می کند و در دسترس بودن مواد مغذی  در خاک  را که  توسط ریشه ها  تشخیص داده می شود به بقیه  قسمت های گیاه اطلاع می دهند.

 

Arabidopsis

 Arabidopsis یکی از اعضای خانواده brassica  است که شامل محصولاتی از قبیل دانه های روغنی ، کلم، کلم بروکلی می باشد. آرابیدوپسیس یکی از اولین گیاهانی است که ژنوم  آن  به صورت کامل  نقشه برداری شده  و به عنوان یک مدل برای مطالعات زیست شناسی گیاه مورد استفاده قرار می  گیرد. در حالیکه اغلب مردم آن را به عنوان  یک علف هرز که معمولاً در کنار جاده ها رشد می کند، می شناسند.

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.