بررسی نقش ژنوم جلبک بر گیاهان

منتشر شده در دوشنبه, 26 خرداد 1399 07:14

محققان دانشگاه کرنل، ژنوم یک جلبک تک‌سلولی که قرابت بالایی به گیاهان خشکی موجود دارد- را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده‌اند و سرنخ‌های مشاهده‌شده به اولین گیاهان آبزی برمی‌گردد. گزارش “The Penium margaritaceum Genome: Hallmarks of the Origins of Land Plants” که شامل خروجی‌های این تحقیق است، در 21 ام ماه می در ژورنال Cell منتشر شد. محققان با بررسی این ژنوم ها در صدد آن هستند که در مورد ساز و کارها و ژنتیک های گیاهان اطلاعات کافی پیدا کنند.

Penium margaritaceum متعلق به دسته‌ای از جلبک‌های آب شیرین به نام کارفویت‌ها و به‌طور خاص Zygnematophyceae هستند. این گونه جد مشترکی با اولین گونه‌های گیاهان خشکی 600 میلیون سال پیش  دارند. برای انتقال از آب به خشکی، گیاهان بایستی در برابر تابش اشعه‌های ماوراء بنفش از خود محافظت می‌کردند و این مطلب به مرور زمان باعث شد که آن‌ها ساختارهایی محافظت‌کننده برای خود بسازند. محققان ردپایی از این سازش در ژنوم Penium پیدا کردند.

استاد زیست‌شناسی گیاهی -Jocelyn Rose- بیان داشت: “پیش از این تحقیق، تقریباً در مورد ژنوم ابتدایی‌ترین گونه‌های گیاهی چیزی نمی‌دانستیم. با توجه به بررسی‌ها و تحلیل نتایج حاصله، ما به بینش عمیقی در این حیطه دست یافته‌ایم که ما را در تحقیقات مربوط به جلبک‌ها و گیاهان خشکی کمک می‌کند. این تحقیق بستری برای زیست‌شناسان گیاهی فراهم می‌کند که توسط آن منشأ مسیرهای مولکولی گیاهی و نیز سیستم‌های فرایندی و توسعه بیولوژیکی مورد بررسی قرار می‌گیرد و از این طریق در آینده شاهد تحقیقاتی خواهیم بود که جنبه‌ای جدید دارند و پیش از این شاهد حضورشان نبوده‌ایم.”

گرچه برخی گونه‌های جلبکی منشعب و شبیه گیاهان خشکی‌زی اولیه هستند ، اما این تحقیق و نتایج داده‌های مولکولی آن نشان داد که جد مشترک شکلی ساده‌تر و در حقیقت فیلامنت-شکل دارند. Penium در حواشی آب شیرین و خشکی رشد می‌کند در محلی که در زمان‌هایی در معرض خشک شدن و یا آبگیری مجدد قرار می‌گیرد که این مساله می‌تواند یک علمل کلیدی باشد.

یکی از معضلات موجود این است که ژنوم Penium دارای مقدار زیادی DNA تکراری است که باعث می‌شود تحقیق با نقاط کور مواجه شود. دکتر Zhangjun Fei -استاد مؤسسه Boyce Thompson و استاد کمکی در بخش آسیب‌شناسی گیاهی و زیست‌شناسی گیاهی و میکروب- که مطالعات توالی و محاسبات را انجام داده است و یکی از نویسندگان مقاله است بیان داشت که: “ژنوم این جلبک تک‌سلولی کوچک، حتی از ژنوم ذرت  و ژنوم انسان نیز بزرگ‌تر است.. یکی ازنتایج بزرگ این تحقیق این بودکه ما فلاونوئیدها را در این جلبک‌ها یافتیم، موادی شیمیایی که می‌توانند از تابش در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت کنند.“ نه تنها خود فلاونوئیدها، بلکه بخش‌هایی از مسیر سنتزی در این حیطه نیز تشخیص داده شد.

 آن‌ها تعداد زیادی ژن یافتند که به سنتز زیستی دیواره سلولی و سازماندهی مجدد ساختار کمک می‌کنند. محققان اذعان دارند که ژنوم Penium زمینه‌ساز تحقیقات جدیدی در تولید محصولات مدرن خواهد بود. این گروه در نظر دارد ژنوم دیگر گونه‌های کاروفیت را نیز بررسی کند. استاد زیست‌شناسی کالج Skidmore و متخصص در زمینه کاروفیت‌ها -David Domozych- بیان داشت: “این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم، وزارت کشاورزی امریکا، پروژه PlantaSyst اتحادیه اروپا و Cornell Atkinson Center for Sustainability مورد حمایت قرار گرفت.”

مترجم: مظاهر سبزی

زیست فن

مقاله منبع

• تنوع زیستی