الجين الذي يسرع النضج في النباتات المعزولة من قبل العلماء في معهد سالك

2 كانون الأول، 1999

الجين الذي يسرع النضج في النباتات المعزولة من قبل العلماء في معهد سالك

2 كانون الأول، 1999

لا جولا ، كاليفورنيا - تم عزل الجين الذي يسرع عملية النضج في النباتات ، مما يؤدي إلى تطور وازدهار مبكر ، بواسطة فريق من العلماء في معهد سالك.

يصف العلماء أيضًا كيفية ضبط العملية ، حتى يتمكن المربون يومًا ما من تحديد السرعة أو البطء الذي يريدون أن يمر به النبات خلال مراحل نموه المختلفة.

قال ديتليف ويجل ، الأستاذ المساعد لبيولوجيا النبات في سالك والباحث الرئيسي في الدراسة: "يعمل هذا الجين أساسًا على تسريع دورة حياة النبات بأكملها".

"ومن المحتمل أن تكون آلية الضبط مهمة للزراعة ، حيث تساعد المزارعين على تنظيم إمكانات إنتاجية المحاصيل وعملية التربية."

كما هو موضح في عدد اليوم من مجلة Science ، فإن الجين الجديد المسمى FT (للموضع المزهر T) يعمل بشكل مستقل عن LEAFY ، الجين الأول الذي ثبت أنه يسبب الإزهار المبكر من تلقاء نفسه.

في تلك الدراسات السابقة ، التي أجراها مختبر Weigel أيضًا ، تخطت النباتات المحولة مراحل النمو الطبيعية التي تنتج سيقانًا وأوراقًا طويلة ، وانتقلت بسرعة إلى إنتاج الأزهار.

على سبيل المثال ، يزهر الحور لأول مرة عندما يبلغ طول الأشجار 30 قدمًا ، عندما يكون عمرها بين 8 إلى 20 عامًا. نتيجة للتجارب مع LEAFY ، تم تقليص وقت ازدهار الحور المعدّل وراثيًا إلى بضعة أشهر.

لسوء الحظ ، جاء الإزهار مبكرًا جدًا - مما أوقف نمو الأطراف والأوراق - لدرجة أن الأشجار تبدو في النهاية أشبه بالأعشاب الضارة.

قال ويجل: "للورق تأثيرات عميقة على هندسة النبات". "النباتات لا تزهر في وقت مبكر فحسب ، بل يتم تحويل جميع البراعم الجانبية إلى أزهار منفردة."

في المقابل ، يسرع جين FT الجديد في جميع مراحل نمو النبات - وليس فقط الإزهار.

قال ويجل: "من منظور إنساني ، كان ليفي يعلم الطفل كيفية القراءة والكتابة ، لكنه كان لا يزال رضيعًا". "بينما مع جين FT ، تمر كل مرحلة من مراحل دورة الحياة بشكل أسرع وتكون النباتات أشبه بالنباتات الطبيعية. يبدو الأمر كما لو أنك حولت طفلك بسرعة إلى مراهق ".

بالنسبة للدراسات الحالية ، قام فريق Weigel بتعديل وراثي عشب غذر على جانب الطريق يسمى Arabidopsis thaliana ، والمعروف أكثر باسم أحد أقارب نبات الخردل. انتهى الأمر ببذور هذه النباتات بحمل نسخ معدلة من جينات FT.

وجد العلماء أن البروتين المشفر بواسطة FT يحمل تشابهًا قويًا مع بروتين أرابيدوبسيس آخر يسمى TFL1 ، والذي له تأثير معاكس على الإزهار. تؤدي زيادة وظيفة FT إلى الإزهار المبكر ، لكن زيادة TFL1 تؤدي إلى الإزهار في وقت لاحق.

بعد مزيد من الدراسة ، خلص العلماء إلى أنه يمكن ضبط النضج المبكر للنبات عن طريق تعديل التعبير عن FT و TFL1.

قال ويجل: "يجعل الكثير من FT النباتات تزهر في وقت مبكر جدًا ، ويمكننا التخفيف من ذلك بإضافة المزيد من TFL1". "إنه يعمل تقريبًا مثل قرص ساخن وبارد ينظم درجة حرارة الماء في الحمام أو المطبخ."

وقال ويجل إن مجموعته أدخلت بالفعل الجين في نباتات التبغ ، مما أدى إلى تسريع عملية الإزهار هناك. وتتمثل خطوته التالية في إنتاج أرز معدل وراثيًا ، وهو محصول نقدي رئيسي.

شارك أيضًا في الدراسة التي تحمل عنوان "تنشيط وضع العلامات على محفز الأزهار FT" ، إيغور كارديلسكي ، وفيبولا ك.شوكيا ، وجيهون آن ، ونيكولا داجنالا ، وسيوكس ك.كريستنسن ، وياسمين تي نغوين ، وجوان كوري ، وماريا جيه هاريسون. . تم تمويل الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم ومؤسسة صموئيل روبرتس نوبل.

معهد سالك للدراسات البيولوجية ، الموجود في لا جولا ، كاليفورنيا ، هو مؤسسة مستقلة غير ربحية مكرسة للاكتشافات الأساسية في علوم الحياة ، وتحسين صحة الإنسان وظروفه ، وتدريب الأجيال القادمة من الباحثين. تأسس المعهد في عام 1960 على يد جوناس سالك ، MD ، بهدية أرض من مدينة سان دييغو وبدعم مالي من مؤسسة March of Dimes Birth Defects Foundation. موقع إلكتروني: https://www.salk.edu