Şəkil: Bitki bərpasının ənənəvi üsulları növə xas və əmək intensiv ola bilən hormonlar kimi bitki artım tənzimləyicilərinin istifadəsini tələb edir. Alimlər yeni bir araşdırmada bitki hüceyrələrinin dediferensasiyasında (hüceyrə çoxalması) və təkrar differensasiyasında (orqanogenezində) iştirak edən genlərin funksiyasını və ifadəsini tənzimləyərək yeni bitki regenerasiyası sistemi hazırlayıblar. Daha çox baxın
Bitki bərpasının ənənəvi üsulları istifadəni tələb edirbitki artım tənzimləyicilərikimihormons, hansı növlərə xas və əmək intensiv ola bilər. Alimlər yeni bir araşdırmada bitki hüceyrələrinin dediferensasiyasında (hüceyrə çoxalması) və təkrar differensasiyasında (orqanogenezində) iştirak edən genlərin funksiyasını və ifadəsini tənzimləyərək yeni bitki regenerasiyası sistemi hazırlayıblar.
Bitkilər uzun illər heyvanlar və insanlar üçün əsas qida mənbəyi olmuşdur. Bundan əlavə, bitkilər müxtəlif əczaçılıq və müalicəvi birləşmələri çıxarmaq üçün istifadə olunur. Bununla belə, onların sui-istifadəsi və qidaya artan tələbat yeni bitki yetişdirmə üsullarına ehtiyac olduğunu vurğulayır. Bitki biotexnologiyasındakı irəliləyişlər daha məhsuldar və iqlim dəyişikliyinə davamlı olan geni dəyişdirilmiş (GM) bitkilər istehsal etməklə gələcək qida çatışmazlığını həll edə bilər.
Təbii ki, bitkilər fərqli struktur və funksiyaları olan hüceyrələrə differensiasiya və təkrar diferensiasiya edərək tək bir “totipotent” hüceyrədən (çox sayda hüceyrə tipinə səbəb ola bilən hüceyrə) tamamilə yeni bitkilər bərpa edə bilər. Belə totipotent hüceyrələrin bitki toxuma kulturası vasitəsilə süni kondisionerləşdirilməsi bitkilərin mühafizəsi, çoxaldılması, transgen növlərin istehsalı və elmi tədqiqat məqsədləri üçün geniş istifadə olunur. Ənənəvi olaraq, bitki regenerasiyası üçün toxuma mədəniyyəti hüceyrə diferensiasiyasına nəzarət etmək üçün auksinlər və sitokininlər kimi bitki böyümə tənzimləyicilərinin (GGR) istifadəsini tələb edir. Bununla belə, optimal hormonal şərtlər bitki növündən, mədəniyyət şəraitindən və toxuma növündən asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Buna görə də optimal kəşfiyyat şəraitinin yaradılması çox vaxt aparan və əmək tutumlu iş ola bilər.
Bu problemi aradan qaldırmaq üçün dosent Tomoko İkava, Çiba Universitetindən dosent Mai F. Minamikava, Naqoya Universiteti Bioloji-Kənd Təsərrüfatı Elmləri Lisans Məktəbindən professor Hitoşi Sakakibara və RIKEN CSRS-dən ekspert texnik Mikiko Kojima ilə birlikdə bitki nəzarəti üçün universal üsul hazırladılar. Bitki regenerasiyasına nail olmaq üçün "inkişaf tərəfindən tənzimlənən" (DR) hüceyrə diferensiasiya genlərinin ifadəsi. 3 aprel 2024-cü ildə “Frontiers in Plant Science” kitabının 15-ci cildində dərc olunan Dr. İkava öz tədqiqat işləri haqqında əlavə məlumat verdi və dedi: “Sistemimiz xarici PGR-lərdən istifadə etmir, əksinə hüceyrə diferensiasiyasına nəzarət etmək üçün transkripsiya faktoru genlərindən istifadə edir. məməlilərdə induksiya edilən pluripotent hüceyrələrə bənzər.”
Tədqiqatçılar Arabidopsis thalianadan (model bitki kimi istifadə olunur) iki DR genini, BABY BOOM (BBM) və WUSCHEL (WUS) ektopik şəkildə ifadə etdilər və onların tütün, kahı və petuniyanın toxuma mədəniyyətinin diferensiallaşmasına təsirini araşdırdılar. BBM embrion inkişafı tənzimləyən transkripsiya faktorunu kodlayır, WUS isə tumurcuq apikal meristem bölgəsində kök hüceyrə eyniliyini qoruyan transkripsiya faktorunu kodlayır.
Onların təcrübələri göstərdi ki, Arabidopsis BBM və ya WUS-un ifadəsi tək başına tütün yarpağı toxumasında hüceyrə diferensiasiyasına təkan vermək üçün kifayət deyil. Bunun əksinə olaraq, funksional olaraq gücləndirilmiş BBM və funksional olaraq dəyişdirilmiş WUS-un birgə ifadəsi sürətlənmiş avtonom diferensiallaşma fenotipinə səbəb olur. PCR-dən istifadə etmədən transgen yarpaq hüceyrələri kallusa (mütəşəkkil olmayan hüceyrə kütləsi), yaşıl orqan kimi strukturlara və təsadüfi qönçələrə diferensiasiya olunur. Kəmiyyət polimeraza zəncirvari reaksiya (qPCR) analizi, gen transkriptlərinin kəmiyyətini təyin etmək üçün istifadə edilən bir üsul, Arabidopsis BBM və WUS ifadəsinin transgenik kalli və tumurcuqların əmələ gəlməsi ilə əlaqəli olduğunu göstərdi.
Fitohormonların hüceyrə bölünməsində və differensiasiyasında həlledici rolunu nəzərə alaraq, tədqiqatçılar altı fitohormonun, yəni auxin, sitokinin, absis turşusu (ABA), gibberellin (GA), jasmonik turşusu (JA), salisilik turşusu (SA) və onun transgenik bitkilərdəki metabolitlərinin səviyyələrini müəyyən etdilər. Onların nəticələri göstərdi ki, aktiv auksin, sitokinin, ABA və qeyri-aktiv GA səviyyələri hüceyrələr orqanlara diferensiallaşdıqca artır və onların bitki hüceyrələrinin diferensiasiyasında və orqanogenezində rolunu vurğulayır.
Bundan əlavə, tədqiqatçılar aktiv diferensiasiya nümayiş etdirən transgen hüceyrələrdə gen ifadəsinin nümunələrini qiymətləndirmək üçün gen ifadəsinin keyfiyyət və kəmiyyət təhlili metodu olan RNT sıralama transkriptomlarından istifadə ediblər. Onların nəticələri göstərdi ki, hüceyrə proliferasiyası və auksin ilə əlaqəli genlər diferensial tənzimlənən genlərlə zənginləşib. qPCR-dən istifadə edərək sonrakı araşdırmalar aşkar etdi ki, transgenik hüceyrələr dörd genin, o cümlədən bitki hüceyrələrinin diferensiasiyasını, maddələr mübadiləsini, orqanogenezi və auksin reaksiyasını tənzimləyən genlərin ifadəsini artırıb və ya azaldır.
Ümumilikdə, bu nəticələr PZR-nin xarici tətbiqini tələb etməyən bitki regenerasiyasına yeni və çox yönlü yanaşmanı ortaya qoyur. Bundan əlavə, bu tədqiqatda istifadə olunan sistem bitki hüceyrələrinin differensiasiyasının əsas prosesləri haqqında anlayışımızı yaxşılaşdıra və faydalı bitki növlərinin biotexnoloji seçimini təkmilləşdirə bilər.
İşinin potensial tətbiqlərini vurğulayan Dr.İkava, "Məlumat edilən sistem, PCR-ə ehtiyac olmadan transgen bitki hüceyrələrinin hüceyrə diferensasiyasına təkan vermək üçün bir vasitə təqdim etməklə bitki yetişdirilməsini təkmilləşdirə bilər. Buna görə də, transgen bitkilər məhsul kimi qəbul edilməzdən əvvəl cəmiyyət bitki yetişdirməsini sürətləndirəcək və əlaqədar istehsal xərclərini azaldacaq."
Dosent Tomoko İqava haqqında Dr. Tomoko İkava Bağçılıq üzrə Ali Məktəbin, Molekulyar Bitki Elmləri Mərkəzinin və Kosmik Kənd Təsərrüfatı və Bağçılıq Tədqiqatları Mərkəzinin, Çiba Universiteti, Yaponiyanın köməkçi professorudur. Onun tədqiqat maraqlarına bitki cinsi çoxalması və inkişafı və bitki biotexnologiyası daxildir. Onun işi cinsi çoxalmanın molekulyar mexanizmlərini və müxtəlif transgen sistemlərdən istifadə edərək bitki hüceyrələrinin diferensiasiyasını başa düşməyə yönəlib. Onun bu sahələrdə bir neçə nəşri var və Yaponiya Bitki Biotexnologiyası Cəmiyyətinin, Yaponiya Botanika Cəmiyyətinin, Yaponiya Bitki Yetiştirmə Cəmiyyətinin, Yaponiya Bitki Fizioloqları Cəmiyyətinin və Bitkilərin Cinsi Çoxalmasının Öyrənilməsi üzrə Beynəlxalq Cəmiyyətin üzvüdür.
Hormonların xarici istifadəsi olmadan transgen hüceyrələrin avtonom fərqlənməsi: endogen genlərin ifadəsi və fitohormonların davranışı.
Müəlliflər bildirirlər ki, tədqiqat potensial maraqların toqquşması kimi təfsir oluna biləcək hər hansı kommersiya və ya maliyyə münasibətləri olmadan aparılıb.
İmtina: AAAS və EurekAlert EurekAlert-də dərc olunan press-relizlərin düzgünlüyünə görə məsuliyyət daşımır! Məlumatı təqdim edən təşkilat tərəfindən və ya EurekAlert sistemi vasitəsilə hər hansı məlumat istifadəsi.
Göndərmə vaxtı: 22 avqust 2024-cü il