Istraživači sa Sveučilišta u Hirošimi sve su bliže otkrivanju molekularnih procesa koji stoje iza načina na koji poplave uskraćuju kisik biljkama. To će pomoći u stvaranju usjeva otpornijih na poplave. Portal Phys.org.
Prema Svjetskoj banci, poplave su globalni rizik koji ugrožava živote i imovinu milijardi ljudi. Još više ljudi je u opasnosti od gladi kao posljedica poplava: voda može poplaviti usjeve. Istraživači su sada bliže identifikaciji molekularni procesiu pozadini toga kako poplave uskraćuju kisik biljkama. To će pomoći u stvaranju otpornijih usjeva.
S meta-analiza, koji uključuje ponovnu analizu podataka iz drugih studija općenito, tim s Fakulteta integriranih znanosti o životu na Sveučilištu u Hirošimi pronašao je nekoliko uobičajenih geni i srodni mehanizmi kod riže (Oryza sativa) i Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Znanstvenici su svoje rezultate istraživanja objavili u časopisu život.
“Hipoksija je abiotički stres za biljke, često uzrokovan poplavama”, rekao je koautor studije Keita Tamura, govoreći o nedostatku kisika uzrokovanom prezasićenošću. “Iako je u prošlosti provedeno mnogo istraživanja, mislili smo da je to skriveno bioloških mehanizama mogu se otkriti analizom višestrukih studija korištenjem meta-analize javno dostupnih podataka.”
Tim se usredotočio na rižu i potočarku, budući da je genetika obje vrste prethodno opsežno proučavana. Prema Tamuri, riža se također smatra jednim od najvažnijih usjeva na svijetu, služeći kao glavni prehrambeni proizvod za više od četiri milijarde ljudi, prema Savjetodavnoj skupini za međunarodna poljoprivredna istraživanja, stoga razumijevanje kako spriječiti biljku da reagira na hipoksija, presudno je.
Istraživači su iz dostupnih skupova podataka identificirali 29 parova podataka o sekvenciranju RNK za Arabidopsis i 26 parova za rižu u normalnim uvjetima i uvjetima s nedostatkom kisika. Prema profesoru Hidemasi Bono, sekvenciranje RNK uključuje dešifriranje genetskog nacrta subjekta u određenoj točki, što znači da se podaci mogu koristiti za proučavanje koji su geni uzrokovali koje promjene.
"Analizom podataka o sekvenciranju RNK, identificirali smo 40 i 19 gena s pojačanom i smanjenom regulacijom u obje vrste", rekao je Bono. "Među njima, neki transkripcijski faktori WRKY i cinamat-4-hidroksilaza, čija uloga u odgovoru na hipoksiju ostaje nepoznata, općenito su regulirani prema gore i u Arabidopsisu i u riži."
Prema Bonu, ova opća regulacija znači da ovi molekularni mehanizmi postaju aktivniji kada nedostaje kisika, što ukazuje na njihovu specifičnu mehaničku odgovornost za to kako biljke reagiraju.
Bono i Tamura usporedili su svoje rezultate sa sličnom meta-analizom hipoksije u ljudskim stanicama i uzorcima tkiva. Otkrili su da su dva obično aktivirana gena u ris i Arabidopsis bili su potisnuti u svojim ljudskim dvojnicima.
"Naša meta-analiza sugerira različite molekularne mehanizme za hipoksiju kod biljaka i životinja", rekao je Bono. “Očekuje se da će geni kandidati identificirani u ovoj studiji rasvijetliti nove molekularne mehanizme odgovora biljaka na hipoksiju. U konačnici, planiramo manipulirati jednim od gena kandidata tehnologijom za uređivanje genoma kako bismo stvorili biljke otporne na poplave.”