به گزارش سیناپرس اردبیل، در دنیایی که با تغییرات آب و هوایی مشکل دارد، یک علف هرز رایج نکات مهمی در مورد چگونگی توسعه محصولات مقاوم به خشکی ارائه می دهد.
به گفته دانشمندان دانشگاه ییل، این گیاه دو مسیر متابولیک متفاوت را برای تولید نوع منحصر به فردی از فتوسنتز ترکیب می کند که به گیاه اجازه می دهد در مقابل خشکی مقاومت کند و در عین حال بسیار پربار باقی بماند. اریکا ادواردز، استاد بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی و نویسنده ارشد این مقاله می گوید: «این ترکیب بسیار نادری از صفات گیاهان است و گیاه می تواند به طور بالقوه در تلاش های مهندسی محصولات مفید باشد».
گیاهان مجموعه متنوعی از فرآیندها را برای تقویت فتوسنتز توسعه داده اند، فرآیندی که در آن گیاهان سبز از نور خورشید برای سنتز مواد مغذی از دی اکسید کربن و آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، ذرت و نیشکر فتوسنتز C4 را تکامل دادند که به گیاه اجازه می دهد در دماهای بالا بارور بماند. ساکولنت ها، مانند کاکتوس ها و آگاوها، نوع دیگری از فتوسنتز به نام فتوسنتز CAM دارند که به آنها اجازه می دهد در بیابان ها و سایر مناطق خشک زندگی کنند. C4 و CAM عملکردهای متفاوتی دارند، با این حال هر دو از مسیر بیوشیمیایی یکسانی برای عمل به عنوان فتوسنتز معمولی استفاده می‌کنند.
این گیاه از این نظر منحصر به فرد است که هر دوی این سازگاری های تکاملی را نشان می دهد، و به آن اجازه می دهد هم تولیدی بالا داشته باشد و هم به خشکی مقاوم باشد.
تیم ییل به رهبری نویسندگان همکار و محققین فوق دکتری خوزه مورنو-ویلینا و هاوران ژو، تجزیه و تحلیل فضایی بیان ژن در برگ‌های این گیاه را انجام دادند و دریافتند که فعالیت C4 و CAM کاملاً یکپارچه است. آنها در همان سلول ها عمل می کنند و محصولات واکنش های CAM توسط مسیر C4 پردازش می شوند. این سیستم سطوح غیرعادی حفاظت را برای گیاه C4 در مواقع خشکسالی فراهم می کند. محققان همچنین مدل‌های شار متابولیک ساختند که ظهور یک سیستم C4 CAM یکپارچه را پیش‌بینی می‌کرد که نتایج تجربی آنها را منعکس می‌کرد.
نویسندگان می گویند که درک این مسیر متابولیک جدید می تواند به دانشمندان کمک کند تا راه های جدیدی برای مهندسی محصولاتی مانند ذرت برای کمک به مقاومت در برابر خشکسالی طولانی ابداع کنند.
از نظر مهندسی چرخه CAM در یک محصول C4، مانند ذرت، هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد تا به واقعیت تبدیل شود.
محققان اخیرا یافته های خود را در مجله Science Advances منتشر کرده اند.
مترجم: مهنازعلیرضایی
منبع:biology news