Bilim adamları, bitkilerin küresel ısınmaya karşı savaşmasına yardımcı olabilecek bir kuraklık toleransı geni keşfediyor

Anonim

Küresel ısınma, karadan ve sudan buharlaşan nemin miktarını artırır ve dünyanın birçok yerinde kuraklığa neden olur. Daha kuru bölgelerde, evapotranspirasyon nehirlerde, göllerde ve yer altı sularında su seviyesini azaltan ve tarım alanlarında toprak nemini azaltan kuraklık dönemleri üretir. Küresel sıcaklık yükseldikçe, kuraklıktan etkilenen kara kütlesinin, tarım için potansiyel olarak yıkıcı sonuçlarıyla birlikte artması bekleniyor.

Son yıllarda, bilim adamları bitkilerde kuraklık direncini nasıl iyileştireceklerini araştırıyorlar, böylece kuru hava koşullarında ekinlerin çoğalmasını ve üretkenliğini arttırıyorlar. Hong Kong Üniversitesi'nden (HKU) bir çığır açan teknoloji, kuraklık stresinde bu soruna bir çözüm sağlayabilir. Şu anda farklı ülkelerde patent bekleyen teknoloji, petrol ürünleri Camelina sativa'nın yeni çeşitlerinin geliştirilmesinde uzmanlaşmış uluslararası olarak tanınan bir tarım şirketine lisanslanmıştır.

Wilson ve Amelia Wong Vakfı Fonu tarafından finanse edilen HKU'daki Chye Laboratuarı, bir asil-CoA-bağlayıcı protein (ACBP) kodlayan model bitki Arabidopsis thaliana'dan bir gen tanımlamıştır. ACBP2 olarak adlandırılan gen, transgenik Arabidopsis'te kuraklık toleransı sağlayabilir. Bu transgenik hatlarda ACBP2'nin aşırı ekspresyonu (yani, bitkideki ACBP2 proteininde artış), stoma kapanmasını, azaltılmış su kaybını ve kuraklık toleransını arttırdı.

Profesör Chye Mee Len, Wilson ve Amelia Wong HKU Biyoloji Bilimleri Okulu'nda Bitki Biyoteknolojisinde Profesör ve onun laboratuar üyeleri geçtiğimiz yıllarda Arabidopsis açil-CoA bağlayıcı proteinlerin transgenik Arabidopsis bitkilerinde stres toleransı sağlayabildiğini keşfettiler. Arabidopsis bir model bitki olarak kullanıldı çünkü laboratuvarda kolayca manipüle edilebilir - küçük bir genoma, kısa bir yaşam döngüsüne ve iyi gelişmiş genetiğe sahiptir. Araştırmacıların daha büyük genomlara sahip daha karmaşık bitki türlerindeki uygulamalar için temel bilgileri elde etmelerini sağlamak için model tesislerde keşifler hızla yapılabilir.

Profesör Chye şöyle dedi: "Kuraklık stresi, bitki gelişimini olumsuz yönde etkilemekte ve tarımda bitki verimini ve gıda üretimini azaltmaktadır. Yapraklarda ve saplarda bulunan stomalar, bitkilerde su kaybına neden olmaktadır ve ACBP2'nin koruyucu hücrelerde ifade edildiği gözlemlenmiştir. Stomatal diyaframı düzenleyen ACBP2, kuraklık ve kuraklık korumasında bir yolu tetikleyen fitohormon, absisik asit (ABA) ile indüklenmiştir ACBP2-aşırı eksprese eden bitkiler, koruyucu hücrelerde ABA aracılı reaktif oksijen türleri (ROS) üretimini göstermiştir, bu sayede stoma teşvik edilmiştir Bunun tersine ACBP2 fonksiyonunu kaybeden ve araştırmalarda kontrollerden biri olarak işlev gören acbp2 mutant bitkileri, kuraklık stresine daha duyarlıydı.

Profesör Chye ayrıca şunları açıkladı: “ACBP2 aşırı ekspresyonu, ABA1'e karşı aşırı duyarlılık (HAB1) ekspresyonu verirken, ABA aracılı ROS üretimi için gerekli olan iki Solunum Patlama Oksidas Homolog D (AtrbohD) ve AtrbohF, iki NAD (P) H oksidazının ekspresyonunu yukarı doğru düzenledi. ABA sinyalizasyonunda önemli bir negatif regülatör, aşağı regüle edilmiştir.Bu gözlemler, ACBP2'nin kuraklık tepkisinde ABA sinyalizasyonunu teşvik etmede olumlu bir rolü desteklemektedir.

Çalışma, 2013 yılında Chye Lab'den Dr Du Zhi-yan ile ilk yazar olarak, Plant Cell and Environment dergisinde (Cilt 36: sayfa 300-314) yayınlandı. Dr. Du, son patent başvurusunda adı geçen bir mucit.

Buluş, petrol üretimi ve ticarileştirme konusunda potansiyel uygulamalar için, ana işi Camelina sativa, biyoyakıt ve biyokütrister üretim ürünü olan uluslararası kabul görmüş bir tarım şirketi olan Agragen LLC'ye lisanslanmıştır.

Camelina sativa'nın, sert hava koşullarına geniş ölçüde adapte olabilmesi de dahil olmak üzere diğer geleneksel petrol bitkileri üzerinde birtakım avantajlara sahip olduğu bilinmektedir ve düşük gübre ve pestisit gereksinimlerine sahiptir. Marjinal topraklarda yetiştirilebilir ve buğday, mısır ve sorgum ile rotasyon mahsulü olarak kullanılabilir. Bu nedenle, Camelina sativa yenilenebilir enerji üretiminde ümit vaat eden bir platformdur ve potansiyel olarak kuraklığa toleranslı Camelina çeşitlerini üretmek için HKU teknolojilerinin kullanılması biyoyakıt kaynağı olarak daha verimli hale getirecektir.

Bu teknolojinin ticarileştirilmesi, HKU Teknoloji Transfer Ofisi ve üniversitenin HKU araştırmacıları tarafından teknoloji yeniliklerini teşvik etmek için kâr amacı gütmeyen bir temelde çalışan ticari kolu olan Versitech Limited tarafından desteklenmiştir.

menu
menu