يقترب الباحثون في جامعة هيروشيما من الكشف عن العمليات الجزيئية الكامنة وراء كيف تحرم الفيضانات النباتات من الأكسجين. سيساعد هذا في إنشاء المزيد من المحاصيل التي تتحمل الفيضانات. بوابة Phys.org.
وفقًا للبنك الدولي ، تشكل الفيضانات خطرًا عالميًا يهدد حياة وممتلكات مليارات البشر. يتعرض المزيد من الناس لخطر المجاعة نتيجة للفيضانات: يمكن للمياه أن تغمر المحاصيل. الباحثون الآن أقرب إلى تحديد العمليات الجزيئيةكيف تحرم الفيضانات النباتات من الأكسجين. سيساعد هذا في إنشاء محاصيل أكثر مرونة.
استخدام التحليل البعدي، الذي يتضمن إعادة تحليل البيانات من دراسات أخرى بشكل عام ، وجد فريق من كلية الدراسات العليا لعلوم الحياة المتكاملة بجامعة هيروشيما العديد من الأمور المشتركة الجينات والآليات ذات الصلة في الأرز (Oryza sativa) و Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). نشر العلماء نتائج أبحاثهم في المجلة الحياة.
وقالت كيتا تامورا ، المؤلفة المشاركة في الدراسة ، في إشارة إلى نقص الأكسجين الناجم عن التشبع المفرط: "نقص الأكسجة هو إجهاد غير حيوي للنباتات ، وغالبًا ما يكون ناتجًا عن الفيضانات". "على الرغم من إجراء الكثير من الأبحاث في الماضي ، اعتقدنا أن هذا مخفي الآليات البيولوجية يمكن اكتشافها من خلال تحليل دراسات متعددة باستخدام التحليل التلوي للبيانات المتاحة للجمهور ".
ركز الفريق على الأرز والجرجير ، حيث سبق أن تمت دراسة جينات كلا النوعين على نطاق واسع. وفقًا لتامورا ، يُعتبر الأرز أيضًا أحد أهم المحاصيل في العالم ، حيث يعمل كمحصول رئيسي منتج غذائي لأكثر من أربعة مليارات شخص ، وفقًا للمجموعة الاستشارية للبحوث الزراعية الدولية ، لذا فهم كيفية منع النبات من التفاعل مع نقص الأكسجة، حاسم.
حدد الباحثون 29 زوجًا من بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي لأرابيدوبسيس و 26 زوجًا للأرز في كل من الظروف العادية وحالات نقص الأكسجين من مجموعات البيانات المتاحة. وفقًا للبروفيسور Hidemasa Bono ، يتضمن تسلسل الحمض النووي الريبي فك رموز المخطط الجيني للموضوع في نقطة معينة ، مما يعني أنه يمكن استخدام البيانات لدراسة الجينات التي تسببت في أي تغييرات.
قال بونو: "من خلال تحليل بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي ، حددنا 40 و 19 من الجينات المنتظمة والمنظمة في كلا النوعين". "من بينها ، بعض عوامل النسخ WRKY و cinnamate-4-hydroxylase ، التي لا يزال دورها في الاستجابة لنقص الأكسجة غير معروف ، تم تنظيمها بشكل عام في كل من نبات الأرابيدوبسيس والأرز."
وفقًا لبونو ، فإن هذا التنظيم العام يعني أن هذه الآليات الجزيئية تصبح أكثر نشاطًا عندما يكون هناك نقص في الأكسجين ، مما يشير إلى مسؤوليتها الميكانيكية المحددة عن كيفية استجابة النباتات.
قارن بونو وتامورا نتائجهم بتحليل تلوي مماثل لنقص الأكسجة في عينات الخلايا والأنسجة البشرية. وجدوا أن اثنين من الجينات التي يتم تنشيطها بشكل شائع في أرز و Arabidopsis تم قمعهما في نظرائهم من البشر.
قال بونو: "يقترح تحليلنا التلوي آليات جزيئية مختلفة لنقص الأكسجة في النباتات والحيوانات". "من المتوقع أن تلقي الجينات المرشحة التي تم تحديدها في هذه الدراسة الضوء على الآليات الجزيئية الجديدة لاستجابة النبات لنقص الأكسجة. في النهاية ، نخطط لمعالجة أحد الجينات المرشحة باستخدام تقنية تحرير الجينوم لإنشاء نباتات مقاومة للفيضانات. "