التقدم قد يؤدي إلى تقصير أوقات تربية المحاصيل – ScienceDaily

اقترب العلماء من تكاثر النباتات بجينات من أحد الوالدين فقط. بحث جديد بقيادة علماء الأحياء النباتية في جامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، نُشر في 19 تشرين الثاني (نوفمبر) في تقدم العلوم ، يوضح الآلية الكامنة وراء القضاء على نصف الجينوم ويمكن أن يسهل عملية التكاثر الأسهل والأسرع لنباتات المحاصيل ذات السمات المرغوبة مثل مقاومة الأمراض.

ينبع العمل من اكتشاف تم إجراؤه منذ أكثر من عقد من قبل الراحل سيمون تشان ، الأستاذ المشارك لبيولوجيا النبات في كلية UC Davis للعلوم البيولوجية ، وزملاؤه.

النباتات ، مثل الكائنات الجنسية الأخرى ، ترث مجموعة مطابقة من الكروموسومات من كل والد. من أجل نقل سمة مواتية ، مثل مقاومة الآفات أو الجفاف ، لجميع نسلهم ، يجب أن يحمل النبات نفس المتغير الجيني على كل كروموسوم. لكن إنشاء نباتات “تتكاثر بشكل صحيح” بهذه الطريقة يمكن أن يستغرق أجيالًا من التهجين.

في عام 2010 ، اكتشف تشان وزميل ما بعد الدكتوراه رافي ماروثاشالام بالصدفة طريقة للقضاء على المساهمة الجينية من أحد الوالدين أثناء تربية نبات المختبر أرابيدوبسيس. لقد قاموا بتعديل بروتين يسمى CENH3 ، موجود في السنترومير ، وهو هيكل في مركز كروموسوم. عندما حاولوا عبور النوع البري أرابيدوبسيسمع النباتات ذات CENH3 المعدل ، حصلوا على نباتات بها نصف العدد الطبيعي من الكروموسومات. تم القضاء على جزء الجينوم من أحد النباتات الأم لإنشاء نبات أحادي الصبغة.

نُشر هذا العمل في مجلة Nature في مارس 2010 ، حيث أطلق الجهود لتحقيق نفس النتيجة في نباتات المحاصيل مثل الذرة والقمح والطماطم.

كشف الغموض

لكن تكرار استراتيجية تشان الدقيقة في الخارج أرابيدوبسيس قال البروفيسور لوكا كوماي ، من جامعة كاليفورنيا في ديفيس ، قسم بيولوجيا النبات ومركز الجينوم ، وهو مؤلف رئيسي في الورقة الجديدة ، لقد أثبت حتى الآن عدم جدواه. في الآونة الأخيرة ، أنشأت مختبرات أخرى نباتات بمجموعة واحدة من الكروموسومات عن طريق معالجة CENH3 ، لكن ليس من الواضح كيف ترتبط النتائج.

قال كوماي: “كان الأساس الميكانيكي لتأثيرات CENH3 على الحث الفردي غامضًا”. وقال إنه يبدو أن هناك قواعد مختلفة لكل نوع.

تم الآن توضيح الكثير من هذا اللغز. وجد Mohan Marimuthu ، الباحث في مركز UC Davis Genome وقسم بيولوجيا النبات ، مع Comai ، Maruthachalam (الآن في المعهد الهندي لتعليم العلوم والبحوث ، ولاية كيرالا) وزملاؤه أنه عندما يتم تغيير بروتين CENH3 ، يتم إزالته من الحمض النووي في البويضة قبل الإخصاب ، مما يضعف المركز.

قال كوماي: “في الانقسامات الجنينية اللاحقة ، تفشل السنتروميرات المستنفدة لـ CENH3 التي ساهمت بها البويضة في التنافس مع تلك الغنية بـ CENH3 التي ساهمت بها الحيوانات المنوية ويتم القضاء على الجينوم الأنثوي”.

قال كوماي إن اكتشاف أن أي استنفاد انتقائي لـ CENH3 يولد ضعفًا في الوسط يفسر النتائج الأصلية من قبل Chan و Maruthachalam بالإضافة إلى النتائج الجديدة من مختبرات أخرى في القمح والذرة. وقال إن هذه المعرفة الجديدة ستجعل من الأسهل تحريض الصبغات في نباتات المحاصيل.

المؤلفون الإضافيون على الورقة هم: في UC Davis، Anne Britt و Sundaram Kuppu؛ راميش بوندادا ، المعهد الهندي لتعليم وبحوث العلوم ؛ وإيك هان تان ، جامعة مين. تم دعم العمل بمنح من CSIRO (أستراليا) ، ومؤسسة Bill and Melinda Gates ، ومؤسسة Gordon and Betty Moore ، ومعهد Howard Hughes الطبي ، ووزارة التعليم الهندية.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من جامعة كاليفورنيا – ديفيس. الأصل بقلم آندي فيل. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى حسب النمط والطول.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *