Vědci z univerzity v Hirošimě jsou stále blíže k odhalení molekulárních procesů, které stojí za tím, jak povodně připravují rostliny o kyslík. To pomůže vytvořit plodiny odolnější vůči povodním. Portál Phys.org.
Podle Světové banky jsou povodně globálním rizikem, které ohrožuje životy a majetek miliard lidí. Ještě více lidí je v důsledku povodní ohroženo hladem: voda může zaplavit úrodu. Vědci jsou nyní blíže identifikaci molekulární procesyzáklad toho, jak povodně připravují rostliny o kyslík. To pomůže vytvořit odolnější plodiny.
S metaanalýza, která zahrnuje opětovnou analýzu dat z jiných studií obecně, tým z Graduate School of Integrated Life Sciences na univerzitě v Hirošimě našel několik společných geny a související mechanismy u rýže (Oryza sativa) a Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Vědci zveřejnili výsledky svého výzkumu v časopise Život.
"Hypoxie je abiotický stres pro rostliny, často způsobený záplavami," řekl spoluautor studie Keita Tamura s odkazem na nedostatek kyslíku způsobený přesycením. „Ačkoli v minulosti bylo provedeno mnoho výzkumů, mysleli jsme, že je to skryté biologické mechanismy lze objevit analýzou více studií pomocí metaanalýzy veřejně dostupných dat.
Tým se zaměřil na rýži a řeřichu, protože genetika obou druhů byla předtím rozsáhle studována. Rýže je podle Tamury také považována za jednu z nejdůležitějších plodin na světě, sloužící jako hlavní potravinářský výrobek pro více než čtyři miliardy lidí, podle Poradní skupiny pro mezinárodní zemědělský výzkum, takže pochopení toho, jak zabránit rostlině v reakci na hypoxie, je zásadní.
Vědci identifikovali 29 párů dat sekvenování RNA pro Arabidopsis a 26 párů pro rýži v normálních podmínkách i v podmínkách nedostatku kyslíku z dostupných datových souborů. Podle profesora Hidemasa Bona zahrnuje sekvenování RNA dešifrování genetického plánu subjektu v daném bodě, což znamená, že data lze použít ke studiu toho, které geny způsobily které změny.
"Analýzou dat o sekvenování RNA jsme u obou druhů identifikovali 40 a 19 upregulovaných a downregulovaných genů," řekl Bono. "Mezi nimi byly některé transkripční faktory WRKY a cinnamát-4-hydroxyláza, jejichž role v reakci na hypoxii zůstává neznámá, obecně upregulovány jak u Arabidopsis, tak u rýže."
Podle Bona tato obecná upregulace znamená, že tyto molekulární mechanismy se stávají aktivnějšími, když je nedostatek kyslíku, což naznačuje jejich specifickou mechanickou odpovědnost za to, jak rostliny reagují.
Bono a Tamura porovnali své výsledky s podobnou metaanalýzou hypoxie v lidských buňkách a vzorcích tkání. Zjistili, že dva z běžně aktivovaných genů v rýže a Arabidopsis byly u svých lidských protějšků potlačeny.
"Naše metaanalýza naznačuje různé molekulární mechanismy hypoxie u rostlin a zvířat," řekl Bono. "Očekává se, že kandidátní geny identifikované v této studii vrhnou světlo na nové molekulární mechanismy reakce rostlin na hypoxii." Nakonec plánujeme manipulovat s jedním z kandidátských genů pomocí technologie úpravy genomu, abychom vytvořili rostliny odolné vůči povodním.