Növénykutatás újonnan gondolkodva: Világos irányítású védelmi mechanizmusok dekódolva
Növénykutatás újonnan gondolkodva: Világos irányítású védelmi mechanizmusok dekódolva
A növénykutatás izgalmas világában a tudósok jelentős előrelépést értek el. Sok más élőlényvel ellentétben a növények nem tudnak egy másik helyre költözni a ragadozók vagy a kedvezőtlen környezeti feltételek fenyegetése esetén. Ez azt jelenti, hogy innovatív stratégiákat kellett kidolgozniuk a túléléshez. A Würzburgi Julius Maximilians Egyetemen (JMU) egy csapat nemrégiben közzétette a nemrégiben közzétett megállapításokat arról, hogy a növények hogyan reagálnak a fenyegetésekre, és forradalmasíthatják a zöldségjelző folyamatokkal kapcsolatos tudásunk alapjait.
A kalcium központi szerepe
A növények stresszre adott reakciójának kulcsfontosságú tényezője a másodlagos messenger kalcium. A sejttel a kalciumszint változásai aktiválják a különféle védelmi mechanizmusokat. Azt is megállapították, hogy a membránpotenciál, azaz a sejtek elektromosan töltött felületei változásai fontos szerepet játszanak.
innovatív világításvezérlés és rodopszine
Tanulmányukhoz a kutatók olyan dohánynövényekkel dolgoztak, amelyek speciális ioncsatornákkal vannak felszerelve, amelyeket a fény aktiválhat. Ezt az optogenetikai módszert, amely már forradalmasította az idegtudományokat, átkerült a növénykutatásba. Az algákból származó csatornaRhodopsine elengedhetetlen ehhez a technológiához, és lehetővé teszi a sejtek folyamatok célzott manipulációit fénysugarakon keresztül.
A csatorna rodopszinek használatának jelentős előrelépése az évtizedek óta végzett kutatás eredménye volt. Több mint 20 évvel ezelőtt Peter Hegemann, Georg Nagel és Ernst Bamberg megalapozta az optogenetika alapját. A jelenlegi tanulmányban a kutatók bebizonyították, hogy a dohányüzemekben a kalciumcsatornák aktiválása döntő szerepet játszik stresszreakcióikban.
A műszaki kihívások leküzdése
Munkájukban azonban a kutatóknak meg kellett küzdeniük néhány műszaki kihívást. Eleinte fontos volt kombinálni a Channelrhodopsine expresszióját a retina előállításával. A retina, amelyet elsősorban az emberek béta-karotinból nyernek, szükség van a fény felszívódásához. A JMU kutatócsoportoknak sikeresen kombinálták ezt a folyamatot 2021 -ben, hogy dohánynövényeket tenyészthessenek a magas retina tartalmával.Egy másik fontos részlet a használt fényforrás volt. A rodopszin nem kívánt aktiválásának elkerülése érdekében a növényeket vörös LED -es fényű speciális növekedési kamrákban kellett tartani. Ilyen körülmények között a növények egészséges fejlődést mutattak, és lehetővé tették a pontos kísérleteket, amelyekre szükség volt a kalcium szerepének vizsgálatához a növények stresszválaszában.
A gyógynövényes védelmi mechanizmusok ismerete
A kutatás egyértelműen kimutatta, hogy a vízstressz és a betolakodó detektálása aktiválja a növények különböző jelútjait. Azokban a növényekben, amelyek a kalciumcsatornákat használták, az optogenetikus stimuláció után nem kellett meghatározni a növényi hormon abszkordinsav (ABA) növekedését. Ezzel szemben az anioncsatornákkal rendelkező növények védelmi reakcióval reagáltak, amelyet például elszáradt levelek fejeztek ki.
Egy másik figyelemre méltó pont a reaktív oxigénfajok (ROS) felszabadulása, amelyet a tudósok mérhetnek. Ezek a reakciók a védelmi mechanizmusok részét képezik, amelyek a növényeket a ragadozókkal szemben aktiválják. Ezen eredmények kombinációja fontos lépést jelent a növényi jelfeldolgozásban, és megnyitja az ajtót a további kutatásokhoz.
A tanulmány szerzői összességében felismerik, hogy ezek a felfedezések csak a növénykutatás új korszakának kezdete lehetnek. A hatékony optogenetikai eszközök felhasználásának lehetősége a növények komplex jelútjainak elemzésére kétségtelenül számos kutatási területre hat.
Kommentare (0)