Bəzi bitkilər su olmadan aylarla yaşaya bilir, ancaq qısa leysandan sonra yenidən yaşıllaşır. Bonn və Miçiqan Universitetləri tərəfindən aparılan son araşdırma göstərir ki, bu, “möcüzə gen”lə bağlı deyil. Əksinə, bu qabiliyyət bütün genlər şəbəkəsinin nəticəsidir, demək olar ki, hamısı daha həssas növlərdə də mövcuddur. Nəticələr artıq internetdə görünüb Bitki jurnalı.
Tədqiqatçılar öz araşdırmalarında Bonn Universitetində uzun müddət tədqiq edilən bir növə - dirilmə bitkisi Craterostigma plantagineum-a yaxından nəzər saldılar. Adını tamamilə haqlı olaraq daşıyır: Quraqlıq zamanı onun öldüyünü düşünmək olar. Ancaq aylarla quraqlıqdan sonra da onu canlandırmaq üçün bir az su kifayətdir. Bonn Universitetinin Bitkilərin Molekulyar Fiziologiyası və Biotexnologiyası İnstitutundan (IMBIO) Prof. Dr. Dorothea Bartels, “Bizim institutda biz uzun illərdir ki, bitkinin bunu necə etdiyini öyrənirik”.
Onun maraqlarına daxildir genlər quraqlığa dözümlülükdən məsul olan. Getdikcə daha aydın oldu ki, bu qabiliyyət tək bir “möcüzə genin” nəticəsi deyil. Əvəzində çoxlu genlər iştirak edir ki, onların da əksəriyyəti quraqlığa o qədər də yaxşı dözməyən növlərdə olur.
Bitkidə hər bir xromosomun səkkiz nüsxəsi var
Cari araşdırmada Bartelin komandası Miçiqan Universitetinin (ABŞ) tədqiqatçıları ilə birlikdə Craterostigma plantagineum-un tam genomunu təhlil edib. Və bu olduqca mürəkkəbdir: heyvanların əksəriyyətində hər bir xromosomun iki nüsxəsi var - biri anadan, biri atadan - Kraterostiqmada səkkiz var. Belə bir "səkkizqat" genom da oktoploid adlanır. Biz insanlar, əksinə, diploidik.
“Genetik məlumatın bu cür çoxalmasını çoxlarında müşahidə etmək olar bitkilər altında inkişaf etmişlər ekstremal şərait” Bartels deyir. Bəs niyə belədir? Ehtimal olunan səbəb: Əgər gen iki əvəzinə səkkiz nüsxədə mövcuddursa, o, prinsipcə dörd dəfə tez oxuna bilər. Oktoploid genom buna görə də çox miqdarda tələb olunan zülalın çox tez əmələ gəlməsinə şərait yarada bilər. Bu qabiliyyətin inkişafı üçün də əhəmiyyətli olduğu görünür quraqlığa dözümlülük.
Kraterostiqmada quraqlığa daha çox dözümlülüklə əlaqəli bəzi genlər daha da təkrarlanır. Bunlara sözdə ELIP-lər daxildir - qısaldılmış söz "erkən yüngül induksiya olunan zülallar" deməkdir, çünki onlar işıqla sürətlə işə düşür və oksidləşdirici stressdən qoruyur. Onlar bütün quraqlığa dözümlü növlərdə yüksək nüsxə saylarında rast gəlinir.
"Craterostiqma, təxminən eyni olan və müxtəlif xromosomlarda on və ya iyirmi nüsxədən ibarət böyük qruplarda yerləşən 200-ELIP geninə yaxındır" deyə Bartels izah edir. Beləliklə, quraqlığa dözümlü bitkilər, ehtimal ki, quraqlıq vəziyyətində sürətlə tənzimlənə biləcək geniş gen şəbəkəsindən istifadə edə bilərlər.
Quraqlığa həssas növlər, daha az nüsxə saylarına baxmayaraq, adətən eyni genlərə malikdirlər. Bu da təəccüblü deyil: Əksər bitkilərin toxumları və polenləri uzun müddət su olmadan cücərməyə davam edir. Beləliklə, onların da quraqlıqdan qorunmaq üçün genetik proqramı var. "Lakin bu proqram adətən cücərmə zamanı söndürülür və sonra yenidən aktivləşdirilə bilməz" deyə botanik izah edir. "Dirilmə bitkilərində, əksinə, aktiv olaraq qalır."
Əksər növlər quraqlığa dözümlüdür
Quraqlığa dözümlülük, bitkilərin böyük əksəriyyətinin "bacardığı" bir şeydir. Bu qabiliyyəti verən genlər, yəqin ki, təkamülün çox erkən dövründə ortaya çıxdı. Bununla belə, bu şəbəkələr quraqlığa davamlı növlərdə daha səmərəlidir və üstəlik, yalnız həyat dövrünün müəyyən mərhələlərində aktiv deyil.
Bununla belə, Craterostigma plantagineum-un hər hüceyrəsində eyni “quraqlıq proqramı” yoxdur. Bunu tədqiqatda iştirak edən Düsseldorf Universitetinin tədqiqatçıları da göstəriblər. Məsələn, müxtəlif quraqlıq şəbəkə genləri yarpaqlara nisbətən qurutma zamanı köklərdə aktivdir. Bu tapıntı gözlənilməz deyil: Məsələn, yarpaqlar günəşin zərərli təsirlərindən qorunmalıdır. Bu işdə onlara, məsələn, ELIPs kömək edir. Kifayət qədər rütubətlə bitki ən azı qismən radiasiyanı udan fotosintetik piqmentlər əmələ gətirir. Bu təbii qorunma quraqlıq zamanı əsasən uğursuz olur. Köklər, əksinə, günəş yanığından narahat olmaq lazım deyil.
Tədqiqat bəzilərinin niyə başa düşülməsini yaxşılaşdırır növ quraqlıqdan çox az əziyyət çəkirlər. Uzunmüddətli perspektivdə bu, buğda və ya qarğıdalı kimi bitkilərin yetişdirilməsinə kömək edə bilər. quraqlıq. İqlim dəyişikliyi dövründə bunlara gələcəkdə həmişəkindən daha çox tələbat olacaq.