Botanik
BİTKİLERİN BİYOLOJİK SAATLERİ
Araştırma, DNA kodlarındaki tek bir harf değişikliğinin potansiyel olarak bir bitkinin gündüz kuşu mu yoksa gece kuşu mu olduğuna karar verebileceğini gösteriyor. Bulgular, çiftçilerin ve mahsul yetiştiricilerinin bulundukları yere en uygun saati olan bitkileri seçmelerine, verimi ve hatta iklim değişikliğine dayanma yeteneğini artırmaya yardımcı olabilir.
Sirkadiyen saat, organizmalara gündüz ve gece boyunca rehberlik eden moleküler metronomdur. Bitkilerde, şafakta fotosentezin hazırlanmasından çiçeklenme zamanının düzenlenmesine kadar çok çeşitli süreçleri düzenler.
Bu ritmik modeller coğrafyaya, enlemlere, iklime ve mevsimlere bağlı olarak değişebilir. Bitki saatleri yerel koşullarla en iyi şekilde başa çıkmak için uyum sağlamak zorundadır.
Norwich’teki Earlham Enstitüsü ve John Innes Merkezi’ndeki araştırmacılar, iklim değişikliğiyle ilgili acil bir tehdit olan çevredeki yerel değişikliklere daha dirençli mahsulleri yetiştirme nihai hedefi ile, doğal olarak ne kadar sirkadiyen varyasyonun var olduğunu daha iyi anlamak istediler.
Ekip, bu yerel farklılıkların genetik temelini araştırmak için İsveç Arabidopsis bitkilerindeki değişen sirkadiyen ritimleri inceleyerek, saatin değişen tik işaretine bağlı genleri tanımladı ve doğruladı.
Earlham Enstitüsü’nden Dr. Hannah Rees şunları söyledi: “Bir bitkinin genel sağlığı, sirkadiyen saatinin her günün uzunluğu ve geçen mevsimlere ne kadar yakın senkronize edildiğinden büyük ölçüde etkilenir. Doğru bir biyolojik saat; ona rakiplere, avcılara ve patojenlere karşı üstünlük sağlayabilir.
“İsveç’te sirkadiyen bitki saatlerinin nasıl etkileneceğini merak ettik; çünkü İsveç gündüz saatlerinde ve iklimde aşırı farklılıklar yaşayan bir ülke. Biyolojik saat varyasyonunun ve adaptasyonun arkasındaki genetiği anlamak, diğer bölgelerde daha fazla iklime dayanıklı mahsuller yetiştirmemize yardımcı olabilir. ”
Ekip, İsveç’in tamamından elde edilen 191 farklı Arabidopsis çeşidindeki genleri inceledi. Bu bitkiler arasında, sirkadiyen işlevlerindeki farklılıkları açıklayabilecek küçük gen farklılıkları arıyorlardı.
Analizleri, belirli bir gende (COR28) tek bir DNA baz çifti değişikliğinin geç çiçek açan ve daha uzun bir periyot uzunluğuna sahip bitkilerde bulunma olasılığının daha yüksek olduğunu ortaya çıkardı. COR28; çiçeklenme zamanı, donma toleransı ve sirkadiyen saatin bilinen bir koordinatörüdür, bunların tümü İsveç’teki yerel uyumu etkileyebilir.
Dr. Rees, “Tek bir genin dizisindeki tek bir baz çifti değişikliğinin saatin ne kadar hızlı işlediğini etkileyebilmesi şaşırtıcı.” dedi.
Bilim insanları ayrıca bitkileri farklı ayarlanmış sirkadiyen saatlerle taramak için öncü bir gecikmeli floresan görüntüleme yöntemi kullandılar. İlk yükselticiler ile zıt vardiya düzenlerinde çalışan tesislere benzer en son aşamalı tesislerin saatleri arasında 10 saatten fazla fark olduğunu gösterdiler. Bitkinin hem coğrafyası hem de genetik soyunun etkili olduğu görüldü.
Dr. Rees, “Arabidopsis thaliana bir model bitki sistemidir.” dedi. “Bu, genom dizilenen ilk bitkiydi ve sirkadiyen biyolojide kapsamlı bir şekilde incelendi; ancak bu, farklı saat türlerinden sorumlu genleri bulmak için bu tür bir ilişki çalışmasını ilk kez gerçekleştirdi.
“Bulgularımız, mahsul yetiştiricileri için hedefler sunabilecek bazı ilginç genlerin altını çiziyor ve gelecekteki araştırmalar için bir platform sağlıyor. Gecikmeli floresan görüntüleme sistemimiz, herhangi bir yeşil fotosentetik malzeme üzerinde kullanılabilir, bu da onu çok çeşitli bitkiler için geçerli kılar. Bir sonraki adım, bu bulguları brassicas ve buğday dahil olmak üzere önemli tarımsal ürünlere uygulamak olacak. ”
Çalışmanın sonuçları Plant, Cell and Environment dergisinde yayınlandı.
Çeviri: Simge Kara
Kaynak: Hannah Rees et al, Naturally occurring circadian rhythm variation associated with clock gene loci in Swedish Arabidopsis accessions, Plant, Cell & Environment (2020). DOI: 10.1111/pce.13941
https://www.bizsiziz.com/bitkiler-tipki-bizim-gibi-gunduz-kusu-veya-gece-kusu-olabilir/
