پژوهشگران ژاپنی بافت ناشناخته‌ای یافتند که اندازه بذرها را تا ۱۶ درصد بزرگ‌تر می‌کند
پژوهشگران پس از ۱۶۰ سال بافتی کاملا تازه در گیاهان کشف کردند که با باز نگه داشتن جریان مواد غذایی، اندازه بذرها و عملکرد محصولاتی مانند برنج را تا ۱۶ درصد افزایش می‌دهد.
جهان صنعت نیوز، گروهی از پژوهشگران دانشگاه ناگویا در ژاپن به سرپرستی ریوشیرو کاساهارا موفق به شناسایی بافتی کاملا جدید در گیاهان شده‌اند؛ بافتی که نقشی اساسی در تشکیل بذر دارد و به افتخار کاشف آن دروازه کاساهارا نام‌گذاری شده است. این کشف نخستین مورد شناسایی یک بافت نوین گیاهی از قرن نوزدهم تاکنون به شمار می‌رود و مسیر یک حوزه پژوهشی تازه در زیست‌شناسی گیاهی را هموار می‌کند.
این تیم تحقیقاتی اعلام کرده است که بهره‌گیری از این بافت تازه‌کشف‌شده به افزایش عملکرد محصولاتی مانند برنج منجر شده و می‌تواند افق‌های نوینی برای به‌نژادی گیاهان ایجاد کند. نتایج این مطالعه در مجله Current Biology منتشر شده است.
کشف اتفاقی یک بافت ناشناخته
دانشمندان از سال ۲۰۰۵ می‌دانستند که برای شروع فرایند رشد بذر هیپوکوتیل باید پس از لقاح از بافت‌های مادری گیاه تغذیه کند، اما اینکه گیاه چگونه تشخیص می‌دهد لقاح موفق بوده، همچنان پرسشی مهم در حوزه به‌نژادی محسوب می‌شد.
کاساهارا هنگام بررسی تجمع ماده مومی کالوز در بذرها به نشانه‌هایی غیرمنتظره برخورد. او توضیح داد که پژوهشگران معمولا فقط محل ورود لوله گرده را بررسی می‌کنند، اما او علائمی را در بخش مقابل آن مشاهده کرده است؛ علائمی که هنگام عدم موفقیت لقاح بسیار قوی‌تر ظاهر می‌شدند.
تحلیل‌های بیشتر نشان داد که ساختاری شبیه به شکل خرگوش در این ناحیه وجود دارد که همچون یک دروازه عمل می‌کند و جریان مواد غذایی و هورمون‌ها را کنترل می‌کند. این بافت پیش از این در گیاهان ثبت نشده بود.
سازوکار باز و بسته شدن دروازه کاساهارا
پژوهشگران دریافتند که تجمع کالوز ورودی مواد غذایی به بذر‌های لقاح‌نیافته را می‌بندد و این حالت بسته موجب مرگ بذر‌های ناموفق می‌شود. در مقابل در بذر‌های لقاح‌یافته هیپوکوتیل کالوز را حل کرده و دروازه را باز می‌کند تا مواد مغذی جریان یابند و بذر رشد کند.
مقایسه جریان مواد غذایی نشان داد که تنها بذر‌های لقاح‌یافته قادر به جذب مواد مغذی هستند و در بذر‌های ناموفق جریان کاملا مسدود می‌شود؛ مکانیسمی که از اتلاف منابع گیاه جلوگیری می‌کند.
کشف ژن کنترل‌کننده و افزایش محصول
بررسی‌های ژنتیکی نشان داد که ژنی به نام AtBG_ppap فقط در هیپوکوتیل‌های لقاح‌یافته فعال می‌شود و نقش کلیدی در حل‌کردن کالوز دارد. با دستکاری ژنتیکی و افزایش بیان این ژن پژوهشگران توانستند دروازه را دائما در حالت باز نگه دارند و در نتیجه جریان مواد مغذی را افزایش دهند.
آزمایش‌ها نشان داد که باز ماندن دائمی این دروازه می‌تواند اندازه بذرها را در برنج تا ۹ درصد و در برخی گیاهان دیگر تا ۱۶.۵ درصد افزایش دهد؛ دستاوردی مهم برای ارتقای عملکرد محصولات کشاورزی در سراسر جهان.
پیامد‌های تکاملی و کشاورزی
کاساهارا معتقد است این یافته‌ها می‌تواند درک دانشمندان از تکامل گیاهان را نیز عمیق‌تر کند. به گفته او گیاهان گلدار به‌ویژه به‌کمک همین مکانیسم توانسته‌اند منابع خود را فقط صرف بذر‌های سالم و لقاح‌یافته کنند و از اتلاف انرژی جلوگیری کنند؛ عاملی که به بقای گسترده آنها تا عصر حاضر کمک کرده است.
این کشف بزرگ چشم‌اندازی نو برای پژوهش‌های زیست‌گیاهی و بهبود عملکرد محصولات کشاورزی فراهم می‌کند و می‌تواند در آینده به عنوان یکی از نقاط عطف علم گیاه‌شناسی شناخته شود.
منبع: برنا
دانش و فناوریلینک کوتاه :