Изследователи от университета в Хирошима се доближават до разкриването на молекулярните процеси зад това как наводненията лишават растенията от кислород. Това ще помогне за създаването на по-устойчиви на наводнения култури. Портал Phys.org.
Според Световната банка наводненията са глобален риск, който заплашва живота и имуществото на милиарди хора. Още повече хора са изложени на риск от гладна смърт в резултат на наводнения: водата може да наводни посевите. Изследователите вече са по-близо до идентифицирането молекулярни процесив основата на това как наводненията лишават растенията от кислород. Това ще помогне за създаването на по-устойчиви култури.
С мета-анализ, което включва повторно анализиране на данни от други проучвания като цяло, екип от Висшето училище по интегрирани науки за живота към Университета в Хирошима откри няколко общи гени и свързани механизми в ориз (Oryza sativa) и Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Учените публикуваха резултатите от своите изследвания в списанието Живот.
„Хипоксията е абиотичен стрес за растенията, често причинен от наводнения“, каза съавторът на изследването Кейта Тамура, имайки предвид липсата на кислород, причинена от пренасищане. „Въпреки че в миналото бяха направени много изследвания, смятахме, че това е скрито биологични механизми могат да бъдат открити чрез анализиране на множество проучвания с помощта на мета-анализ на публично достъпни данни.
Екипът се съсредоточи върху ориза и кресона, тъй като генетиката на двата вида преди това е била обстойно проучена. Според Тамура оризът също се счита за една от най-важните култури в света, служейки като основна хранителен продукт за над четири милиарда души, според Международната консултативна група за селскостопански изследвания, така че разбирането как да се предотврати реакцията на растението хипоксия, е от решаващо значение.
Изследователите са идентифицирали 29 двойки данни за секвениране на РНК за Arabidopsis и 26 двойки за ориз както при нормални условия, така и при условия на кислороден дефицит от наличните набори от данни. Според професор Хидемаса Боно секвенирането на РНК включва дешифриране на генетичния план на субекта в даден момент, което означава, че данните могат да се използват за изследване кои гени са причинили какви промени.
„Чрез анализиране на данни за секвениране на РНК ние идентифицирахме 40 и 19 регулирани нагоре и надолу гени и при двата вида“, каза Боно. „Сред тях някои транскрипционни фактори на WRKY и цинамат-4-хидроксилаза, чиято роля в отговора на хипоксията остава неизвестна, като цяло са регулирани нагоре както в Arabidopsis, така и в ориза.“
Според Боно тази обща регулация означава, че тези молекулярни механизми стават по-активни, когато има липса на кислород, което показва тяхната специфична механична отговорност за това как растенията реагират.
Боно и Тамура сравняват своите резултати с подобен мета-анализ на хипоксия в човешки клетки и тъканни проби. Те откриха, че два от често активираните гени в рис и Arabidopsis са били потиснати в техните човешки двойници.
„Нашият мета-анализ предполага различни молекулярни механизми за хипоксия при растенията и животните“, каза Боно. „Очаква се кандидат-гените, идентифицирани в това проучване, да хвърлят светлина върху новите молекулярни механизми на реакцията на растенията към хипоксия. В крайна сметка планираме да манипулираме един от кандидат-гените с технология за редактиране на генома, за да създадем растения, устойчиви на наводнения.