Misterul genetic din spatele parfumului unic al frumoasei lavande

Oamenii de știință explică baza genetică a atracției de lavandă. Credit: Lei Shi

Oamenii de știință explică genetica a ceea ce face mirosul de lavandă special.

Chiar și menționarea lavandei poartă parfumul florii. Această floare frumoasă a fost folosită de mult timp pentru a face parfumurile și uleiurile esențiale imorale. Estetica florii a captat imaginația sutelor din întreaga lume. Deci, ce face această floare atât de specială? Care sunt compușii „magici” care îi conferă parfumul său unic? Care este baza genetică a acestor compuși? Oamenii de știință sunt nedumeriți de aceste întrebări.

Pentru a afla răspunsurile, un grup de oameni de știință chinezi au secvențiat genomul lavandei, cunoscut sub numele de Lavandula angustifolia în lumea științifică. Echipa condusă de Dr. Lei Shi, profesor la Laboratorul cheie de resurse vegetale și Grădina Botanică din Beijing, Institutul de Botanică, Academia Chineză de Științe, are un interes deosebit în genetica și varietatea unei clase de terpenoizi volatili producători de lavandă.

Terpenoizii joacă roluri importante în biologia florilor parfumate, inclusiv a lavandei. În mediu, terpenoizii s-au dovedit a atrage potențiali polenizatori de insecte. În aplicațiile din viața reală, terpenoizii își oferă beneficiile potențiale, inclusiv ameliorarea stresului și condiționarea pielii, prin produse precum uleiurile esențiale. Având în vedere acestea, înțelegerea elementelor de bază ale biosintezei terpenoide la nivel genetic este esențială pentru manipularea lavandei pentru a produce compuși mai buni din acești compuși.

Genomica terpenoidelor de lavandă

Înțelegerea genomicii terpenoide este importantă pentru producerea unor soiuri de lavandă mai durabile și de înaltă calitate. Credit: Horticulture Research

Echipa a început prin analiza datelor genomului de referință de înaltă calitate ale soiului chinezesc de lavandă „Jingxun 2”. Prin analiza filogenetică, aceștia au identificat evenimente genomice prin istoria evolutivă a lavandei care a dus la extinderea genelor biosintetice terpenoide la această specie. Analiza lor a oferit, de asemenea, informații importante asupra schimbărilor acestor gene în raport cu schimbările din mediul în care au crescut.

Oamenii de știință au colectat mai întâi secvențele genetice ale soiului chinezesc de lavandă. Apoi, au identificat și denumit sau „adnotat” regiunile genomice din secvența de lavandă și au efectuat analize filogenetice pe aceste secvențe pentru a înțelege mai bine istoria evolutivă a lavandei. Apoi au identificat evenimentele care au afectat întregul genom al lavandei și în special genele producătoare de terpenoide. În cele din urmă, au legat genele secvențelor genomului de lavandă la diferiți terpenoizi găsiți în plantă, pentru a construi rețele gena-terpenoide.

Rezultatele lor, publicate într – un număr recent de Cercetare în horticultură, a raportat un ansamblu de succes al secvenței genomului de lavandă de 894,5 Mb distribuit pe 27 de cromozomi și, posibil, cel mai bun ansamblu de secvențiere a lavandei de calitate, până în prezent. În plus, oamenii de știință au reușit să demonstreze că lavanda a avut doar evenimente genetice majore, inclusiv două duplicări ale genomului întreg, care le-au permis să se adapteze și să prospere pe vreme mediteraneană mai rece.

Explicându-și observațiile, Dr. Shi, „Plantele au capacitatea de a-și duplica genomul și atunci când se întâmplă acest lucru, există libertatea ca genele duplicate să evolueze pentru a face alte lucruri. Acest lucru a permis plantelor să dezvolte noi mașini pentru a produce o gamă largă de compuși chimici utilizați pentru a proteja împotriva microbilor dăunători și a erbivorelor și pentru a atrage specii benefice, cum ar fi albinele, pentru a ajuta la polenizare. De fapt, această explicație este susținută de Dr. Shi de rezultatele studiului echipei. Echipa sa a identificat duplicarea genelor cauzate de evenimentele genetice menționate anterior, care la rândul lor au dus la diversificarea terpenoidelor. La o analiză suplimentară, au observat, de asemenea, grupuri de gene care corespund în mod specific terpenoizilor atrăgători și de protecție.

Dr. Shi era încântat de posibilele aplicații din viața reală ale acestei lucrări. „Introducerea lavandei în China poate fi urmărită în anii 1950 de către pionierii Institutului de Botanică, Academia Chineză de Științe. Degradarea speciilor tratate este îngrijorătoare; de aceea, sunt urgent necesare soiuri mai bune. Cu o mai bună înțelegere a genomului lavandei, oamenii de știință vor avea mai ușor să dezvolte noi soiuri, care ar putea produce uleiuri esențiale de înaltă calitate, au utilizări decorative puternice și sunt rezistente la agenți patogeni și variații climatice ”, a spus el.

Împărtășind entuziasmul Dr. Shi, putem spera cu adevărat că acest studiu va deschide calea pentru soiuri mai bune de lavandă și va oferi un șablon pentru cercetarea interacțiunilor volatile între plante și mediu.

Referință: „Genomul lavandei bazat pe cromozomi oferă noi informații despre evoluția Lamiaceae și biosinteza terpenoidelor” de Jingrui Li, Yiming Wang, Yanmei Dong, Wenying Zhang, Di Wang, Hongtong Bai, Kui Li, Hui Li și Lei Shi, 1 martie 2021 , Cercetare în horticultură.
DOI: 10.1038 / s41438-021-00490-6

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.