Prima gheață este cea mai adâncă – Noua descoperire ne poate ajuta să creștem culturi într-un climat divers

Gheață pe Arabidopsis thaliana – o nouă descoperire ne poate ajuta să cultivăm culturi într-un climat în schimbare. Credit: John Innes Center

Primul îngheț de toamnă poate fi sever pentru grădinari, dar cele mai recente dovezi arată că este un eveniment profund în viața plantelor.

Descoperirea poate afecta modul în care cultivăm culturi într-un climat în schimbare și ne poate ajuta să înțelegem mai bine mecanismele moleculare la animale și oameni.

O mare parte din înțelegerea noastră asupra modului în care plantele înregistrează temperatura la nivel molecular a venit din studiul vernalizării – expunerea la o perioadă extinsă de frig în pregătirea pentru înflorirea primăverii.

Experimentele folosind planta model Arabidopsis au arătat cum această perioadă prelungită de frig ridică frâna la înflorire, o genă numită FLC. Această frână biochimică conține, de asemenea, COOLAIR o altă moleculă care este antisens la FLC. Aceasta înseamnă că se află pe celălalt șir de ADN la FLC și se poate lega de FLC și îi poate influența activitatea.

Dar se știe mai puțin despre modul în care schimbările naturale de temperatură afectează acest proces. Cum facilitează COOLAIR închiderea FLC în natură?

Pentru a afla, cercetătorii de la Centrul John Innes au folosit tulpini naturale de Arabidopsis cultivate în diferite zone climatice.

Au măsurat cât de mult COOLAIR este pornit în trei site-uri diferite cu condiții de iarnă diferite, unul în Norwich, Marea Britanie, unul în sudul Suediei și unul în nordul Suediei.

Nivelurile COOLAIR au variat între diferite admisii și locații. Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit ceva ce toate plantele aveau în comun – prima dată când temperatura a scăzut sub îngheț a existat un vârf la COOLAIR.

Pentru a confirma această creștere a COOLAIR după îngheț, au efectuat experimente în camere cu temperatură controlată, care au simulat schimbările de temperatură observate în condiții naturale.

Au descoperit că nivelurile de expresie ale COOLAIR au crescut în decurs de o oră de la înghețarea lor și au atins apogeul aproximativ opt ore mai târziu. A existat, de asemenea, o ușoară scădere a nivelurilor FLC imediat după îngheț, reflectând relația dintre cele două componente moleculare cheie.

Apoi, au găsit un Arabidopsis mutant care produce niveluri mai ridicate de COOLAIR tot timpul chiar și atunci când nu este frig și niveluri scăzute de FLC. Când au editat gena pentru a opri COOLAIR, au descoperit că FLC nu mai este inhibat, oferind dovezi suplimentare ale acestui mecanism molecular delicat.

Dr. Yusheng Zhao, primul co-autor al studiului, a declarat: „Studiul nostru demonstrează o nouă abordare a detectării temperaturii la plante în condiții naturale de câmp. Primul îngheț sezonier este un indicator important de toamnă pentru sosirile de iarnă. Inducția inițială dependentă de îngheț COOLAIR pare a fi o caracteristică protejată în mod evolutiv în Arabidopsis și ajută la explicarea modului în care plantele simt semnale de mediu pentru a începe să reducă la tăcere inhibitorul de flori mari FLC pentru a alinia înflorirea cu primăvara. “

Studiul oferă informații despre plasticitatea în procesul molecular al modului în care plantele simt temperaturi care pot ajuta plantele să se adapteze la diferite climaturi.

Profesorul Dame Caroline Dean, autorul corespunzător al studiului, a explicat: „Din perspectiva plantei, acesta oferă o modalitate prin care puteți utiliza pentru a închide FLC. Orice modulare antisens va dezactiva simțul și din punct de vedere evolutiv, în funcție de cât de eficient sau de repede se întâmplă acest lucru și de câte celule se află, atunci aveți un mod de a forma frâna în sus și în jos între celule. “

Descoperirile vor fi utile pentru a înțelege modul în care plantele și alte organisme simt semnale fluctuante ale mediului și ar putea fi transferabile îmbunătățirii culturilor într-un moment al schimbărilor climatice.

Descoperirea va fi, de asemenea, aplicabilă pe scară largă pentru reglarea de mediu a expresiei genelor la multe organisme, deoarece s-a demonstrat că transcrierea antisens modifică transcripția în drojdie și celule umane.

Referință: „Fluctuațiile naturale de temperatură promovează reglarea COOLAIR a FLC” de către Yusheng Zhao1, Pan Zhu1, Jo Hepworth, Rebecca Bloomer, Rea Laila Antoniou-Kourounioti, Jade Doughty, Amelie Heckmann, Congyao Xu, Hongchun Yang și Caroline Dean, 13 mai 2021, Gene și dezvoltare.
DOI: 10.1101 / gad.348362.121

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.