شناسایی ژنهای کلیدی کنترلکننده معماری گیاه برنج توسط محققان چینی
پژوهشگران چینی موفق به شناسایی سازوکار ژنتیکی مهمی شدند که زاویه پنجهزنی در گیاه برنج را کنترل میکند، عاملی کلیدی در عملکرد محصول.
کشف مسیر تنظیمی کنترلکننده معماری گیاه برنج
محققان چینی از مؤسسه علوم فیزیکی هفی، گام مهمی در درک معماری گیاه برنج برداشتهاند. آنها سازوکار ژنتیکی اصلی کنترلکننده زاویه پنجهزنی را کشف کردند. این ویژگی فنوتیپی مستقیماً بر عواملی حیاتی مانند آرایش بوتهها، میزان جذب نور، تراکم کاشت و در نهایت عملکرد محصول در واحد سطح تأثیرگذار است. این یافتهها که در نشریه Plant Communications منتشر شدهاند، به شفافسازی نحوه اتصال مسیرهای درک گرانش به توزیع هورمونها در سطوح بالادستی کمک شایانی میکنند.
در این پژوهش، محققان با استفاده از جهشزایی از طریق پرتو یون سنگین، نمونه جهشیافتهای به نام ita1 را شناسایی کردند که زاویه پنجهزنی بسیار بیشتری نسبت به حالت عادی داشت. تحلیلهای ژنتیکی نشان داد که حذف ۷۴۰ جفتباز در ناحیه پروموتر ژن ITA1 (که یک فاکتور رونویسی از خانواده MYB است) منجر به افزایش بیان این ژن شده است. این فاکتور نقش تنظیمی محوری در ساختار گیاه ایفا میکند و بهطور مستقیم ژن BRXL4 را فعال مینماید. فعالیت BRXL4 بر مکانیابی پروتئین LAZY1 و توزیع نامتقارن هورمون اکسین اثر میگذارد که این تغییر، پاسخ گیاه به گرانش را تضعیف کرده و زاویه پنجهزنی را افزایش میدهد.
- فاکتور رونویسی ITA1 بهعنوان یک مرکز تنظیمی کلیدی در معماری برنج عمل میکند.
- ITA1 ژنهای مرتبط با مسیر اکسین و رشد گیاه، از جمله OsIAA20 ،WOX6 و WOX11 را تحت تأثیر قرار میدهد.
- یک ماژول تنظیمی سلسلهمراتبی با عنوان LPA1-ITA1-BRXL4 کشف شد.
- فاکتور LPA1 در سطح بالاتری قرار دارد و با اتصال به پروموتر ITA1، فعالیت آن را سرکوب میکند.
به گفته پژوهشگران، شناسایی این مسیر نه تنها درک ما را از معماری گیاه برنج عمیقتر میکند، بلکه منابع ژنتیکی ارزشمندی را برای برنامههای اصلاح مولکولی فراهم میسازد.
این کشف میتواند به مهندسان ژنتیک اجازه دهد تا تیپهای گیاهی مطلوبتری را طراحی کرده و پتانسیل عملکرد محصول را در مزارع به شکلی هدفمند ارتقا دهند. این دستاورد نشاندهنده پیشرفتهای قابل توجه در بیوتکنولوژی کشاورزی است، بهویژه در بهبود عملکرد یکی از مهمترین منابع غذایی جهان.
