این طرح نشان می دهد که چگونه گیاهان یک تسمه نقاله برای انتقال شکر می سازند
مشخص شده است که ناحیه کوچکی در بالای ریشه مسئول سازماندهی رشد و توسعه شبکه پیچیده ای از بافت های آوندی است که قندها را از طریق ریشه گیاهان منتقل می کند.
در مقاله ای که در علوم پایه امروزه، یک تیم بین‌المللی از دانشمندان، طرح دقیقی را برای چگونگی ساخت سلول‌های آبکش توسط گیاهان ارائه می‌دهند - بافتی که مسئول حمل و نقل و تجمع قندها و نشاسته‌ها در قسمت‌هایی از گیاهی است که جمع‌آوری می‌کنیم (دانه‌ها، میوه‌ها و غده‌ها برای ذخیره‌سازی) برای تغذیه بیشتر جهان. .
این مطالعه اساسی نشان می‌دهد که چگونه سیگنال‌های جهانی در مریستم‌های ریشه، مراحل فردی بلوغ بافت آبکش را هماهنگ می‌کنند.
آبکش یک بافت آوندی بسیار تخصصی است که شبکه ای به هم پیوسته از الیاف پیوسته را در بدن گیاه تشکیل می دهد. قندها، مواد مغذی و مجموعه‌ای از مولکول‌های سیگنال‌دهنده را بین برگ‌ها، ریشه‌ها، گل‌ها و میوه جابجا می‌کند.
در نتیجه، آبکش برای عملکرد گیاه مرکزی است. درک چگونگی راه اندازی و توسعه شبکه آبکش برای کاربردهای آینده در کشاورزی، جنگلداری و بیوتکنولوژی مهم است، زیرا می تواند نحوه انتقال بهتر این انرژی قند را به جایی که مورد نیاز است نشان دهد.
چگونه گیاهان در یک بزرگراه چند بانده یک نوار قند می سازند؟
ریشه های گیاه در طول عمر گیاه به رشد خود ادامه می دهند. این پدیده که به عنوان رشد نامشخص شناخته می شود، به این معنی است که ریشه ها به طور مداوم در حال افزایش هستند زیرا بافت جدیدی به بالای ریشه اضافه می کنند - مانند ساختن یک بزرگراه بی پایان. یک فایل پیوسته از سلول های آبکش تخصصی که در امتداد ریشه ها قرار دارند (شبیه به خط بزرگراه) ماده مغذی اصلی، ساکارز را به قسمت هایی از گیاه که برای رشد مورد نیاز است می رساند. برای ایفای این نقش حیاتی، بافت آبکش باید به سرعت توسعه یافته و بالغ شود تا بتواند قند را به بافت های اطراف برساند - مشابه ساخت یک خط خدمات، که باید در فاز اول یک بزرگراه چند بانده تکمیل شود.
مشکلی که مدتهاست دانشمندان علوم گیاهی را متحیر کرده است این است که چگونه یک گرادیان آموزنده از پروتئین می تواند مراحل ساخت را در تمام فایل های سلولی تخصصی مختلف (خطوط بزرگراه) که در ریشه ها وجود دارد سازماندهی کند. اینکه چگونه یک نوع سلول همان گرادیان همسایه‌های خود را می‌خواند، اما آن را به گونه‌ای متفاوت تفسیر می‌کند تا توسعه تخصصی خود را تنظیم کند، سؤالی است که دانشمندان گیاهی در تلاش برای حل آن هستند.
طی 15 سال گذشته، محققان تیم های یرجو هلاریوتا در دانشگاه کمبریج و دانشگاه هلسینکینقش مرکزی ارتباط سلول-سلول و مکانیسم‌های بازخورد پیچیده درگیر در مدل‌سازی عروقی را آشکار کرده‌اند. این مطالعه جدید که توسط محققان دانشگاه نیویورک و دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی انجام شده است، نشان می‌دهد که چگونه این نوار منفرد از سلول‌های آبکش مستقل از سلول‌های اطراف ساخته می‌شود.
گروه Sainsbury / Helsinki هر مرحله از ساخت فایل سلول آبکش (تسمه نقاله قند) را در کارخانه مدل تشریح می کند. آرابیدوپسیس تالیانا با استفاده از RNA-seq تک سلولی و تصویربرداری زنده. کار آنها نشان داد که چگونه پروتئین هایی که گرادیان بلوغ گسترده ریشه را کنترل می کنند با ماشین ژنتیکی که به طور خاص رشد آبکش را کنترل می کند، تعامل دارند.
این مکانیسمی است که به نظر می رسد به فایل سلول آبکش کمک می کند تا بلوغ را با استفاده از دستگاه خود برای تفسیر سیگنال های بلوغ تسریع کند. دکتر Pavel Rozak، یکی از نویسندگان و محقق در آزمایشگاه Sainsbury دانشگاه کمبریج (SLCU)، توضیح می‌دهد: «ما نشان داده‌ایم که چگونه سیگنال‌های جهانی در مریستم ریشه با عوامل خاص سلول برای تعیین فازهای تک تک رشد آبکش در وضوح سلول تعامل دارند. استفاده از مرتب‌سازی سلولی، و به دنبال آن توالی‌یابی عمیق و تک سلولی با وضوح بالا شبکه اصلی تنظیم ژن، مکانیسمی از "تقابل" سرکوب ژنتیکی متقابل را نشان داده است که باعث انتقال سریع در توسعه می‌شود.
این گروه همچنین نشان داد که چگونه توسعه آبکش در مراحلی در طول زمان انجام می‌شود، با برنامه‌های ژنتیکی اولیه که برنامه‌های ژنتیکی دیررس را مهار می‌کنند و بالعکس، درست همانطور که تیم‌های آسفالت‌ریز ساخت و ساز را به نقاشان نوار در مراحل نهایی ساخت بزرگراه منتقل می‌کنند. علاوه بر این، آنها نشان دادند که چگونه تنظیم‌کننده‌های اولیه آبکش به ژن‌های خاصی دستور می‌دهند تا سلول‌های آبکش را به دو زیرگروه مختلف تقسیم کنند، مانند ساختن دوشاخه در جاده‌ای که به دو مقصد مجزا منتهی می‌شود.
سرپرست این کار، پروفسور یرجو هلاریوتا، گفت که بازسازی تیم های خود در مراحل از تولد تا تمایز نهایی پروتوفلوم در آرابیدوپسیس روت مراحل را نشان داد. هلاریوتا گفت: "توسعه آبکش نیاز به گرادیان های بلوغ گسترده ای دارد که به تنظیم کننده های رونویسی خاص سلول برای مرحله تمایز سلولی متصل می شود."
ما با ترکیب رونویسی تک سلولی با تصاویر زنده، رویدادهای سلولی را از تولد سلول آبکش تا تمایز نهایی آن به سلول‌های عناصر غربال آبکش ترسیم کردیم. این به ما امکان داد مکانیسم‌های ژنتیکی را که بلوغ سلولی را هماهنگ می‌کند و زمان را از آبشار ژنتیکی به تنظیم‌کننده‌های اصلی بلوغ مریستم مرتبط می‌کند، کشف کنیم. زمان‌بندی دقیق مکانیسم‌های توسعه برای رشد مناسب آبکش، با مکانیسم‌های انتقال آشکار "ایمن در برابر شکست" بسیار مهم است.
محققان قصد دارند تکامل این مکانیسم‌ها و اینکه آیا این مراحل در مناطق دیگر گیاهان و سایر گونه‌های گیاهی تکرار می‌شوند را بیشتر مطالعه کنند.
نقل قول: این طرح نشان می دهد که گیاهان چگونه یک تسمه نقاله قند می سازند (2021، 23 دسامبر)، استخراج شده در 23 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-blueprint-reveals-sugar-lane. html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]