Néhány növény nagyobbra és veszélyesebbre nő vissza, miután levágják

Néhány növény, ha megnyírjuk, nagyobbra és erősebbre nő vissza. Egy új tanulmány szerint ezek a “túlkompenzáló növények”, ahogyan ők nevezik, a növényi védelmüket – méreganyagukat – is fokozzák ilyenkor.

Az új tanulmány az első ami bizonyítékot talált a kapcsolatra és azt is megmutatta, hogy ez a folyamat három összekapcsolódó molekuláris útvonalra vezethető vissza. A felfedezés új módszerek kifejlesztéséhez vezethet majd, amik növelhetik a növények növekedési ütemét és csökkenhetik a rovarölő szerek igényét.

“Azt gondolhatnánk hogy a növények vagy védekező vegyületeket kezdenek termelni sérülésük után vagy több energiát fektetnek az újranövésükbe – de nem mindkettőt, a korlátozott energia miatt,” mondta Miles Mesa, a kutatás vezetője a Illinois Egyetemről.“Viszont mi azt találtuk, hogy a túlkompenzáló növények – nagyobb szaporodási sikerekkel a sérüléseiket követően – több védekező vegyületet is termelnek a szöveteikben.”

A lágyszárú virágos növények 90 százaléka használja az endoreduplikáció nevű folyamatot. Az endoreduplikáció a gének teljes állományának ismételt megkettőződése, egyetlen sejtmagon belül. Sokféle aktív anyagcserét folytató növényi szövetben fordul elő, melyre a sejt magjainak megnagyobbodása szolgál bizonyítékul. Az ennek következtében kialakuló génmegsokszorozódás megemeli a sejtben a rendelkezésre álló messenger RNS-ek mennyiségét, és ennél fogva nagy mennyiségű fehérje szintézise válik lehetővé.

Néhány növény a lelegelésüket követően többször is lemásolják a genomjukat. Ennek egyik példája a skarlát gilia (Ipomopsis aggregata), ami egy Észak Amerika nyugati részén honos vörös virágú növény amit gyakran lelegelnek a helyi szarvasok. A kutatók többek között ennek a növénynek a válaszreakcióit vizsgálták.

“Kétszeres-háromszoros hozamot látunk a levágását követően, még ugyanabban az évszakban,” mondta Ken Paige, a Illinois Egyetemről állati biológia professzora.

Paige még 1987-ben fedezte fel és számolt be a túlkompenzációról, de a növényi biológia területén dolgozó tudósok közül csak kevesen hittek neki. Főleg azért mivel a lelegelés hatására megemelkedett szaporodási siker egy eléggé ellentmondásos elképzelés. Több mint egy évtized kellet ahhoz, hogy az elméletet szélesebb körben is elfogadják és a mai napig a kutatócsapat mellet szinte senki nem dolgozik a túlkompenzáció vizsgálatán.

Az új tanulmányban középpontjában a káposztafélék családjába tartozó Arabidopsis thaliana, ami gyakori alanya a növényekkel kapcsolatos kutatásoknak. A kutatók már korábban azonosították a molekuláris útvonalat, ami előtérbe hozza az endoreduplikációt egy növényben és egy szabályozó molekulát is – ILP1 – ami az útvonal működését irányítja.

A kutatók felfedezték, hogy az ILP1 gén kifejeződésének megemelésével, megemelik a endoreduplikációt is a növény egy olyan genetikai variánsánál, ami normális esetben nem fejtene ki túlkompenzációt. Ez nagyobb magtermelést hozott a módosított növényeknél és a védekező vegyületek menyiségét is megnövelte a növényi szövetekben.

Ez azért lehetséges mert a endoreduplikációt előidéző útvonal két másik útvonalat is táplál, ami közül az egyik egy elsődleges anyagcsere útvonal a másik pedig az úgynevezett shikimate útvonal, ami fokozza a növények kémiai védelmét.

“Ez egy pozitív visszacsatolásos hurok,” mondta Paige.“Amikor az endoreduplikáció során megnő a kromoszómák száma, megnő a gének kifejeződése, ami megnöveli a növények képességét a védekező vegyületek és a DNS nukleotidjei termelésében, hogy az endoreduplikáció tovább ismétlődjön.”

Forrás: onlinelibrary.wiley.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

Ez a weboldal az Akismet szolgáltatását használja a spam kiszűrésére. Tudjunk meg többet arról, hogyan dolgozzák fel a hozzászólásunk adatait..