سورگوم با استفاده از انطباق ترفند برای پنهان کردن از witchweed

سورگوم زراعی در مناطقی که کشاورزی انگل striga, همچنین شناخته شده به عنوان witchweed است مشترک هستند احتمال بیشتری برای سازگاری ژنتیکی برای کمک به آنها را مقاومت در برابر انگل, محققان می گویند.

Witchweed یکی از بزرگترین تهدیدات برای امنیت غذایی در آفریقا باعث میلیاردها دلار در محصول ضرر و زیان سالانه و دارای یک تنوع از میزبان از جمله سورگوم جهان پنجم مهم ترین غلات محصول.

تغییرات به LGS1 ژن تاثیر می گذارد برخی از این محصول هورمون های ساخت آن را سخت تر برای انگل برای پیدا کردن در خاک حداقل در برخی از مناطق. این تغییرات ممکن است در هزینه موثر بر فتوسنتز مربوط به سیستم ها و شاید رشد.

جدید مطالعه در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم در نهایت ممکن است اطلاع رسانی استراتژی برای مدیریت انگل.

“ما می خواستم به دانم اگر سورگوم گیاهان در مناطق با شيوع انگل بودند محلی اقتباس با داشتن LGS1 جهش می گوید:” جسی نگار استادیار زیست شناسی در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و نویسنده ارشد این مقاله است.

“ما اغلب فکر می کنم در مورد محلی اقتباس از محصولات کشاورزی با توجه به عواملی مانند دما ، تنش خشکی و یا تنش شوری. برای مثال اگر گیاهان در خصوص خشک منطقه بودند محلی اقتباس به ژن مرتبط با خشکسالی-تحمل ما به طور بالقوه می تواند پرورش گیاهان با کسانی که ژن برای مقاومت در برابر خشکسالی. ما می خواستم به می دانم که اگر شما می توانید ببینید این همان نوع از انطباق محلی به چیزی زنده مانند یک انگل.”

CRISPR تکرار جهش

محققان مدل شيوع witchweed در سراسر آفریقا و در مقایسه با حضور LGS1 جهش به فکر مشورت برخی از مقاومت در سورگوم. آنها دریافتند که این جهش شايع تر بود در مناطق با شيوع انگل نشان می دهد که سورگوم گیاهان در این مناطق ممکن است به صورت محلی انطباق برای مقابله با انگل.

“این LGS1 جهش شدند گسترده در سراسر آفریقا که در آن انگل بودند شايعترين که نشان می دهد آنها مفید می گوید:” اولین نویسنده امیلی Bellis, پژوهشگر فوق دکترا در پن استیت در زمان مطالعه و در حال حاضر استادیار بیوانفورماتیک در دانشگاه ایالتی آرکانزاس.

“اما این جهش بسیار شایع است و تقریبا غایب خارج از انگل مستعد مناطق. این نشان می دهد که وجود دارد نیز ممکن است هزینه و یا معاوضه به داشتن این جهش.”

برای درک بهتر اثرات LGS1 جهش اعضای تیم تحقیقاتی در Corteva Agriscience استفاده از CRISPR-Cas9 ژن-ویرایش تکنولوژی به تکرار جهش در آزمایشگاه است. از دست دادن LGS1 تابع به نظر می رسد به مشورت مقاومت به witchweed در آزمایش های خود را به عنوان انگل به حال کم یا حتی صفر نرخ جوانه زنی نشان می دهد انگل بودند نه به عنوان موفق در پیدا کردن محصول به تولید مثل است. اما انگل های جمع آوری شده از مکان های جغرافیایی مختلف در آفریقا در پاسخ به روش های مختلف.

“جوانه انگل از جمعیت در غرب آفریقا به طور موثر تعطیل در هر دو غنی از مواد مغذی و مواد مغذی فقیر شرایط اما ما هنوز شاهد جوانه زنی تا حدود 10 درصد جمعیت در شرق آفریقا که مواد مغذی محدود شد” Bellis می گوید.

“این است که قطعا یک پیشرفت دارد و می تواند هزاران انگل در خاک به طوری که حتی 10 درصد جوانه زنی می تواند مشکل ساز به خصوص در مزارع خرده پا که در آن این محصولات عمدتا رشد کرده است.”

پنهان از انگل

محققان می دانند که LGS1 جهش تاثیر strigolactone هورمون که سورگوم منتشر شده از ریشه های آن است. چرا که انگل با استفاده از این هورمون برای پیدا کردن سورگوم تغییر هورمون ها باعث می شود این گیاه عمدتا نامرئی به انگل.

اما strigolactones نیز مهم هستند برای ارتباط با قارچ, که نقش مهمی در گیاه جذب مواد مغذی است. این مطالعه جدید نشان می دهد که از دست دادن LGS1 تابع در اصلاح گیاهان نیز تاثیر می گذارد و سیستم های مرتبط با فتوسنتز و ماهرانه بر رشد.

“ممکن است که گیاهان با LGS1 جهش هستند بهتر است در پنهان شدن از انگل اما کمتر مولد” نگار می گوید. “این پتانسیل معاوضه ممکن است توضیح نسبتا پایین و فراوانی این جهش در سورگوم در سراسر آفریقا.”

محققان همچنین شناسایی چند جهش در ژن مربوط به شيوع انگل که ممکن است منعکس کننده محلی اقتباس. این پژوهشگران به بررسی این ژن—که برخی از آنها درگیر در سلول-دیوار تقویت, برای دیدن اگر آنها همچنین ممکن است مشورت مقاومت به انگل.

“ما در نهایت می خواهم به نگاهی دیگر کشاورزی مهم گیاهان میزبان از striga در آفریقا به سوال مشابه سوال می گوید:” نگار. “اگر ما در واقع محلی انطباق انگل و پیدا کردن ژن که مشورت مقاومت با چند مبادلات ما ممکن است قادر به سرمایه گذاری در آن از ديدگاه مديريت.”

اضافی محققان از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا; Corteva Agriscience; دانشگاه سوربن در فرانسه; Royal Botanic Gardens, Kew در انگلستان; دانشگاه تگزاس; دانشگاه ایالتی کانزاس; دانشگاه اوپسالا در سوئد; دانشگاه ویرجینیا; بین المللی محصولات کشاورزی موسسه تحقیقات نیمه خشک استوایی در مالی و کنیاتا دانشگاه در کنیا.

بنیاد ملی علوم از پروژه های تحقیقاتی پیشرفته, آژانس-انرژی و وزارت انرژی ایالات متحده تامین می شود ،

منبع: Penn State

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.dehec.su