Дар ду нашрия, биологҳои Утрехт ва ҳамкорони байналмилалӣ равандҳоеро тавсиф мекунанд, ки растаниҳо барои мутобиқ шудан ба гармӣ истифода мебаранд. Бозёфтҳо фаҳмиш медиҳанд, ки чӣ гуна растаниҳо дар зери ҳарорати пасттарин ба таври оптималӣ кор мекунанд. Он инчунин метавонад барои назорат кардани афзоиши растаниҳо ва муқовимати бештар ба гармшавии глобалӣ як қадаме бошад. Муҳаққиқон натиҷаҳои худро дар The Plant Journal ва Nature Communications нашр мекунанд.
Хирсхои сафед дар биёбон
Бо вуҷуди ин, бисёр намудҳои растаниҳо роҳҳои мубориза бо ҳарорати баландро таҳия кардаанд. "Баръакси ҳайвонот, бисёр растаниҳо метавонанд шакли бадани худро дар посух ба гармӣ ва дигар омилҳои муҳити зист мутобиқ созанд" мегӯяд муҳаққиқ Мартин ван Зантен, ки бо Донишгоҳи Утрехт алоқаманд аст ва дар ҳарду нашрия саҳм гузоштааст. "Ҳайвонот як ҳикояи тамоман дигаранд. Оддӣ карда гӯем, агар шумо хирси қутбиро дар биёбон ҷойгир кунед, он ҳам ба хирси қутбӣ монанд хоҳад буд, ки куртаи ғафс дорад. Аммо агар растани дар шароити гармтар нашъунамо ёбад, вай шакли баданашро мувофики он мутобик мекунад. Ба хамин тарик, завод кушиш мекунад, ки дар ин шароити камтар мусоид ба таври оптималй кор кунад».
Аз паймон ба шакли растании кушод
Бисёр навъҳои растанӣ метавонанд шакли поя ва баргҳои худро мутобиқ созанд, то онҳо ба ҳарорати баланд тобовар бошанд. Ин ба cress thale (Arabidopsis thaliana) низ дахл дорад, ки онро бисёр биологҳои растанӣ ҳамчун модели дӯстдоштаи растании худ медонанд. Дар шароити хунук ин растанихо зич буда, баргашон ба замин наздик аст. Вақте ки ҳарорат баланд мешавад, онҳо мавқеи кушодро мегиранд. Баргҳо, масалан, росттар мешаванд. Ин радиатсияи бевоситаи офтобро хеле кам мекунад. Гайр аз ин, пояи баргхо дароз шуда, шамоли бештар аз барг гузашта, гармиро пароканда мекунад.
Дарозии дилхоҳ ва номатлуб
Аммо дар зироатҳо ва (бурида) гулҳо, ин гуна дароз кардан аксар вақт номатлуб аст. Парварандагон мехоҳанд, ки ин тағиротро назорат кунанд, зеро дароз кардан метавонад ба сифати маҳсулот халал расонад. «Аммо дар баробари ин, мутобиқшавӣ зарур аст, то зироатҳо ба ҳарорати баландтаре, ки дар натиҷаи тағирёбии иқлим тобовартар гарданд. Ин барои нигоҳ доштани истеҳсолот дар муддати тӯлонӣ лозим аст "гуфт Ван Зантен.
Ба иклим бештар тобовар гардондани растанихо
Ван Зантен мегӯяд: "Бисёр зироатҳои кишт қобилияти вокуниши хуб ба ҳарорати баландро гум кардаанд". "Дар зироатҳои гуногун, он дар ҷараёни хонасозӣ ва парвариш нопадид шуд, зеро селексионерон асосан ба хислатҳои дигар тамаркуз мекарданд."
Бо тағирёбии иқлим, ки ҳароратро боло мебарад, Ван Зантен мегӯяд, ки зарурати бештар ба иқлим таҳаммулпазир кардани растаниҳо вуҷуд дорад. "Ин донишро талаб мекунад, ки растаниҳо бо ҳарорати баланд чӣ гуна мубориза мебаранд. Чӣ тавр онҳо сигналҳои ҳароратеро, ки онҳо мегиранд, ба мутобиқшавии афзоиш табдил медиҳанд? Омӯзиши механизмҳои молекулавӣ, ки тавассути онҳо растаниҳо ба ҳарорати пасттар мутобиқ мешаванд, ба асбобҳо имкон медиҳад, ки меъмории зироатҳоро тавассути селекция танзим кунанд."
Механизми молекулавӣ ба ҳолати гармӣ мегузарад
Растаниҳои крессии Thale, ки дигар ба ҳарорати баландтар мутобиқ намешаванд, метавонанд ҳангоми дучор шудан ба баъзе кимиёвӣ ин қобилиятро барқарор кунанд. Инро як гурӯҳи таҳқиқотии байналмиллалӣ таҳти сарварии Ван Зантен кашф кардааст. Даста миқдори зиёди моддаҳоро дар мутант кресс, ки дигар ба ҳарорати баланд мутобиқ нестанд, озмоиш кард. Онҳо молекулаеро пайдо карданд, ки метавонад мутобиқшавиро ба ҳарорати баланд дар растаниҳои ҷавон, ҳатто дар ҳарорати паст "даргир" кунад.
Муҳаққиқон ин пайвастагиро 'Heatin' меноманд. Бо роҳи кимиёвӣ тағир додани молекула ва баъд омӯхтани он, ки кадом сафедаҳо метавонанд ба гармкунӣ пайваст шаванд, онҳо як гурӯҳи сафедаҳоро пайдо карданд, ки нитрилаза ном доранд. Маълум аст, ки зергурӯҳи муайяншуда танҳо дар карамҳо ва навъҳои ба он алоқаманд, аз ҷумла крессҳои талелӣ пайдо мешавад.
Якҷоя бо як ширкати парвариши растанӣ, биологҳо муайян карданд, ки дар ҳақиқат намудҳои карам ба гармӣ ҷавоб медиҳанд. Онҳо инчунин муайян карданд, ки нитрилазаҳо барои мутобиқ шудан ба ҳарорати баланд заруранд, эҳтимол аз он сабаб, ки онҳо ба истеҳсоли ауксин гормони маъруфи афзоиш имкон медиҳанд. Муҳаққиқон ин кашфиётро дар The Plant Journal нашр карданд.
Роҳи нав барои мутобиқшавӣ ба ҳарорати баланд
Нашри натиҷаҳои Ҳитин бо нашрияи дигар, имрӯз дар Nature Communications рост меояд. Ин тадқиқотро олимони институти VIB дар Белгия роҳбарӣ карданд ва Ван Зантен низ ширкат доштанд. Даста як сафедаи қаблан тавсифнашударо кашф кард, ки тарзи мутобиқшавии растаниҳоро ба муҳити гармтар танзим мекунад. Протеин MAP4K4/TOT3 ном дошт ва TOT маънои Ҳадафи ҳароратро дорад.
Ҷолиби диққат аст, ки раванди ба TOT3 асосёфта аз ҳама роҳҳои дигари сигнализатсия, ки биологҳо то ба имрӯз бо мутобиқшавии гармӣ дар растаниҳо алоқаманданд, мустақил аст. Илова бар ин, мутобиқшавӣ аз ҷониби TOT3 аз миқдор ва таркиби нуре, ки ба растанӣ медурахшад, вобаста нест.
Ван Зантен: "Дар механизмҳои молекулавӣ, ки тавассути онҳо растаниҳо афзоишро ба тағирёбии таркиби рӯшноӣ ва ҳарорати баланд мутобиқ мекунанд, такрори зиёд вуҷуд дорад. Бо TOT3, мо ҳоло омиле дорем, ки бо он мо метавонем афзоишро дар ҳарорати баланд назорат кунем, бидуни дахолат ба муносибати растанӣ бо нур."
Барномаҳои васеъ
"Чӣ он чизеро, ки онро боз ҳам ҷолибтар мекунад," мегӯяд Ван Зантен, "дар он аст, ки TOT3 дар мутобиқшавии афзоиш дар ҳарорати баланд ҳам дар кресс ва ҳам дар гандум нақши шабеҳ дорад. Ин ду намуд аз ҷиҳати генетикӣ аз ҳамдигар хеле ҷудо шудаанд. Ҳамин тавр, ин барои барномаҳои васеъ потенсиали бузург фароҳам меорад."
Алтернатива ба ингибиторҳои афзоиш
Дар ниҳоят, кашфиёти TOT3 ва нақши нитрилазаҳо метавонанд барои идома додани парвариши зироатҳои кофӣ, ҳатто вақте ки ҳарорат аз сабаби тағирёбии иқлим баланд мешавад, кӯмак кунад. Бозёфтҳо инчунин имкониятҳоро барои таҳияи алтернативаҳо ба кимиёвӣ пешниҳод мекунанд, ки ҳоло аксар вақт барои пешгирӣ кардани афзоиши растаниҳо истифода мешаванд. Ҳамчун мисол, Ван Зантен гулҳои буридашударо зикр мекунад, ки ба тағирёбии ҳарорат хеле сахт ҷавоб медиҳанд. Аз ин рӯ, дар гулпарварӣ, бисёр ингибиторҳои афзоиш барои зебо ва зич нигоҳ доштани растаниҳо истифода мешаванд.
Ван Зантен мегӯяд: "Ҳангоме ки шумо лола мехаред, масалан, онҳо ҳанӯз як пояи кӯтоҳи зебо доранд". "Аммо пас аз чанд рӯз дар хонаи шумо онҳо дар канори гулдон овезон мешаванд. Ҳарорати баландтари дарунӣ боиси дароз шудани растаниҳо мегардад, ки оқибат онҳо ланг ва хам мешаванд. Мо умедворем, ки донишҳои нав ба интихоби навъҳои нави гулҳо, ки дар ҳарорати баланд камтар дароз мешаванд, мусоидат мекунанд. Бо ин роҳ мо метавонем истифодаи ингибиторҳои зараровари афзоишро кам кунем.”
Барои маълумоти бештар:
Донишгоҳи Утрехт
www.uu.nl