URBANA, Ill. - Elm adamları ABŞ-da ən problemli kənd təsərrüfatı alaq otlarından ikisi olan su çətənəsi və Palmer amaranth-da cinsiyyət genlərini tapmağa yaxınlaşırlar.
Genlərin tapılması alaq otları üçün bir çox yerlərdə artık herbisidlərə cavab verməyən yeni “genetik nəzarət” metodlarını təmin edə bilər.
"Hansı genlərin kişiliyi idarə etdiyini bilsəydik və bu genlərin populyasiyada çoxalmasını təmin edə bilsəydik, tarladakı hər bitki bir neçə nəsildən sonra bir kişi olardı və nəzəri olaraq populyasiya çökərdi" deyir professor və dosent Pat Tranel. içində Bitkiçilik Elmləri Bölümü da Illinois University və bir işdə aparıcı müəllif Yeni Fitoloq.
Tranel və həmkarları əvvəllər kişi genomik bölgəsi ilə əlaqəli molekulyar markerlər təyin etmişdilər. Sonra kişi alaq otlarının genomlarının sıralanması hər iki növ üçün də tədqiqatçılar bu markerləri kişiyə xas bölgədə sıfıra endirə bildilər. İndi hədəflərini tapmaq üçün 120 ilə 150 gen arasındadırlar.
“Bu 120-yə yaxın genin çoxunun, ehtimal ki, heç bir şey etmədiyinə əminik. Yalnız genomun bu bölgəsində yığılmış şeylərdir ”dedi Tranel. "Əgər təxmin etməli olsaydım, deyərdim ki, bəlkə onlardan 10-u həqiqətən müvafiq bir şey edir."
Bu alaq otlarında cinsiyyətlə əlaqəli genləri daraltmaq nəzarət üçün praktik bir əhəmiyyətə sahib ola bilər, lakin tədqiqat ayrıca ümumiyyətlə dioecy fenomeninə - ayrı-ayrı fərdlərdəki kişi və qadın cinsi orqanlarına işıq salır. Heyvanların böyük əksəriyyəti ikiqatdır, lakin bitkilərdə nadirdir. Çiçəkli bitkilərin% 90-dan çoxunda eyni fərddə və çox vaxt eyni çiçəyin içində hər iki cinsi orqan var.
Waterhemp və Palmer amaranth, lakin ikidir.
Dioecy, bir bitkinin öz-özünə tozlaşması mümkünsüz olduğu deməkdir; Bunun əvəzinə dişi hüceyrələr başqa bir bitkidən olan kişi polenləri ilə döllənməlidir. Bu, populyasiyada genetik müxtəlifliyin təmin edilməsi üçün yaxşı bir şeydir. Çox ehtimal ki, su çətənəsi və Palmer amaranthı bir çox herbisidin zərərli təsirlərindən qaçmağı bu qədər müvəffəq etdi.
“Bu günə qədər su çətənəsi və Palmer amaranth, sırasıyla yeddi və səkkiz hərəkət rejimini əhatə edən herbisidlərə qarşı müqavimət inkişaf etmişdir. Dioecious çoxalma, bütün bu müqavimət xüsusiyyətlərinin fərdlər arasında qarışmasına və uyğunlaşmasına səbəb olur. Bu qarışdırma, hər iki növün populyasiyalarının çox sayda herbisid müqavimətini birləşdirməsinə imkan verdi və istehsalçılara az təsirli herbisid seçimləri verdi ”dedi Tranel.
Bitkilərdə nadir görülən dioeciya fenomenini anlamaq, elm adamlarının əlamətlərin hər bir valideyndən necə keçdiyini və hadisənin necə inkişaf etdiyini anlamağa kömək edə bilər.
Dioeciyanın yalnız bir dəfə inkişaf etdiyi düşünülən heyvanlardan fərqli olaraq, elm adamları bitkilərdə dioeciyanın dəfələrlə inkişaf etdiyinə inanırlar. Tranelin araşdırmasına görə, bir-birinə çox yaxın olan iki növ olan su çətənəsi və Palmer amaranth-da müstəqil şəkildə inkişaf etdiyi görünür.
“Onların ayrı-ayrılıqda inkişaf etdiklərini tamamilə bildiyimizi söyləməyə hazır deyiləm, amma tapdığımız bütün məlumatlar bu fikri dəstəkləyir. 120-150 gendən yalnız ikisi iki növ arasında bir-birinə bənzəyirdi ”dedi Tranel.
Bu paylaşılan genlərdən biri olan Florigen, çiçəklənməyə başlayaraq bitkilərin gün uzunluğuna cavab verməsinə kömək edir. Tranel çiçəklərin cinsini təyin edib-etmədiyini hələ bilmir, ancaq hər iki növ üçün də kişiyə xas Y bölgəsində ortaya çıxdığını maraqlandırdı.
“Biz dəqiq bilmirik, amma bəlkə də qadınlardan daha erkən çiçəklənən kişilərlə əlaqəlidir. Bu, kişilər üçün sərfəli ola bilər, çünki ilk qadınlar qəbul edəndə polen tökərdilər. Deməli, əslində Palmer və su çətənəsi həqiqətən dioeciyanı ayrı-ayrılıqda inkişaf etdirmiş olsalar da, hər ikisi də bu Florigen genini bir fitness üstünlüyü üçün alsaydı, bu paralel təkamülün gözəl bir nümunəsi olardı. ”
Tranel, kişiliyi təyin edən genləri təcrid etmək üçün hər iki növdə də kişiyə xas Y bölgəsini daraltacağına ümid edir. Bu genlər müəyyən edildikdən sonra genetik bir nəzarət həllinin hazırlanacağına zəmanət yoxdur - Tranelin bunun üçün sənaye tərəfdaşlarını cəlb etməsi lazım ola bilər - ancaq belə bir alətə sahib olmaq əvvəlki qədər uzaq deyil.
Məqalədə “Su çətənəsində kişiyə xas spesifik Y-xromosomal bölgələr (Amaranthus tuberkulatus) və Palmer amaranth (Amaranthus palmeri) ”Yazısı dərc edilmişdir Yeni Fitoloq [DOI: 10.1111 / nph.17108]. Müəlliflər Jacob Montgomery, Darci Giacomini və Illinois Universitetindən Pat Tranel və Max Planck İnkişaf Biologiya İnstitutundan Detlef Weigeldir. Layihə USDA Milli Qida və Kənd Təsərrüfatı İnstitutu və Max Planck Cəmiyyəti.
Bitkiçilik Elmləri Bölümü Kənd Təsərrüfatı, İstehlakçı və Ətraf Mühit Elmləri Kolleci da Illinois alaq otları elmi.