کارخانه مهندسی بافت را بهبود می بخشد خشکسالی و شوری تحمل

پس از چندین سال آزمایش دانشمندان مهندسی تاله شاهی یا آرابيدوپسيس تاليانا به رفتار مانند یک شاداب بهبود راندمان مصرف آب (شوری تحمل و کاهش اثرات خشکسالی است. بافت succulence مهندسی روش ابداع شده برای این گیاه گلدار را می توان در دیگر گیاهان به بهبود خشکی و شوری تحمل با هدف در حال حرکت در این رویکرد به مواد غذایی و انرژی زیستی محصولات.

“آب ذخیره سازی بافت یکی از موفق ترین سازگاری در گیاهان است که آنها را قادر به زنده ماندن در دوره های طولانی خشکسالی است. این تشریحی صفت تر تبدیل خواهد شد مهم است که در درجه حرارت های جهانی افزایش, افزایش شدت و مدت خشکسالی حوادث در طول قرن 21” گفت: University of Nevada, Reno, بیوشیمی و بیولوژی مولکولی و استاد جان Cushman, co-نویسنده یک مقاله علمی در بافت گیاه succulence منتشر شده در گیاه مجله.

این کار را با ترکیب دیگری از Cushman پروژه های: مهندسی صفت دیگری به نام crassulacean متابولیسم اسید (طب) آب-حفظ حالت فتوسنتز است که می تواند به گیاهان برای بهبود راندمان مصرف آب.

“دو سازگاری کار دست-در-دست” Cushman, از دانشگاه, دانشکده کشاورزی, بیوتکنولوژی و منابع طبیعی گفت. “ما به طور کلی هدف این است که به مهندس افتاد اما به منظور انجام این کار کارآمد ما نیاز به مهندس آناتومی برگ است که تا به حال بزرگتر سلول های ذخیره اسید مالیک است که تجمع در کارخانه در شب. پاداش اضافه شده بود که این سلول بزرگتر نیز در خدمت به ذخیره آب برای غلبه بر خشکسالی و برای رقیق کردن نمک ها و سایر یون های گرفته شده توسط کارخانه ساخت آنها را بیشتر نمک تحمل.”

هنگامی که یک گیاه طول می کشد تا دی اکسید کربن در آن طول می کشد آن را از طریق خلل و فرج آن برگ به نام روزنه. آنها به باز کردن روزنه بنابراین دی اکسید کربن می رود و سپس آن را می شود ثابت به قند و دیگر ترکیبات است که پشتیبانی از بسیاری از زندگی بر روی زمین است. اما هنگامی که روزنه باز نه تنها دی اکسید کربن در آمده اما همچنین بخار آب می رود و از آنجا که گیاهان رخنه سرد خود آنها از دست دادن مقدار زیادی از آب است.”

Cushman تیم از دانشمندان ایجاد شده اصلاح شده ژنتیکی A. تاليانا با افزايش اندازه سلول و در نتیجه بزرگتر گیاهان با افزایش ضخامت برگ بیشتر ذخیره آب با ظرفیت کمتر و کمتر باز stomatal منافذ به منظور محدود کردن از دست دادن آب از برگ با توجه به افزايش بيان ژن شناخته شده به عنوان VvCEB1 به دانشمندان. ژن دخیل در سلول توسعه فاز بری توسعه در شراب انگور.

در نتیجه بافت succulence در خدمت دو هدف است.

“بزرگتر سلول بزرگتر vacuoles به فروشگاه مالات در شب, که در خدمت به عنوان منبع کربن به دی اکسید کربن انتشار و refixation با آنچه به نام آنزیم Rubisco اقدام در طول روز پشت بسته stomatal منافذ در نتیجه محدود کردن photorespiration و از دست دادن آب” Cushman گفت. “و شاداب بافت تله دی اکسید کربن است که منتشر شده است در طول روز از دکربوکسیلاسیون مالات به طوری که می توان آن را refixed موثر تر توسط Rubisco.

یکی از مزایای عمده ای از VvCEB1 ژن بيان شد و مشاهده شد پیشرفت در کل گیاه آنی و یکپارچه راندمان مصرف آب افزایش یافته است که تا 2.6 برابر و 2.3 برابر شده بود. راندمان مصرف آب نسبت کربن ثابت و یا زیست توده تولید شده به میزان تعرق و یا از دست دادن آب توسط گیاه است. این پیشرفت همبستگی را با درجه ای از برگ ضخامت و بافت succulence و همچنین کاهش stomatal منافذ تراکم و کاهش منافذ.

“ما سعی کردیم تعدادی از نامزد ژن اما ما تنها با مشاهده قابل توجه این فنوتیپ با VvCEB1 ژن” Cushman گفت. “ما به طور معمول خواهد شد و نظر سنجی بین 10 تا 30 مستقل تراریخته خطوط و پس از آن این رشد برای دو تا سه نسل قبل از دقیق تست.”

آرابيدوپسيس تاليانا قدرتمند مدل برای مطالعه رشد و توسعه فرآیندهای در گیاهان است. آن است که یک علف هرز مانند گیاهی است که دارای یک نسل زمان حدود شش هفته و به خوبی رشد می کند تحت شرایط آزمایشگاهی که در آن آن را به تولید مقدار زیادی از دانه ها.

مهندسی بافت succulence است که انتظار می رود به ارائه یک استراتژی موثر برای بهبود آب ؟ استفاده از بهره وری خشکسالی اجتناب و یا میرایی شوری تحمل و برای بهینه سازی عملکرد ،

طب گیاهان بسیار هوشمند نگه داشتن خود روزنه بسته در طول روز و تنها با باز کردن آنها در شب هنگام تبخير و تعرق کم است دلیل آن است که کولر و خورشید است نه درخشان Cushman توضیح داد. اهمیت طب است که در آن توانایی منحصر به فرد برای صرفه جویی در مصرف آب است. که در آن بسیاری از گیاهان را در دی اکسید کربن در طول روز طب گیاهان انجام این کار در شب.

“اساسا طب گیاهان به پنج تا شش برابر بیشتر از آب استفاده کارآمد در حالی که اکثر گیاهان به آب بسیار ناکارآمد” او گفت:. “بافت succulence در ارتباط با طب مکمل و جایگزین و سایر تطبیقی صفات مانند ضخامت لایه شاخی و تجمع epicuticular واکس به این معنی که آنها می تواند به کاهش برگ حرارت در طول روز با انعکاس برخی از, نور, هدف قرار دادن برگ. بسیاری از کویر-اقتباس گیری گیاهان نیز توانایی بیشتری برای تحمل درجه حرارت بالا.”

با تقاضا برای محصولات کشاورزی می رود افزایش به میزان 70% در خدمت رشد جمعیت انسانی است که پیش بینی برای رسیدن به حدود 9.6 میلیارد دلار تا سال 2050, Cushman و تیم او به دنبال این راه حل بیوتکنولوژی به آدرس بالقوه آینده غذا و کمبود انرژی زیستی.

“ما برنامه ریزی برای حرکت هر دو بافت succulence و مخفی مهندسی به گیاهان زراعی. این زمان کار است proof-of-concept” Cushman گفت.

این کار تامین شده بود وزارت نیرو در دفتر علوم ژنومی برنامه علمی.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.net