Antagonistiske gener modificerer risplanternes vækst

Antagonistiske gener modificerer risplanternes vækst
Antagonistiske gener modificerer risplanternes vækst
Anonim

Forskere ved Nagoya Universitet og kolleger i Japan har identificeret to antagonistiske gener, der er involveret i væksten af risplanter. Deres resultater, offentliggjort i tidsskriftet Nature, kan føre til nye måder til genetisk modificering af risafgrøder.

Længere dybvandsrisafgrøder plantes i Sydasien og Vestafrika for at overleve oversvømmelser. Kortere uafskallede risvarianter dyrkes bredt over hele verden, fordi de er nemmere at høste.

En vigtig drivkraft for plantevækst er et hormon kaldet gibberellinsyre. Det aktiverer celledeling i stamvævet, hvilket får stilken til at forlænge. Opdrættere ved, at de kan kontrollere plantehøjden ved at stimulere eller hæmme gibberellinsyreaktivitet. Men præcis, hvordan dette fungerer, har været uklart.

Bioforsker Motoyuki Ashikari har studeret væksten og udviklingen af ris i årevis. Han og et team af forskere udførte genetiske undersøgelser og identificerede to gener, der er involveret i at regulere risplantevækst.

"Vi viste, at gibberellinsyre er nødvendig, men ikke nok, til stængelforlængelse," siger Ashikari.

Interessant nok modvirker de to gener, kaldet ACCELERATOR OF INTERNODE ELONGATION 1 (ACE1) og DECELERATOR OF INTERNODE ELONGATION 1 (DEC1), hinanden som en del af reguleringsprocessen.

I nærvær af gibberellinsyre stimulerer ACE1 celledeling og forlængelse af stilkens 'internode'-sektioner i dybvandsris. Den kortere uafskallede ris-variant havde ikke et funktionelt ACE1-gen, men det havde et homologt ACE1-lignende gen, der blev tændt for at aktivere stængelforlængelse på et andet tidspunkt i planteudviklingen.

DEC1 blev fundet i både dybvands- og uafskallet ris. Dets udtryk blev reduceret, når dybvandsrisplanter blev placeret på dybt vand eller behandlet med gibberellinsyre. DEC1 fortsatte dog med at blive udtrykt i uafskallet ris, selv under de samme betingelser, hvilket tyder på, at dette gen hjælper med at undertrykke stængelvækst.

"Vi fandt også, at ACE1 og DEC1 er bevarede og funktionelle i andre plantearter, såsom byg og andre græsser, så vores undersøgelser forbedrer forståelsen af reguleringen af stængelforlængelse hos medlemmer af Gramineae-familien, der kan have lignende stængler forlængelsesmekanismer," siger Ashikari.

Teamet sigter derefter på at forstå stammeforlængelse på molekylært niveau ved at identificere faktorer, der er forbundet med ACE1- og DEC1-ekspression.

Populært emne.