Суббота, 17 мая, 2025
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
No Result
View All Result
Новости биотехнологий
No Result
View All Result
Home Биоинформатика

Биологические часы и дополнительные пары генов контролируют важные функции растений

06.11.2020
Биоинформатика
0
26
VIEWS
Share on FacebookShare on Twitter

Согласно исследованию Дартмутского колледжа, биологические часы популярной продовольственной культуры контролируют около трех четвертей ее генов.

Генетические исследования показывают, как культура использует внутренние реакции на цикл день-ночь, известные как циркадные ритмы, для регулирования таких процессов, как размножение, фотосинтез и реакции на стрессовые условия.

Исследование, опубликованное в журнале eLife , может помочь исследователям нацелить гены для улучшения роста и устойчивости к стрессу, когда растение перемещается в новый регион или сталкивается с изменяющимися климатическими условиями.

«Поскольку растения выращивают в новых географических зонах, они должны выбирать признаки, которые позволят им выжить в различных условиях», – сказал С. Робертсон МакКланг, профессор биологии из Дартмута и старший научный сотрудник исследования. «Многие из этих черт заложены в генах циркадных часов ».

Как и у животных, у растений есть биологические часы, которые позволяют им адаптироваться к предсказуемым изменениям, таким как смены дня и ночи или смены времен года. В то время как животные могут перемещаться, чтобы адаптироваться к таким изменениям окружающей среды, растения остаются на месте. Чтобы выжить, растениям необходимо активировать и деактивировать гены, чтобы изменить их биологические функции .

Исследовательская группа использовала РНК-секвенирование, чтобы определить, как гены популярной культуры Brassica rapa контролируются внутренним механизмом растения. Виды B. rapa включают такие разновидности, как репа, масличные семена, китайская капуста и листовые овощи.

В ходе исследования растения находились в нормальных условиях с теплыми днями и прохладными ночами. Затем их удалили из этой среды и в течение двух дней брали пробы, чтобы определить, какие гены были активны в ответ на сигналы внутренних часов растения.

Исследование показало, что более 16000 генов, около трех четвертей всех генов растения, регулируются циркадными ритмами в отсутствие изменений света и температуры.

«Мы были удивлены, обнаружив, что такое большое количество генов регулируется биологическими часами. Это подчеркивает важность контроля суточных часов над многими функциями растения», – сказал МакКланг.

Многие культурные растения, такие как пшеница, картофель и Brassica, удвоили или утроили свой полный набор генов. Это заставило исследователей задаться вопросом, какое влияние оказывают дополнительные пары генов на биологические часы растения или на процессы выживания, такие как устойчивость к засухе.

Исследовательская группа обнаружила, что дополнительные копии генов часто активны в разное время дня из своих пар генов.

Кроме того, исследователи обнаружили, что часто только один член пары дублированных генов реагирует на засуху. В обоих этих случаях различия во времени активации генов или в чувствительности к засухе должны были произойти после того, как гены дуплицировались.

Полученные данные позволяют сделать вывод, что та же дупликация гена, которая отвечает за более чувствительные биологические часы, также создает большую устойчивость к засухе.

«В ходе эволюции наземных растений количество пар генов увеличивалось», – сказала Кэтлин Гринхэм, доцент кафедры биологии растений и микробов в Университете Миннесоты, которая руководила исследованием в качестве постдокторского исследователя в Дартмуте. «Один набор копий может поддерживать критические процессы роста, в то время как другие могут свободно развивать новые функции, которые исследователи могут использовать для получения устойчивых к стрессу культур».

Выявление различий внутри пар генов, которые заставляют их реагировать или не реагировать на условия засухи, может дать исследователям способ помочь растениям повысить устойчивость к изменениям, вызванным климатом.

«Когда дело доходит до борьбы с засухой, время суток имеет значение для экспрессии генов», – сказал Райан Сартор, научный сотрудник Государственного университета Северной Каролины, который руководил исследованием. «Это первый шаг, который поможет понять основные взаимосвязи. Более полное понимание этой сложной системы может привести к созданию более устойчивых к стрессу культур».

По словам исследовательской группы, на циркадные ритмы, которые регулируют большую часть биологии растений, вероятно, повлияет изменение климата, поскольку экологические сигналы становятся менее надежными. Это затрудняет адаптацию и выживание растений, но также служит ключом к разгадке для исследователей, ищущих способы повышения устойчивости растений.

Предыдущий

Использование дронов для обнаружения смертоносных медуз

Следующий

Раскрыта тайна разлива ледникового озера

  • Конфиденциальность

© 2021-2024 Новости биотехнологий

  • БИОИНФОРМАТИКА
  • БИОБЕЗОПАСТНОСТЬ
  • НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ
  • СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ
  • ОТРАСЛЕВЫЕ БИОТЕХНОЛОГИИ
  • ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
  • СТАРТАПЫ
  • COVID-19

© 2021-2024 Новости биотехнологий

Welcome Back!

Login to your account below

Forgotten Password?

Create New Account!

Fill the forms below to register

All fields are required. Log In

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Просматривая этот сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности