Нашъунамои тухмй дар бисьёр растанихо ба нур вобаста аст. Аммо на ҳамеша: Aethionema arabicum, растание, ки ба шароити душвори муҳити зист мутобиқ карда шудааст, ин корро худаш мекунад. Дар ин ҷо фитохромҳо, ретсепторҳои нури сурх ва дури сурх дар нашъунамои тухмҳо нақши ғайричашмдошт доранд ва ин равандро то мавсими оптималӣ мегузоранд.
Ин бозёфтҳо, ки ҳоло дар Physiology Plant, як мисоли ҷолиби азнавсозии эволютсионии модулҳои сигнализатсия мебошанд, ки ба растаниҳо ба муҳити зисти худ мутобиқ шудан кӯмак мекунанд. Тадқиқотро муҳаққиқони Институти биологияи молекулии растаниҳои (GMI) Академияи илмҳои Австрия ба номи Грегор Мендел роҳбарӣ карданд.
Дар ҳоле ки баъзе тухмии растанӣ нашъунамои нурро талаб мекунанд, тухмии дигар ба рушнои беэсос ва хатто монеъ мешавад. Аксари фаҳмишҳо дар бораи нақши нур дар давоми сабзиши тухмӣ аз тадқиқотҳо бо истифода аз организми намунавии Arabidopsis thaliana бармеояд, ки дар он рӯшноӣ барои оғози нашъунамо лозим аст.
Баръакс, рӯшноӣ як ингибитори қавии сабзиши растаниҳо дар дигар растаниҳо аст, аммо асоси молекулавии ин таъсир то ҳол номаълум боқӣ мондааст. Гурӯҳи муҳаққиқон бо роҳбарии доктор Жусанна Мерай дар Институти Грегор Мендел (GMI) ҳоло растании Aethionema arabicum (Brassicaceae)-ро барои таҳқиқи механизми молекулавии рӯшноӣ истифода мебаранд. тухм нашъу.
Aethionema arabicum аз маконҳои кушод ва хушк сарчашма мегирад, ки дар он нашъунамои тухмҳо дар рӯи замин дар рӯзҳои равшан, дароз ва гарм имкони зинда мондани навниҳолиро коҳиш медиҳад. Моҳияти рӯшноии нашъунамо ҳамчун як хислат барои маҳдуд кардани нашъ ба фаслҳои хунук ё тухмии дар зери замин ҷойгиршуда шарҳ дода мешавад.
Дар таҳқиқоти худ, Мерай ва ҳамкорони ӯ нишон доданд, ки фитохромҳо, ретсепторҳои рӯшноӣ барои дарозии мавҷҳои сурх ва дури сурх, дар вокуниш ба рӯшноӣ дар Этионема нақши дугона доранд; онҳо метавонанд нашъунаморо ҳавасманд кунанд, балки боздоранд. Бо чен кардани шиддатнокии нур ва давомнокӣ тавассути фитохромҳо, тухмҳо дар бораи дарозии рӯз ва ба ин тариқ, дар бораи мавсим маълумот мегиранд.
Варианти Кипрӣ дар фаҳмидани монеаи рӯшноӣ кӯмак мекунад
Мерай ва ҳамкорони ӯ тухмии як варианти Aethionema-ро истифода мебаранд, ки аз Кипр (CYP) сарчашма мегиранд, ки ҳангоми дучор шудан ба нури сафед намесабзанд. Дар он зисти табиӣ, Варианти CYP танҳо дар аввали баҳор, вақте ки рӯзҳо нисбатан кӯтоҳанд ва ҳарорат салкин аст, месабзад. Ин ба завод имкон медихад, ки давраи хаёти худро то мавсими хушки тобистон ба охир расонад.
Мерай кӯшиш кард, ки механизми ҷилавгирии рӯшноиро дар Aethionema CYP тавассути эҷоди маҷмӯи тухмиҳои мутагеншуда, ки онҳо барои мутантҳо тафтиш карданд, ки дар муқоиса бо хати аслӣ метавонанд дар нури сафед сабзида шаванд. Ҳоло муҳаққиқон як мутантро тавсиф карданд сатҳи молекулавӣ.
Онро ба номи Кояш, худои офтоб дар мифологияи туркӣ “кой-1” номидаанд. Онҳо нишон доданд, ки мутатсияи он ба HEME OXYGENASE 1, як гени калидӣ барои биосинтези хромофорҳо, молекулаҳои рӯшноии фитохромҳо зарур аст, таъсир расонд. Ин мутация миқдори протеини хромофорро маҳдуд мекунад ва барои тағирёбии вокуниши нури кой-1 масъул аст.
Нақши дугонаи фитохромҳо ба мутобиқшавии муҳити зист имкон медиҳад
Кой-1 мутант ба Мерай ва хамкасбонаш имкон дод, ки детальхои минбаъдаи меха-низмро ошкор кунанд. "Бо тағйир додани шиддати рӯшноӣ, дарозии мавҷ ва давомнокӣ, мо тавонистем шаклҳои мураккаби вокуниши рӯшноиро, ки бо фитохромҳо дар Аэтионема алоқаманданд, ҷудо кунем" мегӯяд Мерай. дар нашъунамои тухмии Аэтионема».
Таҷрибаҳои онҳо нишон доданд, ки шиддатнокии баланди рӯшноӣ ва давомнокии нашъро сахт бозмедорад, дар ҳоле ки таъсири кӯтоҳ ба нашъу мусоидат мекунад. Ин ду вокуниши муқобил ба рӯшноӣ аз таносуби мухталифи байни ду гормонҳои калидӣ ба вуҷуд меоянд: кислотаи абсцисикӣ-ингибиторӣ (ABA) ва кислотаи гибберелликӣ (GA).
"Мо аллакай медонистем, ки таъсири рӯшноӣ дар Арабидопсис боиси баланди GA ва сатҳи пасти ABA мегардад. Ҳоло, мо инчунин медонем, ки Aethionema CYP дар зери нури хеле маҳдуд ба ин монанд посух медиҳад. Бо вуҷуди ин, бо афзоиши нурдиҳӣ, сатҳи гормонҳо аслан чаппа мешаванд, ки дар натиҷа нашъу монеъ мешавад ”мегӯяд Мерай. "Ҷавобҳои муқобил ба шиддат ва давомнокии рӯшноӣ заминаи генетикӣ доранд ва мутобиқшавӣ ба муҳити табиии растаниҳо мебошанд, ки ба Aethionema CYP имкон медиҳад, ки дар аввали баҳор сабзад, аммо на дертар."
Evolution бо модулҳои такрорӣ кор мекунад
Бо ошкор кардани он, ки ҳамон як бозигарони молекулавӣ метавонанд таъсироти комилан муқобилро миёнаравӣ кунанд, даста ҳуҷҷатгузорӣ мекунад, ки чӣ гуна эволютсия метавонад модулҳои мавҷударо барои посух додан ба талаботи экологӣ "аз нав пайваст" кунад. Бо чунин вариантҳои комбинаторӣ, ки дар организмҳои сершумор ҳуҷҷатгузорӣ шудаанд, эволютсия метавонад бидуни зарурати таҳаввулоти бозигарони нав аз сифр тағйироти “зуд” ба даст орад.
“Бозёфтҳои мо тавассути омӯзиши организмҳои намунавӣ ва растаниҳои ғайрирасмӣ барои беҳтар фаҳмидани равандҳои молекулавӣ дар табиат ва гуногунии биологӣ роҳ мекушоянд. Дониши илмие, ки аз Arabidopsis ба даст оварда шудааст, муҳим аст, аммо на ҳамеша намояндаи ҳамаи растаниҳо. Дар ин ҷо, мо нишон медиҳем, ки мо ҳатто метавонистем механизмҳои молекулавии комилан муқобилро дар табиат кашф кунем," хулоса мекунад Мерай, ки кори ӯ Этионемаро ҳамчун модели нави омӯзиши таъсири нур ба тухмҳо муқаррар мекунад. нашъу.