Ο ρόλος του γονιδίου Cul4 στην ανάπτυξη αυτού του δημητριακού έχει ανακαλυφθεί: η μετάλλαξη επηρεάζει την ανάπτυξη και την απόκριση στο στρες, χάρη στη σύνδεση με το ιασμονικό οξύ. Η καινοτόμος μελέτη ανοίγει νέες προοπτικές για πιο παραγωγικές και ανθεκτικές ποικιλίες.
Μια νέα μελέτη έδειξε ότι οι μεταλλάξεις στο γονίδιο Uniculme4 (Cul4) οδηγούν σε σημαντικές αλλαγές στην ανάπτυξη των φυτών κριθαριού (Hordeum vulgare), συμπεριλαμβανομένου του αυξημένου ύψους, της αυξημένης διαμέτρου του στελέχους και των αλλαγών στο μέγεθος του πυρήνα.
Αυτές οι επιδράσεις σχετίζονται με την αυξημένη παραγωγή ιασμονικού οξέος, μιας φυτικής ορμόνης που εμπλέκεται στην ανάπτυξη και την απόκριση στο περιβαλλοντικό στρες.
Η έρευνα διεξήχθη από μια διεθνή ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Μιλάνου και το Πανεπιστήμιο του Σιράζ (Ιράν) .
«Διαπιστώσαμε ότι το γονίδιο Cul4 λειτουργεί ως κεντρικός ρυθμιστής της ανάπτυξης των φυτών, επηρεάζοντας τόσο τη δομή του στελέχους όσο και την παραγωγή βασικών αναπτυξιακών ενώσεων», εξηγεί η Elahe Tavakol , αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Shiraz και πρώτη συγγραφέας της μελέτης.
Ιασμονικό οξύ και Cul4: Μια νέα σύνδεση
Μία από τις πιο καινοτόμες πτυχές της μελέτης είναι η αναγνώριση της σύνδεσης μεταξύ του Cul4 και της βιοσυνθετικής οδού του ιασμονικού οξέος, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ρύθμιση αυτού του γονιδίου θα μπορούσε να επιτρέψει τη ρύθμιση της ανάπτυξης των φυτών σε απόκριση σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες.
«Στην εργασία μας ανακαλύψαμε ότι η Cul4 ρυθμίζει την μεταβολική οδό του ιασμονικού οξέος, μιας φυτικής ορμόνης που είναι θεμελιώδης στην απόκριση στο περιβαλλοντικό στρες, τόσο το βιοτικό όσο και το αβιοτικό. Αυτή η ορμόνη ρυθμίζει την ενεργοποίηση μηχανισμών άμυνας και προσαρμογής που βοηθούν το φυτό να επιβιώσει σε αντίξοες συνθήκες», εξηγεί η Laura Rossini , καθηγήτρια Γεωργικής Γενετικής στο Τμήμα Γεωργικών και Περιβαλλοντικών Επιστημών (Disaa) του Πανεπιστημίου του Μιλάνου και αντίστοιχη συγγραφέας της μελέτης.
«Αυτή η ανακάλυψη μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τους γενετικούς μηχανισμούς που καθορίζουν την αρχιτεκτονική των φυτών και θα μπορούσε να έχει σημαντικές εφαρμογές για τη βελτίωση των καλλιεργειών», λέει ο Tavakol.
Cul4 και στρες: νέες προοπτικές για το κριθάρι (και όχι μόνο)
«Η πιθανότητα παρέμβασης σε αυτό το γονίδιο για τη ρύθμιση της ανάπτυξης των φυτών θα μπορούσε να αποτελέσει ένα στρατηγικό όπλο για τη βελτίωση της απόδοσης των καλλιεργειών . Μελετώντας το γονίδιο Cul4, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τους μηχανισμούς που επιτρέπουν στο φυτό να εξισορροπεί την ανάπτυξη και την άμυνα έναντι των αντιξοοτήτων, προσφέροντας χρήσιμη γνώση για την απόκτηση πιο ανθεκτικών και παραγωγικών ποικιλιών», καταλήγει ο Rossini.
«Μια ενδιαφέρουσα προοπτική θα ήταν επομένως η διεξαγωγή περαιτέρω πειραμάτων για να αξιολογηθεί εάν το μεταλλαγμένο Cul4 αντιδρά διαφορετικά σε παθογόνα, παράσιτα ή στρες όπως η ξηρασία», καταλήγει ο Tavakol.
Η μελέτη αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τη γενετική βελτιστοποίηση του κριθαριού και θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις και σε άλλα είδη δημητριακών .
Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί στην εφαρμογή αυτής της γνώσης για την ανάπτυξη ποικιλιών με βελτιωμένα χαρακτηριστικά, συμβάλλοντας σε μια πιο βιώσιμη και αποτελεσματική γεωργική παραγωγή.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Experimental Botany .
© AgroNotizie
Κρατικό Πανεπιστήμιο του Μιλάνου
