Liana Wait, UC Davis tərəfindən

Robert Egan tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriKredit: Pixabay/CC0 Public Domain

Mutasiyalar təkamülü sürətləndirir, lakin riskli də ola bilər. Kaliforniya Universitetində, Davisdə bitki bioloqlarının rəhbərlik etdiyi yeni tədqiqat Milli Elmlər Akademiyasının Protokolunda 10 Noyabrda dərc edilmiş , bitkilərin uyğunlaşma qabiliyyəti ilə təhlükəsizlik və sabitliyi tarazlaşdırmaq üçün müxtəlif kök hüceyrələrdə mutasiya nisbətlərini necə idarə etdiyini ortaya qoyur. Tapıntıların kartof və banan kimi dünyanın ən mühüm meyvə və tərəvəz bitkilərinin yetişdirilməsinə təsiri var.

Tədqiqatçılar DNT mutasiyalarının yumurta və sperma istehsal edən kök hüceyrələrlə müqayisədə bitkinin dərisini əmələ gətirən kök hüceyrələrdə 4,5 dəfəyə qədər daha çox toplandığını göstəriblər. Bu nəticələr bitkilərin öz nəsilləri üçün sabit genomu saxlamağa necə üstünlük verdiyini, digər hüceyrə növlərində və genişlənərək, yetkin bitkilərdə daha çox çeviklik və uyğunlaşma imkanı verdiyini göstərir.

Bitki biologiyasının görkəmli professoru və tədqiqatın baş müəllifi Luca Comai, “Mutasiyalar dəyişkənliyi və variasiya həm təkamülü, həm də bitki yetişdiriciləri olaraq daha yaxşı məhsul əldə etmək qabiliyyətimizi gücləndirir ” dedi. “Laylı kök hüceyrə arxitekturasına sahib olmaq, bitkilərin uğurlarını və nəsillərinin uğurunu optimallaşdırmaq üçün müxtəlif hüceyrələrdə mutasiya sürətini mükəmməl şəkildə tənzimləməyə imkan verir.”

Mürəkkəblik təbəqələri

İnsanlar öz kök hüceyrələrini sümük iliyində saxladığı halda , bitkilər tumurcuqlarının uclarında “apikal meristem” adlanan bir çox kök hüceyrə daşıyır. Bu günbəz formalı struktur bitkinin bütün yeni toxumalarının: gövdə, yarpaq və köklərdən bitkinin dərisinə, damar quruluşuna və gametlərə (sperma və yumurta) qədər istehsaldan məsul olan üç təbəqədə (L1, L2 və L3) düzülmüş təxminən 10 kök hüceyrədən ibarətdir.

“Çiçəkli bitkilərin apikal meristemində niyə fərqli təbəqələrə sahib olduğu həqiqətən məlum deyil, lakin bir ehtimal odur ki, bu təbəqələr bitkinin müxtəlif hissələrində mutasiyaların yığılması kimi müxtəlif prosesləri müxtəlif yollarla idarə etmək üçün çeviklik təmin edir” dedi Comai.

Yalnız L2 təbəqəsindəki kök hüceyrələr gametlər əmələ gətirir, yəni bitkilər cinsi yolla çoxaldıqda onların nəsli yalnız L2 mutasiyalarını miras alır. Bunun əksinə olaraq, klonal və ya “vegetativ” şəkildə çoxaldan bitkilər – məsələn, soğanaqlar, qaçışçılar və ya əmziklər vasitəsilə – hər üç təbəqədən mutasiyaları toplaya və ötürə bilər.

“Dünyanın ən mühüm məhsullarının bir çoxu – kartof, banan, üzüm, çiyələk və manok – toxum vasitəsilə çoxala bilər, lakin vegetativ şəkildə gövdə, kök və ya kök yumrularından yetişdirilir ki, bu da zamanla mutasiyaların yaranmasına imkan verir” dedi. Massaçusets Amherst Universitetində doktoranturadan sonrakı dosent.

“Biz mutasiyaların nə qədər tez və hansı növdə yığıldığını soruşduq. Mutasyonların yığılmasının daha yaxşı başa düşülməsi vegetativ şəkildə yayılan məhsulları yaxşılaşdırmaq üçün mutasiyalardan istifadə etməyə və ya minimuma endirməyə yol aça bilər.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1763024958&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-11-skin-cells-stability-sex-reveals.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MS4wLjczOTAuMTIzIl0sWyJOb3Q_QV9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTQxLjAuNzM5MC4xMjMiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1763024958587&bpp=1&bdt=271&idt=-M&shv=r20251111&mjsv=m202511100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1763024809%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1763024809%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1763024809%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4730708807952&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2750&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095753%2C95376582%2C95376709%2C95376902%2C95377330%2C42533294%2C95372614%2C95376120&oid=2&pvsid=472761171265760&tmod=1276093399&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=136

Qatların ayrılması

Mutasyonların vegetativ şəkildə çoxaldılan məhsullarda necə yığıldığını başa düşmək üçün tədqiqatçılar hər biri 50 ildən çox müddət ərzində klonal yolla çoxaldılan və prosesdə mutasiyalar toplayan iki kartof növünü, Desiree və Red Polenta-nı araşdırdılar. Apikal meristemin müxtəlif təbəqələrində mutasiya nisbətlərini müqayisə etmək üçün onlar hər təbəqədən ayrı-ayrı kök hüceyrələri ayırdılar və onları yalnız L1, L2 və ya L3 hüceyrələrindən əldə edilən bitkilər yaratmaq üçün böyüdülər.

Təəccüblüdür ki, onlar L3 təbəqəsinin bitkilərin yarpaqları içərisindəki apikal meristemlərdə demək olar ki, tamamilə olmadığını aşkar etdilər, çünki o, L2 hüceyrələri ilə işğal edilmiş və əvəz edilmişdir. L1 və L2 hüceyrələrini müqayisə etdikdə, təbəqələrin müxtəlif mutasiya dəstləri topladığını aşkar etdilər. Hər iki kartof çeşidi üçün L1 hüceyrələri L2 hüceyrələri ilə müqayisədə daha çox mutasiya toplamışdı (Desiree kartofunda 4,5 dəfə və Qırmızı Polentada 1,6 dəfə çox).

L2 hüceyrələri bitkinin gametlərinin istehsalına cavabdeh olduğundan, bu fərq bitkilərin öz gametlərində və nəsillərində genomik sabitliyin qorunmasına üstünlük verdiyini göstərir, çünki mutasiyaların çoxu faydalı olmadığı üçün bu daha təhlükəsizdir. Bununla belə, L1 təbəqəsində daha yüksək mutasiya dərəcəsinin olmasının da faydası ola bilər, Comai deyir, çünki L1 hüceyrələri bitkinin “dərisini” əmələ gətirir.

“Bitkilər dəriləri vasitəsilə ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqə qurur, buna görə də bu hüceyrələrdə daha yüksək uyğunlaşma qabiliyyətinə malik olmaq onlara patogenlər və ot yeyənlər kimi ətraf mühitin dəyişən aspektlərinə daha tez uyğunlaşmağa imkan verə bilər” dedi Comai.

Biotexnologiya üçün xəbərdarlıq hekayəsi

L1 və L2 hüceyrələrindəki mutasiyaların fərqi bitki biotexnologiyası üçün vacibdir, çünki geni dəyişdirilmiş bitkilər adətən DNT-ni redaktə etməklə və ya tək bir bitki hüceyrəsinə daxil etməklə istehsal olunur, sonra isə yeni bitkiyə çevrilir. Genetik cəhətdən dəyişdirilmiş bu bitkilər apikal meristemin bir qatından bir hüceyrədən əmələ gəldiyi üçün , digər təbəqələrdə mövcud olan faydalı mutasiyalar olmaya bilər.

“Biotexnologiya nöqteyi-nəzərindən tədqiqatçılar bilməlidirlər ki, klonal bitkini transformasiya etsəniz, müxtəlifliyiniz kimerik olduğu üçün əhəmiyyətli xüsusiyyətlərinizi itirmək ehtimalınız var” dedi Comai. “Gələcəkdə biz bu prosesə necə nəzarət edə biləcəyimizi öyrənmək istərdik.”

Ətraflı məlumat: Bitki tumurcuqunun apikal meristem daxilində mutasiya nisbətində məkan dəyişikliyi, Milli Elmlər Akademiyasının Materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.251450712 . www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2514507122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

UC Davis tərəfindən təmin edilmişdir