Təkamül boyu bitkilər dəyişən mühitlərdə yaşamaq üçün davamlı olaraq uyğunlaşdılar. Mürəkkəb struktur dəyişikliklərindən başqa, bitkilər daha sərt qoruyucu təbəqələr, tikanlar və kimyəvi qoruyucu vasitələr də daxil olmaqla, ot yeyənlərə qarşı müxtəlif müdafiə strategiyaları hazırlamışlar.

Müdafiə mexanizmlərinin təkamülünü daha dərindən araşdıran Nara Elm və Texnologiya İnstitutundan (NAIST) dosent Makoto Şirakavanın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, Brassicales bitki düzənində təəccüblü bir genetik uyğunlaşma müəyyən etdi. Kələm, xardal və vasabi də daxil olmaqla, bu çarmıxlı bitkilərdə əvvəlcə qaz mübadiləsi üçün istifadə edilən genlər müdafiə məqsədi ilə dəyişdirilib.

Tədqiqatçılar bu təkamül uyğunlaşmasının arxasında olan unikal mexanizmi aşkar etdilər . Onların tapıntıları Nature Plants jurnalında dərc olunub . Tədqiqat qrupuna NAIST-dən Toshiro İto və başqaları daxil idi.

Tədqiqata görə, qaz mübadiləsi üçün gen ifadəsini tənzimləməkdən məsul olan FAMA, ilk növbədə , xaçpərəst bitkilər üçün ikili rol oynayır. Stomatal (qaz mübadiləsi üçün kiçik məsamələr) qoruyucu hüceyrələrə nəzarət etməklə yanaşı , FAMA həm də xardal yağı birləşmələrini saxlayan xüsusi strukturlar olan mirozin hüceyrələrinin istehsalına kömək edir. Beləliklə, bir bitki zədələndikdə, bu birləşmələr ot yeyənləri dəf edən kəskin, kəskin dad yaradır.

“Biz FAMA tərəfindən birbaşa aktivləşdirilən və mirozin hüceyrələrinin inkişafı üçün əsas tetikleyici olan WASABI MAKER (WSB) adlı spesifik geni müəyyən etdik” dedi doktor Şirakava.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743419696&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-cruciferous-pungent-defense-mechanism-repurposed.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743419692748&bpp=1&bdt=41&idt=170&shv=r20250327&mjsv=m202503260101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743419599%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743419599%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743419599%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6172386753983&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1943&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090664%2C95331832%2C95356500%2C95356506%2C31091361%2C95355300%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=46711176228688&tmod=998620750&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage4.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=3270

“WSB olmayan bitkiləri tədqiq etdikdə, bu müdafiə hüceyrələrinin əmələ gəlmədiyini gördük ki, bu da mirozin hüceyrə istehsalında onun əsas rolunu təsdiqləyir.”

Bundan əlavə, tədqiqatçılar FAMA üçün də hədəf olan STOMATAL CARPENTER 1 (SCAP1) adlı başqa bir gen müəyyən etdilər. Bu gen qoruyucu hüceyrə inkişafını tənzimləməkdə WSB ilə əməkdaşlıq edir, lakin mirozin hüceyrəsinin formalaşmasında onun rolu ikinci dərəcəli görünür.

Təkamül təhlili göstərir ki, bu genetik yollar əvvəlcə stomatal inkişafı tənzimləməyə kömək etdi, lakin daha sonra Brassicalesdə müdafiə üçün istifadə edildi. “Bu kəşf xüsusilə maraqlıdır, çünki o, genlərin dəyişdirilməsinin bitkilərə tamamilə yeni genləri təkamül etmədən yeni yaşamaq strategiyalarını inkişaf etdirməsinə necə imkan verdiyini vurğulayır”, – İto əlavə edir.

Bu əlamətdar kəşf məhsul məhsuldarlığını artırmaq üçün perspektivli yollar təklif edir. FAMA kimi əsas genetik tənzimləyicilərin dəyişdirilməsi məhsul və tərəvəzlərdə kimyəvi müdafiəni gücləndirməyə, zərərvericilərin zədələnməsinin qarşısını ala bilər. Əlavə olaraq, FAMA qaz mübadiləsinə də nəzarət etdiyi üçün , o, bitkilərdə karbon qazının səmərəli şəkildə udulması üçün optimallaşdırıla bilər.

İrəli gedərək, tədqiqatçılar bitkilərin bu qədər müxtəlif növ ixtisaslaşmış hüceyrələr istehsal etmək üçün necə təkamül keçirdiklərinin mexanizmini aşkar etməyi hədəfləyirlər.

Tədqiqatlarının əhəmiyyətini vurğulayan Dr.Şirakava belə nəticəyə gəlir: “Məhsulların yaxşılaşdırılması strategiyaları üçün yeni anlayışlar təklif etməkdən əlavə, biz inanırıq ki, gələcək işimiz biologiyanın ən fundamental suallarından birinə cavab verməyə kömək edəcək: Bitkilər məhdud sayda genlərlə bu cür diqqətəlayiq müxtəlifliyə necə nail olublar?

Daha çox məlumat: Makoto Shirakawa və digərləri, Brassicales, Təbiət Bitkilərində (2025) ot yeyənlərə qarşı müdafiə üçün stomat icraçılarının birgə seçimi və neofunksionallaşdırılması . DOI: 10.1038/s41477-025-01921-1

Jurnal məlumatı: Təbiət Bitkiləri 

Nara Elm və Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir