Donald Danforth Bitki Elmləri Mərkəzi tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləriQarğıdalı və sorgum kimi ot növü olan Setaria viridis, ətraf mühitdə kimyəvi maddələrin mövcudluğu barədə vizual reportyor kimi istifadə üçün təbii bənövşəyi piqment olan antosiyanin istehsal etmək üçün hazırlanmışdır. Vəhşi tip Setaria viridis solda (yaşıl bitkilər), mühəndislik yolu ilə əldə edilən bitkilər isə sağda (bənövşəyi bitkilər) yerləşir. Mənbə: Donald Danforth Bitki Elmləri Mərkəzi

Donald Danforth Bitki Elmləri Mərkəzi, Florida Universiteti, Geynsvill və Ayova Universitetindən olan tədqiqatçılardan ibarət əməkdaşlıq qrupu, qarğıdalı kimi əsas taxıl bitkiləri də daxil olmaqla, otların tarlada az miqdarda kimyəvi maddə aşkarlaya bilən canlı biosensorlar kimi çıxış etməsinə imkan verən alətlər hazırlayıb.

Baş tədqiqatçılar, fəlsəfə doktoru Dmitri Nusinov və fəlsəfə doktoru Malia Gehan, müəyyən kimyəvi siqnallara cavab olaraq görünən bənövşəyi piqment olan antosiyanin istehsal edən otların hazırlanması səylərinə rəhbərlik ediblər. Qabaqcıl görüntüləmə və analitik sistemlərlə birləşdirildikdə, bu bitkilər məhsula və insan sağlamlığına təsir göstərə biləcək son dərəcə aşağı səviyyədə kimyəvi təsir, çirklənmə və ya digər mənfi şərtlər barədə məlumat verə bilərlər.

Onların tapıntıları, “Otlarda İnduktiv Sintetik Dövrlər tərəfindən Endogen Piqmentasiyanın Uzaqdan Zondlanması” Plant Biotechnology Journal -da dərc olunub .

Bitkiləri “gözətçilərə” çevirmək

Tədqiqat qrupu “Bitkilər fermerləri mənfi şərtlər və ya istənməyən kimyəvi maddələr barədə xəbərdar edə bilsəydi necə olardı?” sualını irəli sürdü. Tədqiqatçılar bitki əsaslı biosensorları araşdırmağa başlasalar da, əksər alətlər Arabidopsis thaliana kimi ikiayaqlı növlərdə hazırlanmışdır. Ot növləri – monokotlar – qlobal taxıl istehsalının əsasını təşkil etsələr də, geridə qalıblar. Karotenoidlər, betalainlər və antosiyaninlər kimi bitki piqmentləri bitkilərdə gen ifadəsini izləmək üçün qeyri-invaziv vizual reportyorlar kimi uyğunlaşdırılır.

Nusinow və Gehan, C4 model ot Setaria viridis-də bitkinin öz antosiyanin yolunu aktivləşdirən bir ligandla induksiya edilə bilən genetik dövrəni uğurla uyğunlaşdırdılar. Bu yeni alətlər, müəyyən kimyəvi maddələrə məruz qaldıqda, qarğıdalı kimi otların bənövşəyi piqment olan antosiyanin istehsal etməsini tetiklemek üçün istifadə edilə bilər.

Əsas irəliləyişlər aşağıdakılardır:

• Antosiyanin istehsalını tetiklemek üçün tək bir transkriptdən birgə ifadə edilə bilən iki transkripsiya faktorunun müəyyən edilməsi .
• Protoplastlarda və bütün bitkilərdə həm konstitutiv, həm də ligandla induksiya edilə bilən piqment istehsalının nümayişi.
• Piqmentasiya dəyişikliklərini yaxın məsafədən dağıdıcı olmayan şəkildə aşkarlayan hiperspektral görüntüləmə və ayrı-seçkilik analiz üsullarının inkişafı .

Birlikdə, bu irəliləyişlər otlarda kimyəvi təsirin dəqiq, məsafədən zondlanması üçün güclü bir sistem nümayiş etdirir və ətraf mühit şəraitini aktiv şəkildə əlaqələndirə bilən əkin bitkiləri üçün yol açır.

Nusinov bildirib ki, “Taxıl bitkiləri qlobal ərzaq təhlükəsizliyinin mərkəzindədir. Bitkilərin tarlada keşikçi kimi fəaliyyət göstərməsi ərzaq təhlükəsizliyini artıra və kənd təsərrüfatının dayanıqlığını yaxşılaşdıra bilər.”

Bu tədqiqat çirklənməni, kimyəvi maddələrin sürüşməsini və ya məhsulun məhsuldarlığına təsir edən digər ətraf mühit amillərini aşkarlaya bilən bitki əsaslı monitorinq sistemləri istiqamətində mühüm bir addımdır . Aşkarlama vasitələri daha da təkmilləşdikcə, bitkilərin öz stress faktorlarını “bildirmək” qabiliyyəti kənd təsərrüfatının idarə olunmasını və dayanıqlığını dəyişdirə bilər.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

İcma istifadəsi üçün mövcud olan alətlər

Açıq elmi dəstəkləmək üçün həm otlar üçün bu sensorları qurmaq üçün molekulyar alətlər, həm də piqmentasiya dəyişikliklərinin həssas aşkarlanması üsulları ictimai depolara yerləşdirilib və bu da digər alimlərə bu işi davam etdirməyə və bitki sintetik biologiyasında innovasiyanı sürətləndirməyə imkan verib.

“Digər tədqiqatçıların asanlıqla istifadə edə biləcəyi bir sistem qurmaq istəyirdik. Konstruksiyalarımızı və görüntüləmə yanaşmalarımızı ictimaiyyətə təqdim etmək cəmiyyətdə innovasiyanı sürətləndirəcək”, – deyə Gehan bildirib.

Layihə üzrə əməkdaşlar arasında Florida Universiteti, Geynsvill şəhərindəki Elektrik və Kompüter Mühəndisliyi professoru, Florida Universiteti, Geynsvill şəhərindəki Süni İntellekt və İnformatika Tədqiqat İnstitutunun direktoru, fəlsəfə doktoru Alina Zare və Ayova Universiteti, Yer, Ətraf Mühit və Davamlılıq Məktəbinin dosenti, fəlsəfə doktoru Syuzan Meerdink var idi.

Daha çox məlumat: Dong‐Yeon Lee və digərləri, Otlarda İnduktiv Sintetik Dövrələr vasitəsilə Endogen Piqmentasiyanın Uzaqdan Zondlanması, Bitki Biotexnologiyası Jurnalı (2025). DOI: 10.1111/pbi.70480

Jurnal məlumatı: Bitki Biotexnologiyası Jurnalı 

Donald Danforth Bitki Elmləri Mərkəzi tərəfindən təmin edilir