Avstriya Elm və Texnologiya İnstitutu tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Proses ətraflı şəkildə: Mikrob çürüməsi ətrafında naviqasiyanı istiqamətləndirən kök saprotropizmi üçün molekulyar çərçivə. Mikrob çürüməsi sabit turşu pH qradiyentləri ilə xarakterizə olunan torpaq mikro mühiti yaradır. Bu pH asimmetriyası epidermal pH sensoru, RGF-RGFR peptid-reseptor modulu tərəfindən hiss olunur və bu modul onu asimmetrik absis turşusu (ABA) paylanmasına çevirir. ABA asimmetriyası mikrotübüldən asılı anizotrop hüceyrə genişlənməsini və əl ilə kök burulmasını təmin edir və nəticədə kökləri düşmən çürümə zonalarından uzaqlaşdırır. Müəllif: Bao və digərləri / Elm

Çürüyən maddə torpaqda həyatı formalaşdırır, eyni zamanda böyüməkdə olan köklər üçün düşmən zonalar da yarada bilər. Avstriya Elm və Texnologiya İnstitutunun (ISTA) professoru Jiří Friml və beynəlxalq əməkdaşlar artıq bitkiləri çürüyən bitki mənşəli maddədən uzaqlaşdıran, lakin heyvan mənşəli çürümədən uzaqlaşdıran kök reaksiyası olan “saprotropizm”i müəyyən ediblər.

Çinin Şimal-Qərb A&F Universitetinin professoru Yuzhou Zhang tərəfindən aparılan və Science jurnalında dərc olunan tədqiqat , köklərin çürümə ətrafındakı yerli pH qradiyentlərini hiss edərək böyümə istiqamətlərini necə uyğunlaşdırdığını ortaya qoyur.

Bitkilər təhlükədən və ya istədikləri bir şeyə doğru qaça bilməzlər. Bunun əvəzinə, onlar böyümə istiqamətlərini tənzimləyirlər. Çəkilər işığa doğru əyilir (fototropizm adlanan məşhur bir fenomen), köklər və cücərtilər cazibə qüvvəsindən istifadə edərək müvafiq olaraq aşağı və yuxarı böyüyür (qravitropizm) və köklər də suya doğru əyilə bilər (hidrotropizm).

Bitki tropizmləri kimi tanınan bu istiqamətli böyümə reaksiyaları bitkilərin dəyişən mühitlərdə hərəkət etməsinə kömək edir. İndi Çin və Avstriyadan olan tədqiqatçılar bu ailənin yeni bir üzvünü təsvir edirlər: saprotropizm, “sapro” sözündəndir, yəni çürümüş və ya çürümüş deməkdir.

Avstriya Elm və Texnologiya İnstitutunun (ISTA) professoru, həmmüəllif Jiří Friml deyir: “Qravitropizm, fototropizm və hidrotropizm kimi klassik tropizmlərdən kənara çıxmaq Yuzhou-nun ideyası idi. ISTA-dakı qrupumun məzunu olaraq, o, bu məsələni daha da irəli apardı və saprotropizmi, eləcə də onun arxasındakı mexanizmləri müəyyən etdi.”Bitkilərin kökləri çürümüş bitki materialından (mərkəzdə) əyilir. Avstriya Elm və Texnologiya İnstitutunun (ISTA) və Çinin Şimal-Qərb A&F Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən yeni müəyyən edilmiş bu proses yunanca “sapro” sözündən götürülmüş “çürük” mənasını verir. Mənbə: Bao və digərləri / Elm

Saprotropizm: Ölü bitkilərə toxunmayın, bu, iyrəncdir!

Tədqiqatçılar ilk dəfə çürümüş bitki toxuması ilə birbaşa təmasın kök böyüməsini güclü şəkildə maneə törətdiyini və immunitet və patogenlərlə əlaqəli müdafiə yollarını aktivləşdirdiyini göstərdilər. Başqa sözlə, köklər bu çürümə zonalarını bioloji cəhətdən təhlükəli mühit kimi qəbul etdilər.

Çinin Şimal-Qərb A&F Universitetinin professoru və ISTA-dakı Friml qrupunun məzunu, müvafiq müəllif Yuzhou Zhang deyir: “Heyvanlar çürümüş qidadan instinktiv olaraq qaçırlar, çünki orada tez-tez zərərli mikroblar olur. Biz bitkilərin hərəkətsiz olsalar da, yerin altında oxşar bir strategiya inkişaf etdirib-yetişdirə bilməyəcəyini düşünürdük.”

Və əslində, onlar belədir: Yeni müəyyən edilmiş tropizm köklərin çürümüş bitki maddələrindən aktiv şəkildə uzaqlaşmasına imkan verir. Təcrübələrdə köklər alma və ya yarpaq kimi “ətli” maddələrdən və – ilkin fərziyyələrin əksinə olaraq – yonqar kimi oduncaq materialdan da əmələ gələn çürümə zonalarından qaçınmışdır.Göbələklər və digər mikroblar torpaqdakı ölü bitki materialını parçalayır. Bunu etməklə, onlar xəbərdarlıq siqnalı kimi xaricə yayılan turşulu kimyəvi maddələri buraxırlar. Yaxınlıqdakı köklər çürüməyə toxunmazdan əvvəl bu turşulu zonanı hiss edir və ondan uzaqlaşır. Müəllif: Bao və digərləri / Elm

Ölü heyvanlar bitkiləri narahat etmir

Lakin, tədqiqatçılar heyvan mənşəli çürüməni, məsələn, toyuq ətinin kiçik parçalarını sınaqdan keçirdikdə, köklərdə istiqamətli böyümə reaksiyası müşahidə olunmadı.

Friml deyir: “Buna görə də təəccüblü tapıntılardan biri köklərin sadəcə çürümüş bir şeydən qaçınmaması idi. Onlar xüsusilə çürümüş bitki materialına reaksiya verdilər. Bu, bizə saprotropizmin çürüməyə qarşı ümumi bir reaksiya deyil, bitki mənşəli çürüməyə qarşı xüsusi bir reaksiya olduğunu göstərir.”

Bu reaksiya təkcə Arabidopsis thaliana model bitkisində deyil, həm də raps, pomidor və buğda da daxil olmaqla bitki növlərində müşahidə edilmişdir ki, bu da saprotropizmin bitkilər arasında geniş yayıldığını göstərir.

Kiçik bir “bitki qəbiristanlığının” təsirlərini izləmək

Komanda müəyyən etdi ki, əsas siqnal mikroorqanizmlərdən, xüsusən də göbələklərdən ölü bitki materialını parçaladıqları üçün gəlir. Parçalanma zamanı göbələklər üzvi və fenol turşuları da daxil olmaqla turşu metabolitlərini buraxır. Bu birləşmələr ətrafdakı torpağa yayılır və çürüyən materialın ətrafında sabit yerli pH qradiyentləri yaradır.

Köklər bu turşuluq nümunəsini birbaşa təmasdan əvvəl belə aşkarlaya və daha turşulu tərəfdən uzaqlaşaraq istiqamət məlumatı kimi istifadə edə bilərlər.Bitkilər köklərini çürümüş alma, yarpaq və hətta yonqardan ayırırlar. Bu reaksiya təkcə Arabidopsis thaliana model bitkisində deyil, həm də raps, pomidor və buğda kimi bitki növlərində müşahidə edilmişdir ki, bu da saprotropizmin bitkilər arasında geniş yayıldığını göstərir. Mənbə: Bao və digərləri / Elm

Lakin, “bitki qəbiristanlığı” daimi xəbərdarlıq siqnalı göndərmir – maddə torpağa çevrildikdən sonra avtomatik olaraq dayanır. Zhang izah edir ki, “Bitki materialı demək olar ki, tamamilə parçalandıqdan sonra turşu xəbərdarlıq siqnalı söndü və köklər əyilməyi dayandırdı”.

Nəzarətli şəraitdə prosesi öyrənmək üçün tədqiqatçılar şaquli bölünmüş aqar sistemindən — müxtəlif aqar mühitlərinin müəyyən bir kimyəvi qradiyent yaratdığı düz, dik bir lövhədən istifadə etdilər. Köklər lövhə boyunca aşağıya doğru böyüdükcə, elm adamları onların çürümə ilə əlaqəli turşuluq kimi müəyyən bir işarəyə doğru və ya ondan uzaqlaşdıqlarını müşahidə edə bilərlər.

Friml deyir: “ISTA-da biz illərdir köklərin suya doğru necə böyüdüyünü öyrənmək üçün oxşar sistemlərdən istifadə edirik. İnstitutda bu məqsəd üçün ixtisaslaşmış şaquli mikroskop qurulmuşdu. İndi isə eyni qurğu əks reaksiyanı – potensial zərərli işarədən uzaqlaşan kökləri aşkar etməyə kömək etdi. Digər tropizmlərdən fərqli olaraq, burada əsas rol bitki hormonu auksin deyil.”

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 gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklər əldə edin .

Köklər ABA-nın səsi altında rəqs edirlər

Kökün daxilində xarici siqnal böyümə qərarına çevrilir: Kök səthindəki hüceyrələr kökün bir tərəfinin digər tərəfindən daha güclü turşuluğa məruz qaldığını aşkarlayır. Bu qeyri-bərabər siqnal bitki hormonu absis turşusunun və ya ABA-nın kök ucu boyunca paylanmasını dəyişdirir.

Nəticədə, kök hüceyrələrinin daxili çərçivəsi yenidən qurulur və bu da kökün bir tərəfinin digərindən fərqli böyüməsinə səbəb olur. Daha sonra kök çürümüş bitki materialından uzaqlaşır.

“Tədqiqatımız göstərir ki, çürüyən bitki maddəsi sadəcə passiv qida mənbəyi deyil”, deyə Çjan bildirir. “Bu, köklərin oxuya biləcəyi kimyəvi bir mənzərə yaradır. Saprotropizm bitkilərin torpaqdakı mikrob fəaliyyətini necə şərh etdiyini və buna uyğun olaraq böyümə qərarları verdiyini göstərir.”

Kənd təsərrüfatı və qida təhlükəsizliyi üçün aktuallığı olan fundamental elm

Tədqiqat müəllifləri tərəfindən irəli sürülən saprotropizm termininin kəşfi, köklərin torpaqdakı mikrob fəaliyyətini necə şərh etməsi kimi yeni tədqiqat yolları açır. Uzunmüddətli perspektivdə bu cür kök davranışlarının daha yaxşı başa düşülməsi kənd təsərrüfatı, torpaq idarəçiliyi və məhsulun dayanıqlığı sahələrində yanaşmaların formalaşmasına kömək edə bilər.

“Çökməmiş bitki qalıqlarının həddindən artıq daxil edilməsini əhatə edən əkinçilik təcrübələri, kökün ətrafında hərəkət etmək qabiliyyətini aşan böyük çürümə zonaları yarada bilər ki, bu da zərərli mikroblara məruz qalmanı artıra və kök xəstəliklərini inkişaf etdirə bilər”, – deyə Zhang izah edir.ISTA professoru Jiří Friml laboratoriyada. Kredit: Luiza Puiu / FWF

Saprotropizmin molekulyar əsaslarını anlamaq, patogenlərlə zəngin mühitləri aşkar etmək və onlardan qaçınmaq qabiliyyətini artıran bitkilər yetişdirmək üçün yeni imkanlar açır.

“Gələcəkdə daha güclü ‘çürümənin qarşısını almaq’ qabiliyyətinə malik sortların yetişdirilməsi və ya mühəndisliyi infeksiya baş verməzdən əvvəl kök patogenləri ilə qarşılaşmaların qarşısını almaqla ənənəvi xəstəliklərə qarşı müqavimət strategiyalarını tamamlaya bilər”, – deyə o, yekunlaşdırır.

Nəşr detalları

Zhulatai Bao və digərləri, Köklər yerli pH qradiyentlərini hiss etməklə çürümə bölgələrində naviqasiya edir, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adw6568 . www.science.org/doi/10.1126/science.adw6568

Jurnal məlumatları: Elm 

Əsas anlayışlar

parçalayıcılargöbələklərbioloji parçalanmaqaya çəyirdəyiEv sahibi-patogen qarşılıqlı təsirləri

Avstriya Elm və Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilir