Ciò chì succede sottu à u terrenu in un campu di granu hè faciule da trascuratà, ma l'architettura di a radica di granu pò ghjucà un rolu impurtante in l'acquistu di l'acqua è di nutrienti, affettendu a toleranza di a seca, l'efficienza di l'usu di l'acqua è a sustenibilità. Se l'allevatori puderanu incuragisce i radichi di granu à cresce in un angulu più ripidu, a cultura puderia accede à risorse impurtanti più profonde in a terra.
Un primu passu versu quellu scopu hè di amparà i geni implicati in gravitropismu, a crescita radicali in risposta à a gravità. In un novu studiu publicatu in u Studi di l'Acadèmia Naziunale di Scienze, scientisti di l'Università di Wisconsin, in cullaburazione cù circadori in l'Università di Illinois. identificà quattru tali geni in u granu è a pianta mudellu Arabidopsis.
Quandu una sumente germinata hè vultata nantu à u so latu, certi radichi facenu una volta brusca è ripida versu a gravità, mentri àutri giranu una frazzioni più lentamente. I circadori anu utilizatu metudi di visione di a machina per osservà sferenti sottili in u gravitropismu radicali in millaie di piantini è cumminanu quelli dati cù l'infurmazione genetica per ogni piantina. U risultatu hà mappatu e pusizioni probabili di i geni di gravitropismu in u genoma.
A mappa hà purtatu i circadori à u vicinatu ghjustu in u genoma - regioni di uni pochi di centinaie di geni - ma eranu sempre assai luntanu da identificà geni specifichi per gravitropismu. Fortunatamente, anu avutu un strumentu chì puderia aiutà.
"Perchè avemu avutu prima realizatu u stessu esperimentu cù a pianta Arabidopsis distanti, avemu statu capace di cuncordà i geni in e regioni pertinenti di u genoma in e duie spezie. I testi di seguitu anu verificatu l'identità di quattru geni chì mudificanu u gravitropismu radicali. A nova infurmazione puderia aiutà à capisce cumu a gravità forma l'architettura di u sistema radicali ", dice Edgar Spalding, prufissore in u Dipartimentu di Botanica di l'Università di Wisconsin è autore principale di u studiu.
Matt Hudson, prufessore in u Dipartimentu di Scienze di Culture in l'Università di Illinois è coautore di studiu, aghjusta: "Avemu guardatu un trattu pocu investigatu in u mais chì hè impurtante per una quantità di motivi, soprattuttu in u cuntestu di u cambiamentu climaticu. . È l'avemu fattu facendu chì e differenze evolutive trà e piante travaglianu in u nostru favore ".
Corn è Arabidopsis, un picculu parente di mustarda descrittu exhaustivamente da i biologhi vegetali, hà evolutu à circa 150 milioni d'anni in a storia evolutiva. Hudson spiega chì, ancu s'è e duie spezie sparte e funzioni basiche di a pianta, i geni chì li cuntrolanu sò prubabilmente mischiati in u genoma cù u tempu. Hè risulta chì hè una bona cosa per restringere i geni cumuni.
In spezie strettamente ligati, i geni tendenu à allineà in quasi u listessu ordine in u genoma (per esempiu, ABCDEF). Ancu s'è i stessi geni puderanu esse in spezie distanti, l'ordine di i geni in a regione chì u trattu mape ùn currisponde micca (per esempiu, UGRBZ). Dopu chì i circadori anu identificatu induve circà in ogni genoma, e sequenze di geni altrimenti mistched anu fattu i geni cumuni (in questu casu B) spuntà.
"Pensu chì era super cool chì pudemu identificà i geni chì ùn avariamu micca trovu altrimenti solu paragunendu intervalli genomici in spezie vegetali senza relazione", dice Hudson. "Eramu abbastanza cunfidenti ch'elli eranu i geni giusti quandu anu spuntatu ghjustu da questa analisi, ma u gruppu di Spalding hà passatu sette o ottu anni in più per ottene dati biologichi solidi per verificà chì, veramente, ghjucanu un rolu in gravitropismu. Dopu avè fattu questu, pensu chì avemu validatu tuttu l'approcciu in modu chì in u futuru, pudete aduprà stu metudu per parechji fenotipi diffirenti ".
Spalding nota chì u metudu hè probabilmente particularmente successu perchè e misurazioni precise sò state fatte in un ambiente cumuni.
"Spessu, i circadori di mais misurà e so caratteristiche d'interessu in un campu, mentre chì i ricercatori di Arabidopsis tendenu à elevà e so piante in camere di crescita", dice. "Avemu misuratu u fenotipu di gravitropismu radicali in una manera altamente cuntrullata. Sti sementi sò stati cultivati nantu à una piastra di Petri, è l'assay durò solu ore, in uppusizione à i tratti chì pudete misurà in u mondu reale chì sò aperti à ogni tipu di variabilità.
Ancu quandu i tratti ponu esse misurati in un ambiente cumuni, micca tutti i tratti facenu boni candidati per stu metudu. I circadori enfatizanu i tratti in quistione duveranu esse fundamentali per a funzione di basa di a pianta, assicurendu chì i stessi geni antichi esistenu in spezie senza relazione.
"Gravitropismu pò esse soprattuttu suscettibile di studià per questu approcciu, perchè saria statu chjave per a specializazione originale di rimjiet è radichi dopu a culunizazione successu di a terra", dice Spalding.
Hudson nota chì u gravitropismu serà ancu chjave per a culunizazione di un paisaghju diversu.
"A NASA hè interessata à cultivà i culturi in altri pianeti o in u spaziu è anu bisognu di sapè ciò chì duverebbe riproduce per fà questu", dice. "I pianti sò abbastanza sbulicati senza gravità".
L'articulu, "Leveraging orthology within maize and Arabidopsis QTL to identificà i geni chì afectanu a variazione naturali in gravitropismu", hè publicatu in u Studi di l'Acadèmia Naziunale di Scienze [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]. A ricerca hè stata finanziata da a National Science Foundation.
U Dipartimentu di Scienze di Culture hè in u College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences in l'Università di Illinois Urbana-Champaign.
Una surghjente: https://www.sciencedaily.com