Shkencëtarët e Universitetit të Kalifornisë kanë zbuluar të dhëna gjenetike që do të ndihmojnë kulturat ushqimore si domatet dhe orizi të mbijetojnë periudha më të gjata dhe më intensive të thatësirës në planetin tonë që po ngrohet.
Gjatë dekadës së fundit, ekipi hulumtues u përpoq të krijonte një atlas molekular të rrënjëve të bimëve, ku bimët zbulojnë së pari efektet e thatësirës dhe kërcënimeve të tjera mjedisore. Duke vepruar kështu, ata zbuluan gjene që shkencëtarët mund t'i përdorin për të mbrojtur bimët nga këto strese. Puna e tyre, e botuar më 20 maj në revistë Qelizë, arriti një shkallë të lartë të të kuptuarit të funksioneve të rrënjës sepse kombinonte të dhëna gjenetike nga qeliza të ndryshme të rrënjëve të domates të rritura brenda dhe jashtë.
"Shpesh, studiuesit bëjnë eksperimente laboratorike dhe serra, por fermerët i kultivojnë gjërat në terren, dhe këto të dhëna shikojnë edhe mostrat në terren," tha Neelima Sinha, një profesoreshë e biologjisë së bimëve në UC Davis dhe bashkëautore e gazetës. Të dhënat dhanë informacion rreth gjeneve që i thonë bimës të bëjë tre gjëra kryesore.
Xylem janë enë të zbrazëta, të ngjashme me gypat, që transportojnë ujë dhe lëndë ushqyese nga rrënjët deri te lastarët. Pa transport në ksilem, bima nuk mund të krijojë ushqimin e vet nëpërmjet fotosintezës. "Xylem është shumë i rëndësishëm për të mbrojtur bimët kundër thatësirës, si dhe kripës dhe streseve të tjera," tha autori kryesor i studimit Siobhan Brady, një profesor i biologjisë së bimëve në UC Davis.
Nga ana tjetër, pa transportin e mineraleve bimore në ksilem, njerëzit dhe kafshët e tjera do të kishin më pak vitamina dhe lëndë ushqyese thelbësore për mbijetesën tonë. Përveç disa lojtarëve tipikë të nevojshëm për të formuar ksilemën, u gjetën gjene të reja dhe befasuese.
Grupi i dytë kyç i gjeneve janë ato që drejtojnë një shtresë të jashtme të rrënjës për të prodhuar linjinë dhe suberinë. Suberina është substanca kryesore në tapë dhe rrethon qelizat bimore në një shtresë të trashë, duke mbajtur ujë gjatë thatësirës. Të lashtat si domatet dhe orizi kanë suberin në rrënjë. Frutat e mollës kanë suberin që rrethon qelizat e tyre të jashtme. Kudo që ndodh, parandalon që bima të humbasë ujin. Linjina gjithashtu izolon qelizat dhe siguron mbështetje mekanike.
"Suberina dhe linjina janë forma natyrore të mbrojtjes nga thatësira dhe tani që gjenet që kodojnë për to në këtë shtresë shumë specifike qelizash janë identifikuar, këto komponime mund të përmirësohen," tha bashkëautorja e studimit Julia Bailey-Serres, një UC. Profesor i gjenetikës në bregun e lumit. “Jam i emocionuar që kemi mësuar kaq shumë për gjenet që rregullojnë këtë shtresë barriere lagështie. Është kaq e rëndësishme për të qenë në gjendje të përmirësojmë tolerancën ndaj thatësirës për kulturat, "tha ajo.
Gjenet që kodojnë për meristemin e rrënjës së një bime rezultuan gjithashtu të jenë jashtëzakonisht të ngjashëm midis domates, orizit dhe Arabidopsis, një bimë model e ngjashme me barërat e këqija. Meristemi është maja në rritje e secilës rrënjë dhe është burimi i të gjitha qelizave që përbëjnë rrënjën.
“Është rajoni që do të krijojë pjesën tjetër të rrënjës dhe shërben si kamare e qelizave staminale të saj,” tha Bailey-Serres. “Ajo dikton vetitë e vetë rrënjëve, si për shembull sa të mëdha bëhen. Njohuria për të mund të na ndihmojë të zhvillojmë sisteme më të mira rrënjësore.”
Brady shpjegoi se kur fermerët janë të interesuar për një kulturë të caktuar, ata zgjedhin bimë që kanë veçori që mund të shohin, si fruta më të mëdhenj dhe më tërheqës. Shumë më e vështirë është për mbarështuesit të zgjedhin bimë me veti nën tokë që nuk mund t'i shohin.
"Gjysma e fshehur" e një bime, nën tokë, është kritike që mbarështuesit të marrin në konsideratë nëse duan të rritin një bimë me sukses," tha Brady. "Të jesh në gjendje të modifikojmë meristemin e rrënjëve të një bime do të na ndihmojë të krijojmë kultura me veti më të dëshirueshme."
Megjithëse ky studim analizoi vetëm tre bimë, ekipi beson se gjetjet mund të zbatohen më gjerësisht. “Domatja dhe orizi janë të ndara nga më shumë se 125 milionë vjet evolucion, megjithatë ne ende shohim ngjashmëri midis gjeneve që kontrollojnë karakteristikat kryesore”, tha Bailey-Serres. "Ka të ngjarë që këto ngjashmëri të jenë të vërteta edhe për kulturat e tjera."