فرآیند تنظیم کننده جوانه زنی بذر شناسایی شد

محققان دانشگاه پوردو فرآیندی را تعیین کرده اند که فعالیت ژن هایی را که جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه را کنترل می کنند، تنظیم می کند.

مایک هاسگاوا، پروفسور برجسته باغبانی و معماری منظر برونو سی موزر، و کنجی میورا، محقق سابق فوق دکترای پوردو و اکنون استادیار دانشگاه تسوکوبا در ژاپن، گامی را در جلوگیری از جوانه زدن بذرها کشف کردند. در شرایط نامطلوب مانند دمای انجماد یا خشکسالی، عاملی برای بقای گونه‌های گیاهی است.

این کار، که در ۱۱ مارس در نسخه آنلاین اولیه مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد، بخشی از تحقیقات در حال انجام است که نشان داده است فرآیندهای مشابه بر تحمل یخ زدگی و جذب فسفات گیاه تأثیر می گذارد.

هاسگاوا گفت: «ما دریافتیم که فرآیندی به نام سومویلاسیون در تنظیم برخی از صفات عمده کشاورزی نقش دارد. این تحقیقات بنیادی و پایه ای مانند این است که به ما امکان می دهد بفهمیم گیاهان چگونه به هورمون ها و شرایط محیطی واکنش نشان می دهند."

دانه ها هورمونی به نام اسید آبسیزیک یا ABA تولید می کنند که از جوانه زنی جلوگیری می کند. زمانی که عوامل محیطی مانند دما برای جوانه زنی بذر بهینه نباشد، سطح ABA زیاد است که باعث تولید سطوح بالاتر پروتئینی به نام ABI5 می شود. وقتی پروتئین ABI5 فعال است، ژن‌هایی را فعال می‌کند که از جوانه‌زنی جلوگیری می‌کنند.

تحقیقات Hasegawa نشان داد که وقتی یک پپتید SUMO به پروتئین ABI5 متصل می‌شود، پروتئین غیرفعال می‌شود و ژن‌هایی را که از جوانه‌زنی و رشد گیاهچه جلوگیری می‌کنند، خاموش می‌کند.

هاسگاوا گفت: "یک محرک منفرد مانند ABA بر فاکتورهای رونویسی که کنترل کننده اصلی ژن های دخیل در فرآیندهای پیچیده مانند جوانه زنی بذر هستند، تاثیر می گذارد.""به نظر می رسد که سمومیلاسیون فرآیند مهمی در کنترل ویژگی های مهم گیاه باشد."

Hasegawa گفت که پروتئین ABI5 می تواند دوباره فعال شود و در صورتی که شرایط دیگر مطلوب نباشد، جوانه زنی و رشد گیاهچه را متوقف می کند. وقتی شرایط تغییر می کند تا رشد گیاه ممکن شود، پروتئین می تواند یک بار دیگر غیرفعال شود.

بنیاد ملی علوم و وزارت کشاورزی ایالات متحده بودجه تحقیقات در آزمایشگاه هاسگاوا را تامین کرده اند. گام بعدی هاسگاوا این است که تعیین کند چگونه فرآیند سومویلاسیون منجر به سرکوب و بیان ژن می شود.