Araştırmacılar, bitkilerin verimini artırabilecek olan düşük demirli ortamlarda bitkilerin gelişmesine yardımcı olan genetik değişikleri tespit ediyorlar
Tıpkı insanlar gibi, bitkilere büyümek ve sağlıklı kalmak için demir gerekir. Fakat bazı bitkiler bu temel besin maddesini topraktan almada daha başarılıdır.
Salk Enstitüsünde yürütülen araştırma, tek bir genin varyasyonlarının bitkinin demir eksikliği olduğu ortamlarda yetişme yeteneğini büyük ölçüde belirleyebildiğini buldu.
Nature Communications'da 24 Mayıs 2017'de yayınlanan bu çalışma çiftçiler için daha fazla ürün verimine, hayvan ve insanlar için daha zengin beslenme kaynaklarına yol açabilir.
Salk Enstitüsü’nün Bitki Moleküler ve Hücresel Biyoloji Laboratuvarındaki araştırmacı Wolfgang Busch, "Dünya üzerindeki neredeyse tüm hayat bitkiler üzerine kuruludur; hayvanlar bitkiler yemektedir ve bizler hayvan veya bitkiler yiyoruz" diyor. "Bitkiler demir alımı problemini nasıl çözdüğünü anlamamız açısından çok önemlidir, çünkü dünyada bol olsa bile, bitkilerin kullanabileceği form gerçekten azdır."
Busch liderliğinde ve Avusturya'nın Moleküler Bitki Biyolojisi Enstitüsü'nden araştırmacılar da dahil olmak üzere mevcut çalışma, lahana ve hardalın akrabası olan iyi araştırılmış olan Arabidopsis thaliana üzerinde üzerinde yoğunlaştı. Arabidopsis tohumlarını, doğal olarak İsveç'in dört bir yanından, bazıları çok düşük oranlarda demir içeren çeşitli topraklardan elde ettiler. Araştırmacılar özellikle, düşük demirli topraklara adapte olanlarla ilgileniyordu ve bu kötü koşullarda bile uzun bir kök geliştirebiliyordu.
Araştırmacılar tohumları düşük demir koşullarında büyüttüler, köklerinin büyümesini ölçtüler. Daha sonra genleri, ilgi alanı olan bir kökle ilişkilendiren Genome Wide Association Study (GWAS) adlı bir ileri teknoloji yöntemi kullandılar. FRO2 adı verilen bir genin, kök uzunluğuyla güçlü bir bağlantıya sahip olduğu göze çarptı. FRO2 geninin farklı versiyonları (varyantlar), kısa bir kök ile ilişkili olanlar ve uzun bir kök ile ilişkili olanlar olmak üzere iki gruba ayrıldı.
FRO2 varyantlarının fark yarattığını belirlemek için (sadece onunla bağlantılı olmaktan ziyade), araştırmacılar FRO2 geninin deaktive edildiği tohumları yetiştirdi. FRO2 geninin deaktive edildiği tüm bitkiler kısa kök salmıştı. Araştırmacılar daha sonra genin bir varyantını başka bir varyantının yerine koydu ve bitkileri daha düşük demir koşullarında büyüttü. Uzun kökler için varyasyonlar, kısa köklü varyasyonlardan daha iyi gelişir. Deneyler FRO2 geninin daha yüksek aktivitesini veren genetik değişmelerin, düşük demir koşullarında kök büyümesi ve bitki sağlığı için büyük ölçüde sorumluluğu olduğunu gösterdi. (Normal koşullar altında, FRO2 etkinleştirilmemiştir.)
Araştırmacı Santosh Satbhai, coğrafi olarak sınırlanmış bir Arabidopsis thaliana suşu seti kullanarak, demir eksikliği durumunda kök büyümesine göre yerel bitki adaptasyonlarına değinebileceğimizi düşündük ve yaptık "diyor. "Tarım toplumunun bu bilgiden faydalanabileceğini umuyoruz."
FRO2 geni tüm bitkiler için ortaktır, bu nedenle gıda ürünlerinin ekspresyonunu artırmak veya yoksul topraklarda gelişen varyantlar bulmak, nüfus artışı ve küresel ısınmanın ekilebilir araziye yönelik tehditleri karşısında ürün verimi artırmak için önemli olabilir.
Busch, "Dünya genelinde en az iki milyar insan demir malnütrisyonundan mustariptir. Bitkilerin demir içeriğini iyileştirmek için yapabileceğimiz her çalışma birçok insana yardımcı olacaktır."diye ekledi.
Çeviren ve Derleyen: Dr. Yalçın DEDEOĞLU