Наука5 януари 2021

Растенията също се делят на „сови" и „чучулиги"

Циркадният часовник определя живота не само на хората

Arabidopsis thaliana, снимка: Wikimedia.org

Растенията имат същите вариации в биологичните си часовници като тези, установени при хората, според ново изследване. Учените установили, че еднобуквената промяна в техния ДНК код може потенциално да реши дали растението е „чучулига" или „сова". Констатациите могат да помогнат на фермерите и животновъдите да изберат растения с биологичен ритъм, които са най-подходящи за местоположението им. Това ще спомогне за повишаване на добивите и ще повлияе върху способността им да издържат на изменението на климата.

Циркадният часовник е молекулярният метроном, който води организмите през деня и през нощта - „кукурига" при изгрев слънце и „пуска завесите" през нощта. При растенията той регулира широк спектър от процеси - от първоначалната фотосинтеза в зори до регулиране на времето на цъфтеж. Тези ритмични модели могат да варират в зависимост от локацията, географската ширина, климата и сезоните - като растителните часовници трябва да се адаптират, за да се справят най-добре с местните условия.

Изследователи от Института Earlham и John Innes Center в Норич си поставили за цел да разберат колко вариации на циркадите съществуват естествено, за да може отглежданите култури, които са по-устойчиви на местните промени в околната среда, да се преборят със заплахата от изменението на климата.

Екипът изследвал различни циркадни ритми в растенията Arabidopsis (вид красив плевел) в Швеция, за да идентифицира и провери гените, свързани с промените в биологичния им часовник.

Д-р Хана Рийс, докторант в Института Earlham, казва: „Цялостното здраве на растението е силно повлияно от това колко точно е синхронизиран циркадният му часовник с продължителността на всеки ден и смяната на сезоните. Точният „телесен часовник" може да му даде предимство пред конкуренти, хищници и патогени."

Екипът изследвал гените в 191 различни сорта Arabidopsis, получени от цяла Швеция. Те търсили малки разлики в гените между тези растения, които биха могли да обяснят разликите в циркадната функция.

„Удивително е, че само една промяна на двойката база в последователността на един ген може да повлияе на това колко бързо "цъка" часовникът", обяснява д-р Рийс.

„Arabidopsis thaliana е примерна растителна система“, казва д-р Рийс. Това е първото растение, чийто геном е секвениран и е широко проучвано в циркадната биология. Но за първи път се прави проучване за откриване на гените, отговорни за различните типове часовници.

Резултатите от изследването са публикувани в списанието Plant, Cell and Environment .

Източник