160 Yıl Sonra İlk Kez: Bilim İnsanları Yeni Bir Bitki Dokusu Keşfetti!
Dr. Ryushiro Kasahara liderliğindeki bir araştırma grubu, tohum oluşumu için gerekli olan ve onun onuruna adlandırılacak yeni bir bitki dokusu keşfetti.
Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, tohum oluşumunda önemli bir rol oynayan, daha önce bilinmeyen bir bitki dokusu tespit etti. Bu, bilim insanlarının 160 yıl sonra ilk kez yeni keşfedilen bir bitki dokusunu belgelediği anlamına geliyor. Bu bulgu, tamamen yeni bir araştırma alanının kapılarını açıyor ve grubun pirinç gibi önemli ürünlerde verimi artırmak için keşfi kullanmasıyla gerçek dünyada potansiyelini şimdiden kanıtlıyor. Çalışma, Current Biology dergisinde yayınlandı.
Bilim insanları, hipokotil adı verilen gelişmekte olan tohum gövdesinin bitkinin “ana” dokularından besin çekebilmesi için döllenmenin gerçekleşmesi gerektiğini 2005 yılından beri biliyor. Bitkilerin döllenmenin başarılı olduğunu nasıl anladıklarına dair bilgi edinmek, ıslah çalışmaları sırasında ürün verimliliğini artırmak için önemli kabul ediliyor.
Tesadüfi Bir Gözlem, Önemli Bir Buluşa Yol Açtı
Ryushiro Kasahara ve Michitaka Nodaguchi liderliğindeki ekip, yeni dokuyla beklenmedik bir şekilde karşılaştı. Kasahara, daha önceki araştırmaları doğrulama çabasının bir parçası olarak, döllenmedeki rolü sıklıkla incelenen mumsu bir madde olan kalloz birikimini gözlemlemek için tohumları boyuyordu.
Bu çalışma sırasında şaşırtıcı bir şeyle karşılaştı.
“Bitkiler polen tüpünün yerleştirilmesiyle döllenir, bu nedenle çoğu bilim insanı yalnızca bunun gerçekleştiği yerle ilgilenir. Ancak karşı tarafta da sinyaller bulduk,” dedi. “Benim baktığım yere kimse bakmıyordu. Özellikle döllenme başarısız olduğunda bu sinyalin özellikle güçlü olduğunu fark ettiğimizde şaşırdığımı hatırlıyorum.”
Ovüllerin Anilin Mavisi ile Boyanması
Kallos birikimi A’dan C’ye doğru azalırken, D’den E’ye doğru artmaktadır. (A–C) Tozlaşmadan 1 gün sonra yabani tip ovüller (DAP) (A), 2 DAP (B) ve 3 DAP (C). (D–F) 1 DAP’de (D), 2 DAP (E) ve 3 DAP’de (F) genetiği değiştirilmiş ovüller. Kaynak: Ryushiro Kasahara
Daha detaylı analizler, bir geçit görevi gören, tavşan biçimli, kendine özgü bir doku yapısını ortaya çıkardı. Keşfedenin onuruna “Kasahara Geçidi” olarak adlandırılan bu yapı, 19. yüzyılın ortalarından beri tanımlanan ilk yeni bitki dokusunu temsil ediyor.
Kasahara’nın gözlemlediği sinyal, besin ve hormonların döllenmemiş tohumlara akışını engelleyen kalloz birikiminden kaynaklanıyordu. Geçitlerin kapanması, tohumların besin alamamasına ve ölmesine yol açıyordu. Araştırmacılar buna “kapalı durum” adını verdiler. Öte yandan, döllenme gerçekleştiğinde, hipokotil bu başarıyı algılar ve kallozu çözerek besinlerin tohuma akmasını ve büyümeyi sağlar. Araştırmacılar buna “açık durum” adını verdiler.
Besin Akışı: Başarı ve Başarısızlık
Kasahara, “Başarılı bir şekilde döllenen ve başarısız embriyolar arasındaki besin akışı karşılaştırıldığında, besin akışının yalnızca başarılı embriyolarda gözlemlendiği, başarısız olanlarda ise tamamen engellendiği görüldü,” diye açıkladı. “Bu, yaşama şansı olmayan tohumlar için israf edilen kaynak miktarını sınırlar.”
Geçidin açık ve kapalı durumlar arasında geçiş yapabilme yeteneği, genetik düzenlemeye işaret ediyordu. Araştırmacılar, potansiyel genetik kontrolleri belirlemek için döllenmiş bitki hipokotillerini incelediler.
AtBG_ppap adlı, yalnızca döllenmiş hipokotillerde yukarı regüle edilen bir gen tespit ettiler ve kallozu çözmedeki rolünü belirlediler. Hipokotilleri AtBG_ppap’ı aşırı eksprese edecek şekilde değiştirdiklerinde, geçit sürekli olarak açık geçit durumunda kalarak besin alımını artırdı.
Kasahara, “Bu, geçidin sürekli açık kalmasının tohumları büyütebileceği sonucuna varmamızı sağladı,” dedi. “Bu teoriyi pirinç tohumlarıyla test ettiğimizde, %9 daha büyük tohumlar elde ettik. Diğer türlerden elde edilen tohumlarla %16,5’e varan artışlar elde ettik.”
Bulguları, bitki ıslahında tohum iyileştirmede önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor. Sürekli açık bir durumun sürdürülmesi, önemli ürünlerin verimini önemli ölçüde artırabilir.
Kasahara ayrıca, bu bulguların bitki evriminin, özellikle de çiçekli bitkilerin (kapalı tohumluların) günümüz bitki örtüsüne neden hakim olduğunun anlaşılmasını geliştireceğine inanıyor. “Döllenmemiş bir hipokotil başlangıçta tohuma dönüşemeyeceğinden, onu beslemek bitki için ‘israf’ olurdu,” dedi. “Bu nedenle, angiospermler, embriyo gövdesini bu mekanizmayı kullanarak besleyerek ve yalnızca döllenmiş tohumlara kaynak sağlayarak modern zamanlara kadar hayatta kalabilmiş olabilirler.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Bilim İnsanları Bitki Yaşamını Yeniden Tanımlıyor: Hiçbir Canlı Yalnız Değil