Iowa Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, saf genetik çizgilerin hızlandırılmış gelişimi ile ilgili uzun süredir devam eden bir sorunu çözmüş olabilir.
“Çift haploid” (DH) genetiğinin kullanımı, modern mısır yetiştiriciliğinin temelini oluşturan temel teknolojilerden biri haline gelmiştir. Ancak DH teknolojisinin avantajlarının yanı sıra zorlukları da var. Birincisi, yalnızca tek bir anne genomu taşıyan “haploid” bitkilerin yaratılmasını gerektirir. Haploid bitkinin tek genomu daha sonra bir yöntemle ikiye katlanır. kimyasal işlem bu genetik olarak saf kendilenmiş hatların gelişimini hızlandırır.
DH teknolojisinin en büyük darboğazlarından biri haploid erkek çiçeklerin genellikle kısır olmasıdır. Bu sorun, fidelerin, genomun iki katına çıkmasını teşvik eden ve erkek çiçeklere doğurganlığı geri kazandıran toksik kimyasal kolşisine maruz bırakılmasını gerektirir. Süreç emek ve maliyet yoğundur.
Yakın zamanda yayınlanan araştırma Doğa Tesisleri bilim adamlarının kolşisin kullanmadan haploidlerde erkek doğurganlığını geri kazandırdığını keşfettiği bir mutasyonun haberini paylaşıyor. Çalışma, tarım bilimi alanında araştırma bilimcisi olan Siddique I. Aboobucker, Frey Tarım Bilimi Başkanı ve Raymond F. Baker Bitki Yetiştirme Merkezi yöneticisi Thomas Lübberstedt ve eski tarım bilimi yüksek lisans öğrencisi Liming Zhou ile birlikte yürütüldü.
Mayoz olarak bilinen bitki üreme aşaması sırasında iş mili mekanizmasının konumunu değiştiren mutasyonlardan yararlanmanın, haploid bitkilerin erkek verimliliğini geri getirebileceğini gösterdiler.
Mil mekanizması hücre bölünmesinin yolunda kalmasına yardımcı olur. Normal mayoz bölünme sırasında, iki takım kromozom içeren normal "diploid" bitkilerde iğcikler, kolayca hizalanacak dik çiftler halinde düzenlenir. Haploid bitkilerde kromozomlar hücre bölünmesi sırasında eşit olmayan şekilde dağılır ve bu da üremenin sonraki aşamalarında yüksek oranda kısırlığa yol açar.
Bu sorunu çözmek için Aboobucker'ın, ekibin araştırmaya değer olduğu konusunda hemfikir olduğu bir ilham kaynağı vardı. Paralel iğ mutantları veya "ps mutantları" olarak bilinen ve mayoz bölünme sırasında iğleri dik konum yerine paralel konuma getiren bir dizi genetik bitki anormalliğinin, haploidlerde erkek doğurganlığını artırabileceğini öne sürdüler. Bu fikri, mısır ve diğer bazı mahsul türlerinde sıklıkla öncü olarak kullanılan model bir araştırma bitkisi olan Arabidopsis thaliana üzerinde test ettiler.
İşe yaradı; haploid mutant bitkiler büyüdü ve çoğu verimliydi. Sonuçlar, haploid erkeklerde mayozun kritik bir evresi sırasında iğ liflerinin eşit olmayan dizilişinin, mutantların daha yatay bir bölünmeye neden olma eğiliminden yararlanılarak üstesinden gelinebileceği fikrini desteklemektedir. iğ oluşumu.
Lübberstedt, "Haploid bitkilerde erkek doğurganlığı sorununun üstesinden gelmek için bu mutasyonun kullanılması, DH çizgileri elde etmek için yapay (kimyasal) genom ikiye katlama yöntemleri için halihazırda yürürlükte olan kaynak yoğun protokollerin üstesinden gelme konusunda büyük umut vaat ediyor" dedi.
Bu uzun süredir devam eden erkek haploid kısırlığı bilmecesine bir çözüm bulma projesine liderlik eden Aboobucker'a övgünün çoğunu veriyor.
Aboobucker, "Bunun büyük bir mesele olduğunu anlamaya başlıyorum" dedi. "Geçen ay makalemizin yayınlanmasından bu yana dünyanın dört bir yanındaki meslektaşlarımızdan gelen yanıtlar biraz bunaltıcı oldu."
Lübberstedt ve Aboobucker, belirledikleri faydalı mutasyonların bazı modifikasyonlarla mısır ve diğer mahsullere uygulanabileceğine inanıyor. Bu potansiyeli keşfetmek ufuktaki bir sonraki projelerden biri.
