D'Universitéit vu Kalifornien Wëssenschaftler hunn genetesch Daten entdeckt déi Liewensmëttelkulturen wéi Tomaten a Reis hëllefe méi laang, méi intensiv Dréchentperioden op eisem Äerderwäermungsplanéit ze iwwerliewen.
Am Laf vun de leschte Jorzéngt huet d'Fuerschungsteam probéiert e molekulare Atlas vu Erntewurzelen ze kreéieren, wou Planzen fir d'éischt d'Effekter vun der Dréchent an aner Ëmweltbedrohungen entdecken. Dobäi hu si Genen opgedeckt, déi d'Wëssenschaftler kënne benotze fir d'Planzen virun dëse Stress ze schützen. Hir Aarbecht, publizéiert Mee 20 am Journal Zell, erreecht en héije Grad vu Verständnis vun de Rootfunktiounen, well et kombinéiert genetesch Daten aus verschiddenen Zellen vun Tomatenwurzelen, déi souwuel dobannen an dobausse gewuess sinn.
"Daakt maachen d'Fuerscher Labo- an Treibhausexperimenter, awer d'Baueren wuessen Saachen am Feld, an dës Donnéeë kucken och Feldproben", sot Neelima Sinha, en UC Davis Professer fir Planzenbiologie a Co-Autor vum Pabeier. D'Donnéeën hunn Informatioun iwwer Genen erginn, déi d'Planz soen dräi Schlëssel Saachen ze maachen.
Xylem sinn huel, päifähnlech Schëffer, déi Waasser an Nährstoffer vun de Wuerzelen bis op d'Schéiss transportéieren. Ouni Transport am Xylem kann d'Planz net hir eege Liewensmëttel iwwer Fotosynthese kreéieren. "Xylem si ganz wichteg fir Planzen géint Dréchent wéi och Salz an aner Belaaschtungen opzebauen", sot de Lead Studie Autor Siobhan Brady, e Professer fir Planzenbiologie um UC Davis.
Am Tour, ouni Planzemineraltransport am Xylem, hätten d'Mënschen an aner Déieren manner Vitaminnen an Nährstoffer wesentlech fir eis Iwwerliewe. Nieft e puer typesch Spiller néideg der Xylem ze Form, nei an iwwerraschend Genen goufen fonnt.
Déi zweet Schlësselset vun Genen sinn déi, déi eng baussenzeg Schicht vun der Wuerzel dirigéieren fir Lignin a Suberin ze produzéieren. Suberin ass d'Schlësselsubstanz am Kork an et ëmginn Planzenzellen an enger décke Schicht, hält am Waasser wärend der Dréchent. Crops wéi Tomaten a Reis hunn Suberin an de Wuerzelen. Apple Friichten hunn Suberin ronderëm hir baussenzeg Zellen. Iwwerall wou et geschitt, verhënnert et datt d'Planz Waasser verléiert. Lignin mécht och waasserdicht Zellen a bitt mechanesch Ënnerstëtzung.
"Suberin a Lignin sinn natierlech Forme vum Dréchentschutz, an elo datt d'Gen, déi fir si an dëser ganz spezifescher Schicht vun Zellen codéieren, identifizéiert goufen, kënnen dës Verbindunge verbessert ginn", sot de Studie Co-Autor Julia Bailey-Serres, eng UC Riverside Professer fir Genetik. "Ech sinn opgereegt datt mir sou vill iwwer d'Gen geléiert hunn, déi dës Feuchtigkeitbarriärschicht reguléieren. Et ass sou wichteg fir d'Dréchent Toleranz fir d'Erntegung ze verbesseren, "sot si.
Genen, déi fir de Wuerzelmeristem vun enger Planz codéieren, hu sech och bemierkenswäert ähnlech tëscht Tomaten, Reis an Arabidopsis, eng Onkrautähnlech Modellplanz, erausgestallt. De Meristem ass de wuessenden Tipp vun all Root, an et ass d'Quell vun all den Zellen, déi d'Wurzel ausmaachen.
"Et ass d'Regioun déi de Rescht vun der Wuerzel wäert maachen, an déngt als Stammzellnisch," sot Bailey-Serres. "Et diktéiert d'Eegeschafte vun de Wuerzelen selwer, wéi wéi grouss se ginn. Wëssen doriwwer ze hunn kann eis hëllefen besser Root Systemer z'entwéckelen.
De Brady huet erkläert datt wann d'Baueren un enger bestëmmter Erntegung interesséiert sinn, se Planzen auswielen déi Features hunn, déi se gesinn, wéi méi grouss, méi attraktiv Uebst. Vill méi schwéier ass fir Ziichter Planzen mat Eegeschaften ënner dem Buedem ze wielen déi se net gesinn.
"Déi 'verstoppt Halschent' vun enger Planz, ënner dem Buedem, ass kritesch fir Ziichter ze berécksiichtegen ob se eng Planz erfollegräich wuessen wëllen," sot Brady. "D'Kapazitéit fir de Meristem vun de Wuerzelen vun enger Planz z'änneren hëlleft eis Ernte mat méi wënschenswäerten Properties z'entwéckelen."
Och wann dës Etude nëmmen dräi Planzen analyséiert huet, mengt d'Team datt d'Resultater méi breet applizéiert kënne ginn. "Tomaten a Reis gi vu méi wéi 125 Millioune Joer Evolutioun getrennt, awer mir gesinn nach ëmmer Ähnlechkeeten tëscht den Genen, déi d'Schlësselcharakteristike kontrolléieren", sot Bailey-Serres. "Et ass méiglech datt dës Ähnlechkeeten och fir aner Kulturen stëmmen."