మొక్కలలోని కీలకమైన జన్యువు వాటి శక్తిని మరింత సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకునేందుకు ఎలా వీలు కల్పిస్తుందో, అవి మరింత వేర్లు పెరగడానికి మరియు ఎక్కువ నీరు మరియు పోషకాలను సంగ్రహించడానికి వీలు కల్పిస్తుందని పరిశోధకులు మొదటిసారిగా వెల్లడించారు.
పెన్ స్టేట్ యూనివర్శిటీ నేతృత్వంలోని అంతర్జాతీయ మొక్కల శాస్త్రవేత్తల బృందం మరియు నాటింగ్హామ్ విశ్వవిద్యాలయం సహకారంతో మొక్కజొన్న మూలాలను మరింత నీరు మరియు పోషకాలను పొందేందుకు వీలు కల్పించే ఈ నవల నియంత్రణ జన్యువును (bHLH121 అని పిలుస్తారు) కనుగొన్నారు. కనుగొన్న విషయాలు ప్రచురించబడ్డాయి ప్రొసీడింగ్స్ ఆఫ్ ది నేషనల్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్స్.
జీవన మూల కణజాలాల మధ్య గాలి ఖాళీలు ఏర్పడటాన్ని జన్యువు నియంత్రిస్తుంది (రూట్ కార్టికల్ ఎరెన్చైమా అని పిలుస్తారు). అధిక శాతం మూల కణాలను ఎయిర్స్పేస్లతో భర్తీ చేయడం వల్ల మొక్కకు చాలా శక్తి ఆదా అవుతుంది, లేకపోతే ఈ మూల కణాలన్నింటికీ ఆహారం అవసరం. ఇది మూలాలను జీవక్రియను మరింత సమర్థవంతంగా చేస్తుంది, ఎక్కువ మూలాలను నిర్మించడానికి మరియు మట్టిని మరింత ప్రభావవంతంగా అన్వేషించడానికి మరియు ఎక్కువ నీరు మరియు పోషకాలను సంగ్రహించడానికి సేవ్ చేసిన వనరులను ఉపయోగించుకునేలా చేస్తుంది.
ఈ ఆవిష్కరణ కరువు మరియు తక్కువ-నత్రజని నేల పరిస్థితులను తట్టుకోగల మరియు చివరికి ప్రపంచ ఆహార అభద్రతను తగ్గించగల పంటల పెంపకానికి దారితీస్తుందని పరిశోధకులు సూచిస్తున్నారు.
"ఈ జన్యువును గుర్తించడం మరియు ఇది ఎలా పని చేస్తుందో తెలుసుకోవడం వలన నీరు మరియు పోషక ఒత్తిడి పరిస్థితులను తట్టుకోగల మరింత స్థితిస్థాపక పంటలను రూపొందించడానికి మాకు సహాయపడుతుంది. వాతావరణ మార్పు,” అని స్కూల్ ఆఫ్ బయోసైన్సెస్ మరియు BBSRC డిస్కవరీ ఫెలో నుండి క్రాప్ ఫంక్షనల్ జెనోమిక్స్లో అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ రాహుల్ భోసలే చెప్పారు.
పరిశోధనా బృందం పెన్ స్టేట్లో మునుపటి పరిశోధనలో అభివృద్ధి చేసిన శక్తివంతమైన ఇమేజింగ్ సాధనాలను ఉపయోగించింది, ఇది వేలాది మూలాల్లోని కణాలను వేగంగా కొలుస్తుంది. ఒక ఇమేజింగ్ టెక్నిక్ ఈ విధానానికి లేజర్ అబ్లేషన్ టోమోగ్రఫీ అని పిలుస్తారు. ఈ అత్యాధునిక విధానం ఇప్పుడు నాటింగ్హామ్ విశ్వవిద్యాలయంలో కూడా అందుబాటులో ఉంది.
నెదర్లాండ్స్లోని వాగెనింగెన్ యూనివర్శిటీ & రీసెర్చ్లో క్రాప్ ఫిజియాలజీ అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్ హన్నా ష్నైడర్ మాట్లాడుతూ, "మేము మొదట 2010 నుండి ఈ అధ్యయనంలోకి వెళ్ళిన ఫీల్డ్ ప్రయోగాలను చేసాము, పెన్సిల్వేనియా, అరిజోనా, విస్కాన్సిన్ మరియు సౌత్లోని సైట్లలో 500 కంటే ఎక్కువ మొక్కజొన్నలను పెంచాము. ఆఫ్రికా, ”ఆమె చెప్పింది. “నేను ఆ ప్రదేశాలన్నింటిలో పనిచేశాను. మేము రూట్ కార్టికల్ ఎరెన్చైమాతో సంబంధం ఉన్న జన్యువును కనుగొన్నామని నమ్మదగిన సాక్ష్యాలను చూశాము.
bHLH121 జన్యువు లేని ఉత్పరివర్తన చెందిన మొక్కజొన్న లైన్లు రూట్ ఎయిర్ స్పేస్ ఏర్పడటాన్ని తగ్గించాయని ఈ పరిశోధన వెల్లడించింది. దీనికి విరుద్ధంగా, bHLH121ని అతిగా ఎక్స్ప్రెస్ చేయడం వల్ల ఎక్కువ గాలి ఖాళీ ఏర్పడింది.
సబ్ప్టిమల్ వాటర్ కింద ఈ పంక్తుల లక్షణం మరియు బహుళ ప్రదేశాలలో నత్రజని లభ్యత bHLH121 జన్యువు అవసరమని వెల్లడించింది రూట్ గాలి స్థలం ఏర్పడటం మరియు మొక్కల పెంపకందారులకు మెరుగైన నేల అన్వేషణతో రకాలను ఎంచుకోవడానికి కొత్త సాధనాన్ని అందిస్తుంది, తద్వారా ఉపశీర్షిక పరిస్థితులలో దిగుబడి వస్తుంది.
"ఈ అన్వేషణలు పెన్ స్టేట్లోని చాలా మంది వ్యక్తులు మరియు మాతో సహకరించడం కంటే చాలా సంవత్సరాలుగా పనిచేసిన ఫలితం" అని అతను చెప్పాడు. "మేము ఏరెన్చైమా లక్షణం యొక్క పనితీరును మరియు దానితో సంబంధం ఉన్న జన్యువును కనుగొన్నాము, మరియు, ఇది ఇక్కడ పెన్ స్టేట్లో రూపొందించబడిన సాంకేతికతల వల్ల వచ్చింది, అంటే షావెలోమిక్స్-క్షేత్రంలో మూలాలను త్రవ్వడం-లేజర్ అబ్లేషన్ టోమోగ్రఫీ మరియు అనాటమిక్స్ పైప్లైన్. మేము ఈ పనిలో అందరినీ ఒకచోట చేర్చాము" అని పెన్ స్టేట్లో పరిశోధనా నాయకుడు ప్రొఫెసర్ జోనాథన్ లించ్ చెప్పారు.
ఫలితాలు ముఖ్యమైనవి, లించ్ కొనసాగించాడు, ఎందుకంటే ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం వెనుక జన్యువును కనుగొనడం సహాయపడుతుంది మొక్కలు మెరుగైన కరువును తట్టుకోగలదు మరియు వాతావరణ మార్పుల నేపథ్యంలో మెరుగైన నత్రజని మరియు భాస్వరం సంగ్రహిస్తుంది.
"అవి చాలా ముఖ్యమైన లక్షణాలు-ఇక్కడ USలో మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్నాయి" అని అతను చెప్పాడు. "కరువు మొక్కజొన్న పెంపకందారులకు అతిపెద్ద ప్రమాదం మరియు వాతావరణ మార్పులతో అధ్వాన్నంగా ఉంది మరియు ఆర్థిక మరియు పర్యావరణ దృక్కోణం నుండి మొక్కజొన్నను పెంచడానికి నత్రజని అతిపెద్ద వ్యయం. పెంపకం మొక్కజొన్న పోషకాల కోసం స్కావెంజింగ్లో మరింత సమర్థవంతమైన పంక్తులు ఒక ప్రధాన అభివృద్ధి.