広島大学の研究者たちは、洪水が植物から酸素を奪う仕組みの背後にある分子プロセスの解明に近づいています。 これにより、洪水に強い作物を作ることができます。 Phys.org ポータル.
世界銀行によると、洪水は何十億もの人々の命と財産を脅かす世界的なリスクです。 洪水の結果として、さらに多くの人々が飢餓の危険にさらされています。水が作物に氾濫する可能性があります。 研究者は現在、特定に近づいています 分子プロセス洪水が植物から酸素を奪う仕組みの根底にある. これにより、より回復力のある作物を作ることができます。
とともに メタ・ナナリセ、他の研究からのデータを全体として再分析することを含む、広島大学大学院統合生命科学研究科のチームは、いくつかの共通点を発見しました 遺伝子 イネ (Oryza sativa) とシロイヌナズナ (Arabidopsis thaliana) における関連メカニズム。 科学者たちは研究結果を雑誌に発表した 生活.
「低酸素症は植物の非生物的ストレスであり、洪水によって引き起こされることがよくあります」と、研究の共著者である田村啓太氏は、過飽和によって引き起こされる酸素の欠乏について言及しています. 「過去に多くの研究が行われてきましたが、私たちは隠れていると考えていました。 生物学的メカニズム 公開されているデータのメタ分析を使用して複数の研究を分析することで発見できます。」
チームはイネとクレソンに焦点を当てました。これは、両方の種の遺伝学が以前に広く研究されていたためです。 田村氏によると、米は世界で最も重要な作物の XNUMX つとも考えられており、主食としての役割を果たしています。 食品 国際農業研究諮問グループによると、XNUMX 億人以上の人々が植物に反応するのを防ぐ方法を理解する必要があります。 低酸素症、重要です。
研究者らは、利用可能なデータセットから、正常な状態と酸素欠乏状態の両方で、シロイヌナズナの 29 対の RNA 配列決定データとイネの 26 対の RNA 配列決定データを特定しました。 房野英正教授によると、RNA シーケンシングでは、特定の時点で被験者の遺伝子設計図を解読する必要があります。つまり、データを使用して、どの遺伝子がどの変化を引き起こしたかを調べることができます。
「RNAシーケンシングデータを分析することにより、両方の種で40個と19個のアップレギュレートされた遺伝子とダウンレギュレートされた遺伝子を特定しました」とボノは言いました. 「それらの中で、いくつかの WRKY 転写因子とシンナメート-4-ヒドロキシラーゼは、低酸素への応答における役割が不明のままであり、シロイヌナズナとイネの両方で一般的にアップレギュレートされました。」
ボノによれば、この一般的なアップレギュレーションは、酸素が不足するとこれらの分子メカニズムがより活性化することを意味し、植物がどのように反応するかについての特定のメカニズム的責任を示しています.
Bono と Tamura は、その結果を、ヒト細胞および組織サンプルにおける低酸素症の同様のメタ分析と比較しました。 彼らは、一般的に活性化される遺伝子のうちのXNUMXつが ご飯 シロイヌナズナは、対応する人間で抑制されました。
「私たちのメタ分析は、植物と動物の低酸素症の異なる分子メカニズムを示唆しています」とボノは言いました。 「この研究で特定された候補遺伝子は、低酸素に対する植物の応答の新しい分子メカニズムに光を当てることが期待されています。 最終的には、候補遺伝子の XNUMX つをゲノム編集技術で操作して、洪水に強い植物を作成する予定です。」