УРБАНА, Иллюстрация - Ғалымдар АҚШ-тағы ең қиын ауылшаруашылық арамшөптерінің бірі болып саналатын су кампасы мен Палмер амарантындағы гендердің гендерін табуға жақындауда
Гендерді табу арамшөптер үшін жаңа «генетикалық бақылау» әдістерін қолдануға мүмкіндік береді, олар көптеген жерлерде гербицидтерге жауап бермейді.
«Егер біз қандай гендердің еркекті басқаратынын білетін болсақ және сол гендердің популяция ішінде көбеюіне ықпал ете алсақ, өрістегі кез-келген өсімдік бірнеше ұрпақтан кейін аталық болып, теориялық тұрғыдан популяция апатқа ұшырар еді», - дейді профессор және қауымдастырылған жетекші Пэт Транель. ішінде Өсімдік шаруашылығы ғылымдары бөлімі жанында Иллинойстың университеті және зерттеудегі жетекші автор Жаңа фитолог.
Транель және оның әріптестері ерлердің геномдық аймағына байланысты молекулалық маркерлерді бұрын анықтаған. Кейін арамшөптер еркектерінің геномдарының реттілігі екі түр үшін де зерттеушілер осы белгілерді ерлерге тән аймақта нөлге теңестіре алды. Енді олар мақсатты табудың 120-дан 150-ге дейінгі гендерінде.
«Біз осы 120-ға жуық гендердің көпшілігі ештеңе жасамайтынына сенімдіміз. Бұл геномның сол аймағында жинақталған заттар ғана », - дейді Транель. «Егер маған болжау керек болса, мен олардың 10-ы шынымен маңызды нәрсе істеп жатыр деп айтар едім».
Осы арамшөптердегі гендермен байланысты гендерді тарылту бақылау үшін практикалық мәнге ие болуы мүмкін, бірақ зерттеу диоэция құбылысына - жекелеген адамдардағы ерлер мен әйелдердің жыныстық мүшелеріне де жарық түсіреді. Жануарлардың басым көпшілігі екі қабатты, бірақ өсімдіктерде сирек кездеседі. Гүлденетін өсімдіктердің 90% -дан астамында екі жыныстық мүшесі бірдей жеке адамда, көбіне бір гүлде болады.
Waterhemp және Palmer амарант, алайда, екіжақты.
Диоэция дегеніміз - өсімдіктің өзін-өзі тозаңдандыруы мүмкін емес; оның орнына аналық гаметалар басқа өсімдіктің аталық тозаңымен ұрықтануы керек. Бұл популяцияның генетикалық әртүрлілігін қамтамасыз ету үшін жақсы нәрсе. Мүмкін, бұл су герпесі мен Палмер амарантты бірнеше гербицидтердің зиянды әсерінен жалтаруға мүмкіндік берді.
«Бүгінге дейін гидремп пен Палмер амаранты гербицидтерге сәйкесінше жеті және сегіз әсер ету режимін дамыды. Екіжақты көбею осы қарсылық белгілерінің барлығының жеке-жеке араласып, сәйкес келуіне әкеледі. Бұл араластыру екі түрдегі популяцияларға бірнеше гербицидтік резистенттілікті біріктіруге мүмкіндік берді, ал өндірушілерде гербицидтің тиімді таңдауы аз болды », - дейді Транель.
Өсімдіктердегі сирек кездесетін диоэция құбылысын түсіну ғалымдарға белгілердің ата-анадан қалай тұқым қуалайтынын және құбылыстың қалай дамитынын түсінуге көмектеседі.
Диоэция тек бір рет дамыған деп санайтын жануарлардан айырмашылығы, ғалымдар өсімдіктердегі диоэция бірнеше рет дамыған деп санайды. Транельдің зерттеулері бойынша, ол бір-бірімен өте тығыз байланысты екі түрдегі гидремп пен Палмер амарантында дербес дамыған көрінеді.
«Мен олардың жеке-дара дамығанын біз мүлдем білеміз деп айтуға дайын емеспін, бірақ біз тапқан барлық ақпарат бұл идеяны қолдайды. 120-150 геннің тек екеуі екі түр бойынша бір-біріне ұқсас болды », - дейді Транель.
Осы ортақ гендердің бірі Флориген өсімдіктерге гүлденуді бастау арқылы күн ұзақтығына жауап беруге көмектеседі. Транель гүлдердің жынысын анықтайтын-анықтамайтынын әлі білмейді, бірақ ол екі түрге де тән Y аймағында пайда болғанын біледі.
«Біз бұл туралы нақты білмейміз, бірақ бұл еркектерге қарағанда ертерек гүлдейді. Бұл еркектерге тиімді болуы мүмкін, өйткені олар бірінші аналықтары қабылдай бастаған кезде тозаңды төгеді. Сонымен, егер Палмер мен гидрокем шынымен де диоцияны бөлек дамытқан болса, бірақ екеуі де флориген генін фитнес артықшылығы үшін алған болса, бұл параллель эволюцияның керемет мысалы болар еді ».
Транель еркектік генді бөліп алу үшін екі түрдегі ерлерге тән Y аймағын одан әрі тарылтуға үміттенеді. Осы гендер анықталғаннан кейін генетикалық бақылау шешімінің жасалуына кепілдік жоқ - Транель бұл үшін салалық серіктестерді тартуы керек шығар - бірақ мұндай құрал бұрынғыдай алыс емес.
Мақала, «Еркектерге тән Y-хромосомалық аймақтар гидрокемпте (Амарант туберкулезі) және Палмер амарант (Амарантус палмери), »Жарияланды Жаңа фитолог [DOI: 10.1111 / сағ.17108]. Авторларының қатарына Джейкоб Монтгомери, Дарци Джакомини және Иллинойс университетінің Пэт Транель және Макс Планк атындағы Даму биология институтының қызметкері Детлеф Вайгель кіреді. Жоба қолдау тапты USDA Ұлттық тамақ және ауыл шаруашылығы институты және Макс Планк қоғамы.
Өсімдік шаруашылығы бөлімі Ауылшаруашылық, тұтынушылық және табиғатты қорғау колледжі жанында Иллинойс шөптер туралы ғылым.