گوجه فرنگی‌ها «جهان موازی» خود را دارند!_صبح سریع
به گزارش صبح سریع
در مطالعه جدیدی که در مجله ساینس ادونسز(Science Advances) انتشار شده است، محققان دریافتند که ریشه‌های گوجه فرنگی دسته منحصر به فردی از متابولیت‌ها به نام آسیل قند را تشکیل می‌کنند. پیش از این فکر می‌شد که این ترکیبات فقط در موهای تیره روی سطح برگ‌ها و ساقه‌های گوجه فرنگی ساخته خواهد شد که به کرک معروف می باشند.
به نقل از اس‌اف، آسیل قندها مولکول‌های تخصصی متشکل از هسته‌های قندی می باشند که با زنجیره‌های اسید چرب تزئین شده‌اند. در کرک گوجه فرنگی، این متابولیت‌ها به دفاع از گیاه در برابر آفات پشتیبانی می‌کنند. با این حال، آسیل قندهای ریشه کاملا متفاوت از همتایان زیرزمینی خود بودند.
دانشمندان با منفعت گیری از راه حلهای شیمی تجزیه و تحلیل پیشرفته، به این نتیجه رسیدند که زیاد‌ترین آسیل قند حاضر در ریشه گوجه فرنگی، به جای هسته ساکارز حاضر در آسیل قندهای کرک، دارای هسته قندی است که از گلوکز مرتبط با اینوزیتول ساخته شده است. ترکیبات ریشه این چنین دارای زنجیره اسیدهای چرب متمایزی بودند.
راشل کروین(Rachel Kerwin)، نویسنده مطالعه اول، محقق فوق دکتری در یک بیانیه رسانه‌ای می‌گوید: آنچه در رابطه این متابولیت‌های تخصصی زیاد قابل دقت است این است که آنها طبق معمول در سلول‌ها و بافت‌های زیاد دقیق سنتز خواهد شد.
به گفتن مثال آسیل قندها را در نظر بگیرید. آنها را در برگ‌ها یا ساقه‌های یک گیاه گوجه فرنگی نمی‌بینید. این متابولیت‌های دفاعی چسبنده از نظر فیزیکی درست در نوک کرک‌ها ساخته خواهد شد.
آیا آسیل قندهای ریشه و کرک از طریق یک مسیر متابولیک ساخته خواهد شد؟
برای جواب به این سوال، محققان تحقیقاتی مولکولی انجام دادند. آنها ژن‌هایی را در ریشه‌های گوجه فرنگی شناسایی کردند که زیاد همانند به ژن‌های بیوسنتزی شناخته شده کرک آسیل قند بودند. یکی از ژن‌ها به طور خاص، ASAT1-L نامیده می‌شود.
سپس دانشمندان از ویرایش ژن کریسپر(CRISPR) برای حذف کارکرد ژن‌های ASAT1 و ASAT1-L منفعت گیری کردند. به طور قابل توجهی، گیاهان گوجه فرنگی فاقد ژن ASAT1-L هیچ آسیل قند قابل تشخیصی در ریشه خود تشکیل نکرد، در حالی که سطوح آسیل قند کرک تحت تأثیر قرار نگرفت. وقتی که ژن ASAT1 حذف شد برعکس این اتفاق افتاد. این مشخص می کند که گوجه‌فرنگی‌ها دو مسیر متابولیک آسیل‌قند جداگانه تشکیل کرده‌اند که یکی برای کرک‌ها و فرد دیگر برای ریشه‌ها است.
با کاوش دقیق‌تر، گروه تحقیقاتی دریافتند که ژن‌های کرک و آسیل قند ریشه نزدیک به هم روی ژنوم گوجه فرنگی قرار گرفته‌اند. فکر می‌شود که این نوع سازمان‌دهی ژنومی، که به گفتن یک خوشه ژن بیوسنتزی شناخته می‌شود، به ژن‌ها امکان تنظیم و توارث مشترک را می‌دهد.
رابرت لاست(Robert Last)، نویسنده ارشد این مطالعه، توضیح می‌دهد: در کنار مسیری که سال‌ها در حال مطالعه آن بودیم، در اینجا دومین جهان موازی را اشکار می‌کنیم که در زیر زمین وجود دارد.
تجزیه و تحلیل تکاملی نشان داد که ژن ASAT1-L به گمان زیاد وقتی پدیدار شد که ژن اجدادی ASAT1 همانند‌سازی شده است. سپس این دو ژن از هم جدا شدند و برای کرک و ریشه تخصصی شدند. هنگامی دانشمندان به دیگر اقوام گوجه‌فرنگی نگاه کردند، داستان حتی دلنشین‌تر شد. آنها کشف کردند که ژن ASAT1-L و آسیل قندهای ریشه در برخی از گونه‌های گوجه‌فرنگی وحشی یافت خواهد شد، اما در عموزاده‌های دورتر همانند بادمجان یافت نمی‌شوند. این مشخص می کند که توانایی ساخت آسیل‌قندهای ریشه تقریبا به تازگی در درخت خانوادگی گوجه‌فرنگی تکامل یافته است.
مقصد از تشکیل این متابولیت‌های مرموز زیرزمینی چیست؟
جواب صادقانه این است که ما تا این مدت نمی‌دانیم.
با دقت به شباهت آنها به ترکیبات محافظ کرک، یک گمان این است که آسیل قندهای ریشه به گوجه فرنگی پشتیبانی کنند تا از آفات و عوامل بیماری‌زای ساکن خاک جلوگیری کند. آنها این چنین امکان پذیر در جذب میکروب‌های سودمند در ناحیه ریشه نقش داشته باشند. مطالعات آینده می‌تواند عملکردهای زمین‌شناختی آنها را اشکار کند.
اگر فهمید شویم که این آسیل قندهای ریشه در دفع ارگانیسم‌های زیان اور مؤثر می باشند، آیا می‌توان آنها را در گیاهان دیگر پرورش داد و در نتیجه به رشد گیاهان بدون نیاز به قارچ‌کش‌ها و آفت‌کش‌های مصنوعی پشتیبانی کرد؟
اینها سوالاتی می باشند که در مرکز جستجوی بشر برای آب خالص‌تر، غذای ایمن‌تر و افت اتکا به مواد شیمیایی مصنوعی زیان اور قرار دارند.
دسته بندی مطالب