חוקרים מאוניברסיטת הירושימה מתקרבים לחשיפת התהליכים המולקולריים מאחורי האופן שבו שיטפונות מונעים מצמחים חמצן. זה יעזור ליצור יבולים עמידים יותר בפני שיטפונות. פורטל Phys.org.
לפי הבנק העולמי, שיטפונות הם סיכון עולמי שמאיים על חייהם ורכושם של מיליארדי אנשים. עוד יותר אנשים נמצאים בסכנת רעב כתוצאה מהצפות: מים יכולים להציף יבולים. החוקרים קרובים כעת יותר לזיהוי תהליכים מולקולרייםהבסיס לאופן שבו שיטפונות מונעים מצמחים חמצן. זה יעזור ליצור יבולים עמידים יותר.
עם מטה-אנליזה, הכולל ניתוח מחדש של נתונים ממחקרים אחרים באופן כללי, צוות מבית הספר לתואר שני למדעי החיים המשולבים באוניברסיטת הירושימה מצא כמה נפוצים גנים ומנגנונים קשורים באורז (Oryza sativa) וב-Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). המדענים פרסמו את תוצאות המחקר שלהם בכתב העת החיים.
"היפוקסיה היא סטרס אביוטי לצמחים, הנגרם לרוב מהצפות", אמרה מחברת המחקר קייטה תמורה, בהתייחסה למחסור בחמצן שנגרם עקב רוויה יתר. "למרות שנעשו הרבה מחקרים בעבר, חשבנו שזה נסתר מנגנונים ביולוגיים ניתן לגלות על ידי ניתוח מחקרים מרובים באמצעות מטה-אנליזה של נתונים זמינים לציבור."
הצוות התמקד באורז ובגרגר הנחלים, שכן הגנטיקה של שני המינים נחקרה בעבר בהרחבה. לפי תמורה, האורז נחשב גם לאחד הגידולים החשובים בעולם, המשמש כעיקר מוצר מזון עבור יותר מארבעה מיליארד אנשים, על פי הקבוצה המייעצת למחקר חקלאי בינלאומי, כך להבין כיצד למנוע מצמח להגיב היפוקסיה, הוא מכריע.
החוקרים זיהו 29 זוגות של נתוני רצף RNA עבור Arabidopsis ו-26 זוגות עבור אורז בתנאים נורמליים וחסרי חמצן ממערכי הנתונים הזמינים. לדברי פרופסור Hidemasa Bono, רצף RNA כרוך בפענוח השרטוט הגנטי של הנבדק בנקודה נתונה, מה שאומר שניתן להשתמש בנתונים כדי לחקור אילו גנים גרמו לאיזה שינויים.
"על ידי ניתוח נתוני רצף RNA, זיהינו 40 ו-19 גנים מווסתים ומווסתים בשני המינים", אמר בונו. "ביניהם, כמה גורמי שעתוק של WRKY ו-cinnamate-4-hydroxylase, שתפקידם בתגובה להיפוקסיה נותר לא ידוע, הוסרו בדרך כלל גם בארבידופסיס וגם באורז."
לדברי בונו, וויסות עלייה כללי זה אומר שהמנגנונים המולקולריים הללו הופכים פעילים יותר כאשר יש מחסור בחמצן, מה שמעיד על אחריותם המכניסטית הספציפית לאיך הצמחים מגיבים.
בונו וטמורה השוו את התוצאות שלהם עם מטה-אנליזה דומה של היפוקסיה בתאים אנושיים ובדגימות רקמה. הם גילו ששניים מהגנים המופעלים בדרך כלל ב אורז וארבידופסיס דוכאו אצל עמיתיהם האנושיים.
"המטא-אנליזה שלנו מציעה מנגנונים מולקולריים שונים להיפוקסיה בצמחים ובעלי חיים", אמר בונו. "הגנים המועמדים שזוהו במחקר זה צפויים לשפוך אור על מנגנונים מולקולריים חדשים של תגובת צמחים להיפוקסיה. בסופו של דבר, אנו מתכננים לתמרן את אחד הגנים המועמדים באמצעות טכנולוגיית עריכת גנום כדי ליצור צמחים עמידים לשיטפונות".