მეცნიერებმა წარმატებით გააუმჯობესეს მარწყვის გემო და კვებითი ღირებულება ზრდის პროცესის შეცვლის გარეშე.

ხილის ხარისხის გაუმჯობესება ნორმალური შენარჩუნებითმცენარის ზრდასოფლის მეურნეობაში ყოველთვის დიდ გამოწვევას წარმოადგენდა. ახალი კვლევა ვარაუდობს, რომ ამ ბალანსის მიღწევა შესაძლოა უფრო ადვილი იყოს, ვიდრე ადრე ეგონათ. მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ კონსერვირებული „უფრო სუფთა გენის“ აქტივობის გაძლიერებას შეუძლია ერთდროულად გააუმჯობესოს ხილის როგორც კვებითი ღირებულება, ასევე ორგანოლეპტიკური თვისებები. tRNA-სთან ასოცირებული გენის ექსპრესიის გაძლიერებით, კვლევითმა ჯგუფმა გაზარდა ანთოციანებისა და ტერპენოიდების დონე - ნაერთები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ხილის ფერზე, არომატსა და ანტიოქსიდანტურ თვისებებზე. ამ გაუმჯობესებას არ მოუხდენია გაზომვადი გავლენა მცენარის განვითარებაზე, ნაყოფის ზომაზე ან შაქრის შემცველობაზე. შედეგები ავლენს მოულოდნელ როლს იმ გენების მიმართ, რომლებიც ჩვეულებრივ ასოცირდება ძირითად უჯრედულ ფუნქციასთან, რაც აჩვენებს, რომ მათ ასევე შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ ხილის ძირითად მეტაბოლურ მახასიათებლებზე.
ანტოციანები და ტერპენოიდები სასიცოცხლო როლს ასრულებენ ხილის ფერში, გემოში, არომატსა და საერთო კვებით ღირებულებაში. თუმცა, ამ ნაერთების შემცველობის გაზრდის მცდელობები ხშირად არასასურველ გვერდით მოვლენებს იწვევს. ეს იმიტომ ხდება, რომ მათი წარმოება მჭიდრო კავშირშია მცენარეულ ჰორმონებთან. მაგალითად, ციტოკინინები არეგულირებენ როგორც მცენარის ზრდას, ასევე მეორად მეტაბოლიზმს, ამიტომ მათი დონის შეცვლამ შეიძლება შეცვალოს მცენარეების სტრუქტურა და ზრდის მახასიათებლები.
ციტოკინინთან დაკავშირებული გენების ნაკლებად ცნობილ კლასს — tRNA ტიპის იზოპენტენილ ტრანსფერაზებს — შედარებით ნაკლები ყურადღება ექცევა. ითვლება, რომ ეს გენები ასრულებენ რუტინულ უჯრედულ ფუნქციებს მცენარის თვისებების აქტიური რეგულირების ნაცვლად. გაურკვეველია, შეუძლიათ თუ არა მათ ნაყოფის ხარისხის გაუმჯობესება მცენარის ზრდაზე ზემოქმედების გარეშე, რაც მათ შემდგომ შესწავლას ღირსს ხდის.
ნანკინის სოფლის მეურნეობის უნივერსიტეტისა და კონექტიკუტის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა ჟურნალ *Horticultural Research*-ში გამოაქვეყნეს ნაშრომი, რომელშიც ეს შესაძლებლობა ველური მარწყვის მაგალითად გამოიყენეს. ისინი ყურადღებას ამახვილებდნენ FveIPT2-ის სახელწოდებით მოვლილ გენზე. ამ გენის ექსპრესიის დონის გასაზრდელად მცენარეების გენეტიკური მოდიფიკაციით, მათ ნაყოფის ხარისხის მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება დააფიქსირეს.
ტრანსგენურმა მცენარეებმა მწიფე ნაყოფებში ველური ტიპის მცენარეებთან შედარებით ანთოციანებისა და ტერპენოიდების მნიშვნელოვნად მაღალი დონე აჩვენეს, თუმცა ზრდაში, ნაყოფის ზომაში ან შაქრის შემცველობაში განსხვავება არ აღინიშნა. ეს აღმოჩენა ეჭვქვეშ აყენებს დიდი ხნის განმავლობაში დამკვიდრებულ შეხედულებას, რომ მოვლის გენები მხოლოდ პასიურ როლს ასრულებენ და ხაზს უსვამს მათ უზარმაზარ პოტენციალს მოსავლის გაუმჯობესებისთვის.
FveIPT2 გენი მონაწილეობს tRNA მოდიფიკაციაში და ასოცირდება ცის-ზეატინის (ციტოკინინი) სინთეზთან. სხვა ციტოკინინთან დაკავშირებული გენებისგან განსხვავებით, რომლებიც მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ მცენარის ზრდაზე, FveIPT2-ის აქტივობის მომატება იწვევს ციტოკინინის საერთო დონის მხოლოდ მცირე ცვლილებებს. მცენარის განვითარება ნორმალურად მიმდინარეობს, რაიმე აშკარა ანომალიების გარეშე. ყვავილობა და ნაყოფიერება ხდება მოსალოდნელის შესაბამისად, ნაყოფის წონის, ფორმის ან სიტკბოს ცვლილებების გარეშე.
მცენარის სტაბილური ზრდის მიუხედავად, ნაყოფის ქიმიურმა შემადგენლობამ მნიშვნელოვანი ცვლილებები განიცადა. გაიზარდა ანტოციანინების, ფლავონოიდების და ფენოლური ნაერთების დონე, რამაც გამოიწვია უფრო ინტენსიური წითელი ფერი. დეტალურმა ანალიზმა გამოავლინა ცხრა სპეციფიკური ანტოციანინის დონის მნიშვნელოვანი ზრდა, მათ შორის ციანიდინისა და პელარგონიდინისგან მიღებული ნაერთების, რომლებიც ცნობილია ანტიოქსიდანტური თვისებებით.
ამავდროულად, აღმოჩენილი ტერპენოიდული ნაერთების თითქმის ნახევრის შემცველობა გაიზარდა. ეს ტერპენოიდული ნაერთები მოიცავს მონოტერპენებს, სესკვიტერპენებს და ტრიტერპენებს, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ არომატსა და გემოში.
ეს ცვლილებები არ შემოიფარგლება მხოლოდ ფერითა და კვებითი კომპონენტებით. გაიზარდა სასიამოვნო ყვავილოვან სურნელებთან დაკავშირებული არომატული ნაერთების, მაგალითად, ლინალოოლის დონე. პირიქით, შემცირდა მძაფრ, ფისოვან სუნთან დაკავშირებული ნაერთების დონე. გენის ექსპრესიის კვლევებმა დაადასტურა, რომ ამ ნაერთების წარმოებისა და ტრანსპორტირებისთვის პასუხისმგებელი ძირითადი გზები უფრო აქტიური გახდა.
ეს შდეგები ერთად აჩვენებს, რომ FveIPT2-ს შეუძლია შერჩევითად გააუმჯობესოს ნაყოფის ქიმიური შემადგენლობა ზრდაზე მოქმედი ტიპიური ჰორმონალური ცვლილებების გამოწვევის გარეშე.
მკვლევარებმა აღნიშნეს: „ეს კვლევა აჩვენებს, რომ ის, რასაც ჩვენ ჩვეულებრივ „მოვლის გენებს“ ვუწოდებთ, შეიძლება გასაკვირი სპეციფიკური და მნიშვნელოვანი ეფექტები ჰქონდეს. ტრადიციული ჰორმონის რეგულატორების ნაცვლად tRNA ტიპის გენებზე დამიზნებით, ჩვენ შევძელით ნაყოფის ფერის, არომატისა და კვებითი შემადგენლობის გაუმჯობესება ზრდაზე გავლენის გარეშე, მაშინ როდესაც მეტაბოლურ ინჟინერიას, როგორც წესი, უარყოფითი გავლენა აქვს ზრდაზე. ეს შედეგები მიუთითებს, რომ ფუნდამენტურ უჯრედულ გზებს შეუძლიათ დახვეწილად იმოქმედონ ნაყოფის ხარისხზე, რაც სელექციონერებს ახალ, ეფექტურ და ნაზ ინსტრუმენტებს აძლევს“.
შედეგები აჩვენებს, რომ FveIPT2 მარწყვისა და სხვა სასოფლო-სამეურნეო კულტურების ნაყოფის ხარისხის გასაუმჯობესებლად პერსპექტიული და ეფექტური მეთოდია. რადგან ეს მეთოდი ზრდის სასარგებლო პიგმენტებისა და არომატული ნაერთების შემცველობას მოსავლიანობის ან მცენარის სიცოცხლისუნარიანობის შემცირების გარეშე, ის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალი ხარისხის სასოფლო-სამეურნეო პროდუქტების მოყვანისთვის.
უფრო ფართო გაგებით, ეს კვლევა ეჭვქვეშ აყენებს იმ აზრს, რომ „ოჯახის მოვლის“ გენები მხოლოდ რუტინულ უჯრედულ პროცესებშია ჩართული. მეორად მეტაბოლიზმზე მათი გავლენის იდენტიფიცირებით, კვლევა გვთავაზობს ახალ სტრატეგიებს მოსავლიანობის გაზრდისა და ხარისხის შენარჩუნების მიზნით.
ეს სტატია მოწოდებულია ნანკინის სასოფლო-სამეურნეო უნივერსიტეტის მეცნიერებათა აკადემიის მიერ. შენიშვნა: ფორმატირებისა და სიგრძის მოთხოვნების გამო, კონტენტს შესაძლოა რედაქტირება დასჭირდეს.
გამოიწერეთ ScienceDaily-ის უფასო ელექტრონული ბიულეტენი, რათა მიიღოთ ყოველდღიური და ყოველკვირეული განახლებები და იყოთ ინფორმირებული. ან გაეცანით ჩვენს მრავალ საინფორმაციო წყაროს თქვენს RSS მკითხველში:
გაგვიზიარეთ თქვენი მოსაზრებები ScienceDaily-ზე — ჩვენ მივესალმებით ყველა კომენტარს, როგორც დადებითს, ასევე უარყოფითს. გაქვთ პრობლემები საიტის გამოყენებისას? გაქვთ რაიმე შეკითხვები?