مفیدترین گیاه در زمان خشکسالی کشف شد

نتایج مطالعه جدید به رهبری دانشگاه ییل آمریکا نشان داده که یک علف هرز معمولی مانند خرفه می‌تواند سرنخ‌های مهمی در مورد چگونگی ایجاد محصولات مقاوم به خشکی در جهانی که تحت ت h ثیر تغییرات آب‌وهوایی قرار دارد T ارائه دهد. به گفته کارشناسان این گیاه می‌تواند خشکسالی را تحمل کند و در عین حال بهره‌وری بالایی هم داشته باشد.

به گزارش عرشه آنلاین، اریکا ادواردز، محقق ارشد این مطالعه و استاد اکولوژی و زیست‌شناسی تکاملی در دانشگاه ییل، گفت: ویژگی‌های این گیاه از آن یک نوع «ابر گیاه» ساخته است که می‌تواند به طور بالقوه در تلاش‌هایی مانند مهندسی محصولات کشاورزی مفید باشد.

گیاهان مکانیسم‌های متفاوتی برای بهبود فتوسنتز، فرآیندی که طی آن از نور خورشید برای سنتز مواد مغذی از دی‌اکسید کربن و آب استفاده می‌کنند را تکامل داده‌اند. به عنوان مثال در حالی که ذرت و نیشکر آنچه را که به عنوان فتوسنتز C۴ شناخته می‌شود را تکامل دادند که به آن‌ها اجازه می‌دهد در دماهای بالا همچنان مولد باقی بمانند. ساکولنت‌ها مانند کاکتوس‌ها و آگاوها از نوع دیگری به نام فتوسنتز CAM استفاده می‌کنند که به آن‌ها کمک می‌کند در مناطقی مانند بیابان‌ها که آب اندکی دارد، زنده بمانند و رشد کنند.

در حالی که C۴ و CAM عملکردهای متفاوتی را انجام می‌دهند، مسیر بیوشیمیایی یکسانی را به کار می‌گیرند تا به عنوان افزونه‌ها برای فتوسنتز معمولی عمل کنند.

محققان از دریافت اینکه خرفه دارای هر دوی این سازگاری‌های تکاملی است، شگفت‌زده شدند. ویژگی منحصر به فردی که به آن امکان می‌دهد در برابر خشکسالی بسیار پربازده و انعطاف‌پذیر باشد که ترکیبی نادر برای گیاهان است.

در حالی که دانشمندان در ابتدا تصور می‌کردند C۴ و CAM به طور مستقل در برگ‌های خرفه عمل می‌کنند، تجزیه‌وتحلیل‌های ژن‌ها نشان داد فعالیت C۴ و CAM کاملا یکپارچه شده‌ و در همان سلول‌ها عمل می‌کنند و محصولات واکنش‌های CAM توسط مسیر C۴ پردازش می‌شوند. این سیستم سطوح قابل‌ توجهی از حفاظت را در هنگام خشکسالی فراهم می‌کند.

درک بهتر این مسیر متابولیک می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا روش‌های جدیدی برای مهندسی محصولاتی ابداع کنند که بتوانند در برابر خشکسالی‌های طولانی‌مدت مقاومت کنند.

این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.