Исследовательская группа включала Соноко ISHIKURA, MIYAJI Наоми, Адъюнкт-профессор FUJIMOTO Ryo, профессор YASUDA Такэси (все из Аспирантуры Сельскохозяйственной Науки, Университета Кобе) и доктор Элизабет С. Деннис и доктор В. Джеймс Пикок (Сельское хозяйство CSIRO, Австралия).У гибридных заводов есть качества, полезные в сельском хозяйстве, такие как увеличение биомассы и быть эластичным напряжением.
Гибридные заводы первого поколения (заводы F1) порожденный, чтобы показать эти гибридные признаки энергии широко выращены. Глобально разговор, в настоящее время кукуруза, рис и рапс является всеми гибридными культурными сортами растения F1. Это явление было обнаружено более чем 100 лет назад и зарегистрировано в Дарвине, известном На Происхождении видов.
Начинаясь с развития гибридных культурных сортов растения F1 кукурузы в начале 1900-х, ряд гибридных сельскохозяйственных зерновых культур был применен, урожаи увеличились существенно, и результаты были сопоставимы с «зеленой революцией». Однако молекулярные механизмы позади этого явления остаются неясными.
Известно, что черты завода определены ДНК, определенно комбинацией четырех оснований (последовательность оснований) (аденин), T (тимин), C (цитозин) и G (девчонка-сорванец). В последние годы ученые обнаружили, что, даже если последовательность оснований ДНК – то же самое, различные черты могут наблюдаться – как Вы видите от рассмотрения идентичных близнецов. Это измененное выражение, которое не коррелирует с изменениями в последовательности оснований, известно как эпигенетическое регулирование (в противоположность генетическому регулированию). ДНК methylation поддержалась как один пример эпигенетического регулирования.
Добавление или вычитание метила к цитозину в эукариотических организмах изменяют экспрессию гена, в то время как последовательность оснований остается неизменной. ДНК также объединяется с гистоном, чтобы сформировать структуру хроматина.
ДНК methylation и изменение в структурах хроматина, вызванных модификацией гистона, оба связаны с модификацией экспрессии гена. Недавно были многочисленные отчеты, что гибридная энергия под влиянием эпигенетического регулирования, а также генетики.
Гибридная энергия может быть замечена на образцовом заводе Arabidopsis thaliana (который принадлежит той же самой семье Cruciferae как китайские капусты). В гибриде первого поколения, пересеченном между C24 и Колумбией 0 (полковник), у завода есть увеличенная биомасса.
Однако полностью все еще не подразумевается, почему этот гибридный завод F1 показывает превосходящие особенности по сравнению со своими родителями.В этом исследовании команда использовала Arabidopsis thaliana с мутациями в гене, связанном с ДНК methylation, и подтверждая случаи гибридной энергии, они занялись расследованиями, какие гены и эпигенетические модификации, регулирующие гены, были связаны с гибридной энергией.Различные гены сотрудничают в регулировании ДНК methylation.
Среди них, когда MET1 (Methyltransferase 1, вовлеченный в поддержание CG methylation) и Политик IV (связанный с RdDM, РНК направила ДНК methylation, который вызывает de novo methylation), потерял их генетические функции, отклонения наблюдались в ДНК methylation, но не было никакого заметного эффекта на гибридную энергию. Однако в гибриде F1 созданное использование завода с нефункциональным фактором модернизации хроматина DDM1 (вовлеченный в поддержание ДНК methylation, изменяя структуру хроматина), отклонения было замечено в ДНК methylation, и уровень гибридной энергии был значительно ниже. Это продемонстрировало, что DDM1 и гибридная энергия тесно связаны, и эпигенетическая модификация, отрегулированная DDM1 (ДНК methylation), важна в гибридной энергии.
Было немного конкретных сообщений о генах, вовлеченных в гибридную энергию, но на основе этого исследования, был разъяснен один из ключевых генов для гибридной энергии.В настоящее время исследовательская группа готовится всесторонне анализировать изменения в ДНК methylation вызванный потерей функции DDM1 и сопровождающих изменений в уровне экспрессии ДНК. На основе этих результатов они планируют окончательно определить гены, которые регулируют гибридную энергию.Arabidopsis thaliana – крестоцветный завод, что означает, что знание, полученное посредством этого исследования, может быть применено к другим растениям в этой семье, таким как китайская капуста, капуста, брокколи и рапс.
Это могло потенциально использоваться, чтобы вывести высокопродуктивные культурные сорта растения урожая. Команда также исследует гибридную энергию, используя китайскую капусту.