Работа, которая появляется по своей природе Коммуникации 24 мая 2017, могла привести к улучшенной урожайности для фермеров и более богатых диетических источников железа для животных и людей.«Почти вся жизнь на Земле основана на заводах – животные едят заводы, и мы едим животных или заводы», говорит Вольфганг Буш, адъюнкт-профессор на Заводе Солка Молекулярная и Клеточная Лаборатория Биологии и ведущий автор новой бумаги. «Для нас очень важно понять, как заводы решают проблему получения железа, потому что даже при том, что это вообще в изобилии на Земле, форма, которую могут использовать заводы, на самом деле недостаточна».
Текущая работа, во главе с Бушем и включая исследователей от Института Грегора Менделя Австрии Молекулярной Биологии Завода (где Буш раньше базировался), сосредоточенный на хорошо изученном сорняке Арабидопсис thaliana, родственник капусты и горчицы. Они получили семена Арабидопсиса из напряжений, которые естественно происходят на всей территории Швеции, у которой есть множество почв включая некоторых, которые являются очень низкими в железе. Команда особенно интересовалась напряжениями, которые приспособились к почвам низкого железа и могут вырастить длинный корень (маркер здоровья) даже в том плохом состоянии.Исследователи вырастили семена в условиях низкого железа, измерив их рост корня по пути.
Они тогда использовали ультрасовременный метод, названный Genome Wide Association Study (GWAS), которое связывает гены с чертой интереса – в этой длине корня случая. Ген под названием FRO2 выделился как наличие сильной связи, чтобы внедрить длину.
Различные версии гена FRO2 («варианты») попали в две группы, те, которые были связаны с коротким корнем и теми, которые были связаны с длинным корнем.Чтобы узнать, вызывали ли варианты FRO2 на самом деле различие (вместо того, чтобы просто быть связанными с ним), команда вырастила семена, чей ген FRO2 был дезактивирован.
У всех заводов, на которых ген FRO2 был дезактивирован теперь, были чахлые корни. Команды тогда помещают или один вариант или другой вариант гена, въезжают задним ходом и снова вырастил растения в условиях низкого железа.
Варианты для длинных корней стали лучше, чем варианты для коротких корней. Вместе, эксперименты показали, что, действительно, генетические варианты, которые присуждают более высокую деятельность гена FRO2, могут в основном быть ответственны за рост корня и здоровье растений в условиях низкого железа. (При нормальных условиях не активирован FRO2.)«Мы думали при помощи географически ограниченного набора напряжений Arabidopsis thaliana, мы могли обратиться к местной адаптации завода относительно роста корня под дефицитом железа – и мы сделали», говорит Сэнтош Сэтбхай, научный сотрудник Salk и первый автор статьи. «Мы надеемся, что сельскохозяйственное сообщество может извлечь выгоду из этой информации».Ген FRO2 характерен для всех заводов, таким образом повышая его выражение в продовольственных зерновых культурах или находя варианты, которые процветают в бедных почвах, могло быть важно для увеличения урожайности перед лицом прироста населения и угроз глобального потепления пахотной земле.
«По крайней мере два миллиарда человек во всем мире в настоящее время страдают от дефицита железа. Что-либо, что мы можем сделать, чтобы улучшить содержание железа в заводах, поможет большому количеству людей», добавляет Буш.