Uluslararası bir araştırma ekibi, arpa bitkilerinde, sıcaklık arttıkça mahsul yetiştiricilerinin yüksek verim elde etmesine yardımcı olabilecek yeni bir mekanizma belirledi. Değişen çevre koşullarına oldukça duyarlı tahıl üretimi ile yükselen sıcaklıkların her bitkide üretilebilecek tohum sayısını azalttığı bilinmektedir. Bu çözüm, tahılın hasat edildiği üreme yapısı olan her bir “başak” üzerindeki çiçek veya dal sayısını artırmaktır.
Nature Plants’te yayınlanan bir çalışmada , Adelaide Üniversitesi’nin Waite Araştırma Enstitüsü’nden Profesör Dabing Zhang ve Şanghay Jiao Tong Üniversitesi’nin Bitki Bilimi ve Yetiştiriciliği için Ortak Laboratuvarı’nın önderlik ettiği araştırma, yüksek sıcaklıklara yanıt veren bitkilerde üreme mekanizmaları yoluyla tohum üretimini artırma olasılığını araştırdı. Adelaide Üniversitesi Waite Araştırma Enstitüsü’nden baş yazar Dr. Gang Li, “Buğday ve arpa gibi tahıl ürünleri Avustralya ekonomisi için 12 milyar doların üzerinde bir değere sahip” dedi.
“Daha yüksek sıcaklıklarda bitki başına üretilen tahıl miktarını kontrol eden genler, özellikle değişen çevre koşulları karşısında, yetiştiriciler ve araştırmacılar için gerçekten önemli hedeflerdir. “Hububatlar arasındaki biyolojik yapıların çeşitliliğinden sıcaklık gibi çevresel ipuçlarının sorumlu olduğu uzun zamandır varsayılıyor. Ancak yapısal değişikliklerin arkasındaki mekanizmalar bilinmiyor, bu yüzden bu çalışma büyük bir öneme sahip.”
Araştırmada, Profesör Zhang’ın ekibi, HvMADS1 olarak bilinen bir arpa proteininin, yüksek sıcaklıklara tepki olarak her bir başakta üretilen çiçek sayısını düzenlediği yeni bir mekanizma buldu. Araştırmacılar, HvMADS1’in yüksek ortam sıcaklıklarında dalsız bir arpa artışının korunmasında kritik olduğunu gösterebildiler.
Araştırmacılar, yüksek verimli bir genom düzenleme tekniği kullanarak, HvMADS1 işlevinden yoksun yeni bitkiler üretebildiler. Bu da, yüksek ortam sıcaklıklarında daha fazla çiçek taşıyan dalsız bir arpa başağını dallı bir yapıya etkili bir şekilde dönüştürdü. Dr. Li, “Bu, sonuçta bitki başına daha fazla tahıl üretimiyle sonuçlanabilir” dedi.
Waite Araştırma Enstitüsü Müdür Yardımcısı Doçent Yardımcı Doçent Matthew Tucker şunları söyledi: “Bu çalışma, bu protein ailesinin termal değişime yanıt verme ve çiçeklerin bir gövde üzerindeki kompozisyonunu yönlendirmedeki yeni rolünü ortaya koyuyor.
“Küresel olarak tahmin edilen kısa ila orta sıcaklık artışları ile, bitki bilimcileri ve yetiştiricileri, artan popülasyonları daha yüksek sıcaklıklarda beslemek için gereken mahsul verimini elde etmek için önlerinde büyük bir zorlukla karşı karşıyalar. “Sıcaklığa yanıt olarak bilim insanları, arzu edilen bitki özelliklerini destekleyen genleri daha iyi anlayarak, üretkenliği sürdürmek için iklim açısından akıllı bitkilerin üremesi hakkında fikir verebilirler.”
Araştırmacılar, bu çalışmanın, ısı toleransı ve yüksek verim arasındaki geleneksel uzlaşmanın üstesinden gelmek için mahsul yetiştirme potansiyeli için yeni yollar sağladığını söylüyor. Doçent Tucker, “Bu işbirlikçi araştırma , temel bilimsel atılımlar sağlamada uluslararası ortaklıkların önemini ve Adelaide Üniversitesi’ndeki Waite Araştırma Enstitüsü’nde rutin olarak kullanılan mahsullerde gen düzenleme stratejilerinin değerini gösteriyor” dedi.
