Bitki biyologları, ayçiçeği yetiştiriciliğinin gün içindeki güneşi takip etmek için büyüme hormonlarına etki eden iç sirkadiyen saatlerini nasıl kullandıklarını keşfetti.
California, Davis'teki bitki biyolojisi profesörü ve dergide kıdemli bir yazar olan Stacey Harmer, “Bu, doğal bir ortamda büyümeyi modüle eden ve bitki için gerçek yankıları olan bir bitkinin saatinin ilk örneği” diyor. Bilim.
Harmer, genellikle laboratuvar fabrikasında sirkadiyen saatleri inceleyen moleküler bir biyologdur. Arabidopsiski bu ayçiçeğinden belirgin şekilde daha küçüktür. Daha önce, Harmer'in laboratuarı “saat” genleri ile büyümeyi düzenleyen bitki hormonu oksini arasında bağlantılar keşfetmişti. Ancak araştırmacılar üzerinde çalışacak bir örneğe ihtiyaç duydular ve bunu ayçiçeğinde buldular.
Yanlış yolla yüzleşmek
Büyüyen ayçiçeği güne başları doğuya bakar, gün boyunca batıya doğru sallanır ve geceleri doğuya döner.
Harmer, “Bitki zamanlamayı ve şafağın yönünü ve bana göre saat ile büyüme yolu arasında bir bağlantı kurmak için bir neden gibi görünen şeyleri öngörüyor” diyor. 1898 kadar geriye kadar olan bilim adamları bu ayçiçeği davranışını tarif etmişlerdi, ancak daha önce hiç kimse onu sirkadiyen ritimlerle ilişkilendirmeyi düşünmemişti.
Harmer'in laboratuarında doktora sonrası bir araştırmacı olan Hagop Atamian, işbirlikçi Benjamin Blackman'ın Virginia Üniversitesi'ndeki laboratuvarıyla (şu anda UC Berkeley'de) yaptığı işbirliğiyle işbirliği yapıyor. .
InnerSelf'ten En Son Haberleri Alın
Atamian, bitkileri hareket etmeyecekleri şekilde kazıklayarak ya da saksı bitkilerini her gün yanlış yere bakacak şekilde çevirerek, Atamian güneşi takip etme yeteneklerini bozabileceğini gösterdi. Güneşin ardından bitkilerde bir büyüme sağlar. Araştırmacılar, ayçiçeklerinin kazıklayamayacaklarını belirttiler, böylece biyokütle azaldı ve yaprak alanlarından daha az yaprak alanı var.
Bitkiler hareketsiz bir tepe ışıkla kapalı bir büyüme odasına taşındığında, birkaç gün ileri geri sallanmaya devam ettiler. Harmer, iç saatin sürdüğü bir mekanizmadan bekleyeceğiniz davranış türünün bu olduğunu söylüyor.
Son olarak, iç mekan bitkileri, görünür aydınlatma kaynağı gün boyunca bitişik ışıkları açıp kapatarak büyüme odası boyunca hareket ettirildiğinde tekrar “güneşi” izlemeye başladı. Bitkiler hareketi güvenilir bir şekilde izleyebilir ve yapay günün 24 saatlik bir döngüye yakın olduğu ancak geceleri 30 saatlerine yakın olduğu zamanlarda geri dönebildi.
Doğu ve Batı
Peki bitkiler gün boyunca gövdelerini nasıl hareket ettirir? Atamian saplara mürekkep noktaları koyar ve onları bir video kamerayla filme çeker. Hızlandırılmış bir videoda, noktalar arasındaki değişen mesafeyi ölçebildi.
Bitkiler güneşi takip ederken sapın doğu tarafının batı tarafından daha hızlı büyüdüğünü buldu. Geceleri, gövde diğer taraftan sallanınca batı tarafı daha hızlı büyüdü. Ekip, gündüz bitkinin güneşlenme tarafında veya gece diğer tarafında yüksek seviyelerde eksprese edilen birkaç gen tanımladı.
Harmer, ayçiçeği sapında işte iki büyüme mekanizması olduğunu söylüyor. İlki, mevcut ışığa dayalı olarak bitki için temel bir büyüme oranı belirler. Sirkadiyen saat tarafından kontrol edilen ve ışığın yönünden etkilenen ikincisi, gövdenin bir tarafta diğerinden daha fazla büyümesine ve dolayısıyla gün boyunca doğudan batıya doğru sallanmasına neden olur.
Ayçiçeği olgunlaştıkça ve çiçek açtıkça, genel büyüme yavaşlar ve bitkiler gün boyunca hareket etmeyi bırakır ve doğuya bakacak şekilde yerleşirler. Bu, genel büyümenin yavaşlaması nedeniyle sirkadiyen saatin bitkinin sabahın erken saatlerinde öğleden sonra veya akşamdan daha fazla ışığa tepki vermesini sağladığı için, gün içinde batıya doğru hareket etmeyi yavaş yavaş durduruyor gibi görünüyor.
'Sıcak çiçekler gibi arılar'
Niçin olgun ayçiçeği doğuya bakar ki? Araştırmacılar, tarlalardaki saksılarda ayçiçeği yetiştirdiler ve bir kısmını da batıya döndürdüler. Çiçekleri kızıl ötesi kamera ile ölçerek, doğuya bakan ayçiçeklerinin sabahları daha hızlı bir şekilde ısındığını ve aynı zamanda birçok tozlaşan böceğin de 5 katını çektiğini buldular. Batıya bakan çiçekleri portatif ısıtıcı ile ısıtmak, çiçeklere daha fazla tozlayıcı getirdi.
“Arılar ılık çiçekler gibi” diyor Harmer.
Programın direktörü Anne Sylvester “Tıpkı insanlar gibi bitkiler de gündüz ve gecenin günlük ritmine güveniyor” diyor. “Güneş panelleri gibi ayçiçeği güneşi doğudan batıya doğru takip ediyor. Bu araştırmacılar, ayçiçeği güneşi nasıl ve neden takip ettiklerini anlamak için ayçiçeği genomundaki bilgilere dokunuyor. ”
Kağıdın diğer yazarları UC Davis'teki Nicky Creux ve Virginia Üniversitesi'nden Evan Brown ve Austin Garner. Ulusal Bilim Vakfı'nın Bitki Genomu Araştırma Programı bu çalışmayı destekledi.
Kaynak: UC Davis
İlgili Kitaplar
{AmazonWS: searchindex = Kitaplar; anahtar kelimeler = bahçecilik; maxResults = 3}