Biljke mogu biti temperamentne. Čak i korov duž autoputeva ili gurajući se u pukotinama betonskih trotoara može biti pod stresom dehidracijom, hladnoćom, viškom soli i još mnogo toga. Istraživači sa Univerziteta u Hirošimi identifikovali su 14 gena koje thale kres – biljka koja se obično koristi u genetskim istraživanjima pošto je njen genom dobro dokumentovan – više izražava kada reaguje na pet specifičnih stresora, kao i osam gena koje biljka potiskuje.
Objavili su svoje rezultate u časopisu Frontiers in Plant Science.
„Abiotički stres—za razliku od biotičkih stresova kao što su štetočine ili bolesti—kao što su suša, salinitet i hladnoća negativno utiču na rast biljaka i produktivnost useva. Razumevanje molekularnih mehanizama koji leže u osnovi odgovora biljaka na ove stresore je od suštinskog značaja za toleranciju na stres u useva“, rekao je odgovarajući autor Hidemasa Bono, profesor u Laboratoriji za informatiku genoma na Visokoj školi integrisanih nauka za život Univerziteta u Hirošimi. Bono je takođe povezan sa Laboratorijom za Bio-DKS u Inovacionom centru za uređivanje genoma.
„Biljni hormon apscizinska kiselina (ABA) je značajno povećan na abiotske stresore, izazivajući fiziološke odgovore da se prilagode stresu i regulišu ekspresiju gena. Iako su mnoge studije ispitivale komponente uspostavljenih puteva signalizacije stresa, malo njih je istraživalo druge nepoznate elemente.“
Da bi bolje razumeli molekularne puteve koji omogućavaju povećanje ABA, istraživački tim je analizirao javne podatke o sekvenciranju RNK na thale cress, ili Arabidopsis thaliana. Sekvenciranje RNK je tehnika koja omogućava naučnicima da identifikuju i kvantifikuju specifične sekvence genetskih instrukcija programiranih u RNK organizma. Ovi podaci mogu otkriti kako različite varijable mogu povećati ili smanjiti ekspresiju određenih gena.
Bono i njegov tim posebno su se fokusirali na pet stresnih stanja povezanih sa ABA: ABA, kada se hormon primenjuje direktno na biljku; so, koja menja način na koji biljka može da koristi vodu; dehidracija, ili koliko vode biljka ima; osmotski, kada biljne ćelije nabubre ili se neadekvatno smanjuju; i hladno.
„Studije zasnovane na podacima imaju prednost u analizi velikih i nezavisnih skupova podataka, što može dovesti do identifikacije novih ciljeva, različitih od opsežno proučavanih utvrđenih faktora i ubrzati razvoj useva tolerantnih na stres“, rekao je Bono.
Istraživači su izvršili meta-analizu 216 uparenih skupova podataka, kombinujući te rezultate istraživanja i ponovo ih analizirajući kako bi identifikovali gde se podaci mogu preklapati ili otkriti ranije nepoznate veze.
Meta-analiza je otkrila da je 14 gena obično regulisano naviše, a osam gena je obično niže regulisano u svih pet ispitanih odgovora na stres povezanih sa ABA. Bono je primetio da neki geni regulisani solju, dehidracijom i osmotskim tretmanima nisu regulisani ABA ili hladnim stresom, što sugeriše da oni mogu biti uključeni u odgovor biljke kroz drugačiji signalni put.
„Naša meta-analiza je otkrila listu gena kandidata sa nepoznatim molekularnim mehanizmima u odgovorima na stres zavisne od ABA i ABA“, rekao je Bono.
„Ovi geni bi mogli biti vrijedni resursi za odabir ciljeva za uređivanje genoma i potencijalno doprinijeti otkrivanju novih mehanizama i puteva tolerancije na stres u biljkama. Nastavićemo da razvijamo metode i koristimo podatke iz javnih baza podataka i sprovodimo komparativnu analizu iz različitih uglova kako bismo otkrili nepoznati mehanizmi odgovora na stres u biljkama.“
