Yeni Keşfedilen Gen Fotosentetik Verimliliği ve Bitki...

Resim: BSTR'nin artan ifade seviyelerine sahip transgenik melez kavak, sera koşullarında fotosentez verimliliğini ve biyokütleyi artırdı. Resim kredisi: Feyissa ve diğerleri , doi: 10.1016/j.devcel.2024.11.002.

Yeni Keşfedilen Gen Fotosentetik Verimliliği ve Bitki Üretkenliğini Artırıyor

Biyologlar, Kaliforniya kavak ağaçlarında ( Populus trichocarpa ) fotosentezi artıran ve ağaç yüksekliğini artırabilen BOOSTER adlı yeni bir gen tespit ettiler .

Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign'de araştırmacı olan ortak kıdemli yazarlardan Dr. Steven Burgess “Tarihsel olarak, birçok çalışma her koşulun sabit tutulduğu sabit durum fotosentezine odaklanmıştır,” diyor.

"Ancak bu, ışığın her zaman değişebildiği saha ortamını temsil etmiyor."

“Son yıllarda bu dinamik süreçlerin daha önemli olduğu düşünülüyor ve iyi anlaşılmıyor.”

Dr. Burgess ve meslektaşları, yeni araştırmalarında, hızlı büyüyen bir ürün olması ve biyoyakıt ile biyoürün üretimi için önde gelen bir aday olması nedeniyle kavak ağaçlarına odaklandılar.

Açık hava araştırma alanlarında yaklaşık 1.000 ağaçtan örnek alarak bunların fiziksel özelliklerini ve genetik yapılarını analiz ederek genom çapında bir ilişki çalışması (GWAS) gerçekleştirdiler.

Bitkilerin Güneş ve gölge arasında ne kadar çabuk uyum sağladığını ve çok fazla Güneş'ten kaynaklanan fazla enerjiyi hasardan kaçınmak için nasıl dağıttığını düzenleyen bir süreç olan fotosentez sönümlenmesiyle bağlantılı aday genleri aramak için GWAS popülasyonunu kullandılar.

Genlerden biri olan BOOSTER (BSTR) ise kavağa özgü olması ve çekirdek genomunda bulunmasına rağmen kloroplasttan kaynaklanan bir dizi içermesi nedeniyle sıra dışıdır.

Yazarlar, "Bu genin Rubisco içeriğini ve buna bağlı fotosentez aktivitesini artırabildiğini ve bunun sonucunda sera koşullarında yetiştirildiğinde daha uzun kutup bitkileri elde edildiğini keşfettik" dedi.

“Arazi koşullarında, BOOSTER'ın daha yüksek ifadesine sahip genotiplerin %37'ye kadar daha uzun olduğunu ve bitki başına biyokütlenin arttığını buldular .”

Araştırmacılar ayrıca model bitki Arabidopsis'e BOOSTER'ı yerleştirerek biyokütle ve tohum üretiminde artış elde ettiler.

Bu bulgu, BOOSTER'ın diğer bitkilerde de daha yüksek verim elde etme potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.

Dr. Burgess, "Bu heyecan verici bir ilk adım, ancak bunlar küçük ölçekli deneyler ve yapılacak çok iş var. Sonuçları büyük ölçekte yeniden üretebilirsek, bu genin mahsullerde biyokütle üretimini artırma potansiyeli var" dedi.

"Araştırmanın bir sonraki adımları, uzun vadeli başarıyı analiz etmek için farklı yetiştirme koşullarında bitki verimliliğini kaydederek diğer biyoenerji ve gıda bitkilerinde testler yapmayı kapsayabilir."

“GWAS çalışmasında belirlenen ve mahsulün iyileştirilmesine katkıda bulunabilecek diğer genleri de araştıracağız.”

Bulgular Developmental Cell dergisinde yayımlandı .

Biruk A. Feyissa et al. An orphan gene BOOSTER enhances photosynthetic efficiency and plant productivity. Developmental Cell, published online December 3, 2024; doi: 10.1016/j.devcel.2024.11.002

#keşfedilen #fotosentetik #verimliliği #bitki #üretkenliğini #artırıyor