Vendel, Irén, Kleopátra2020. október 20., kedd
Tudomány

Algagének segítik megérteni az első szárazföldi növényeket

National Geographic Magyarország

Miként sikerült az első növényeknek alkalmazkodni a szárazföldi élethez? E kérdést a legközelebbi alga rokon génjeiből igyekezett megválaszolni egy új kutatás.

Forrás: Cornell University

A Cornell Egyetem növénybiológus professzora, Jocelyn Rose vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport a Penium margaritaceum nevű karofita alga genomját tárta fel, ezek az édesvízi algák a szárazföldi növények legközelebbi rokonai, a közös ős kb. 600 millió éve élt.

A szárazföld számtalan kihívás elé állította a növényeket: meg kellett magukat óvni a kiszáradástól, az ultraibolya sugárzástól, és még támasztékot is kellett fejleszteniük, hisz a víz felhajtóereje a szárazföldön már nem tartotta őket. A kutatók most az alga genomjában mindezen alkalmazkodásra találtak jeleket.

„Eddig szinte semmit se tudtunk a szárazföldi növények közvetlen elődjének genomjáról” – mondta Jocelyn Rose. „Most viszont bepillanthatunk az algák és a növények közös ősébe, s ez lehetővé teszi nekünk, növénybiológusoknak, hogy kiderítsük a szárazföldi növények molekuláris útvonalait, fejlődési rendszereit, biológiai folyamatait. Így aztán soha korábban nem ismert részleteket deríthetünk ki a szárazföld meghódításáról.

Habár a karofiták számos faja elágazó formában nő, ebben külsőre hasonlítanak a szárazföldi növényekhez, azonban a molekuláris elemzésekből tudjuk, hogy a közös őst nem köztük, hanem az egyszerű egysejtűek, és a filamentumok szálakban növekvők körében kell keresni. „Kíváncsiak voltunk, vajon milyen evolúciós előnyt jelentett ez az egyszerűbb alak. A Penium algák az édesvizek partja közelében élnek, ahol időnként kiszáradhatnak, majd később újra hidratálódnak, úgy tűnik, ez az ismétlődés volt a kulcstényező” – mondta Rose.

A Penium genomjában rengeteg ismétlődő, illetve hulladék (nem-kódoló) szakasz van, ez pedig kihívást jelentett a kutatóknak. Végül többféle technika ötvözésével sikerült a teljes genomot feltérképezni, s emellett arra is fényt derítettek, hogy mely gének kapcsolódnak ki illetve be egyes stressztényezők hatására.

Zhangjun Fei bioinformatikus, a kutatás másik vezetője, a Boyce Thompson Intézet adjunktusa, aki a szekvenálást és a kutatás számítástechnikai irányítását végezte, elmondta, hogy a Penium alga genomja hatalmas, nagyobb, mint a hírhedten óriási kukorica, vagy emberi genom. „Az egyik legfontosabb eredmény volt, hogy megtaláltuk az ultraibolya elleni védelmet biztosító flavonidokat.”

Rose hozzátette: „Korábban úgy tudtuk, hogy ezek az anyagok csak a szárazföldi növényekben vannak már jelen, most viszont nemcsak magukat a kémiai anyagokat, hanem az előállításukhoz szükséges molekuláris útvonal részeit is megtaláltuk.”

Azonosítottak továbbá olyan hormonális szabályozó rendszert képviselő géneket is, amelyeket eddig szintén csak a szárazföldi növényekből ismertünk, illetve, a kiszáradás ellen óvó rendszert is, a vele járó nyálkatermeléssel együtt. Rábukkantak a sejtfalak szerkezeti megerősítését irányító, a növények tartásában fontos génekre is.

„Ez csak egy egysejtű, de hatalmas mennyiségű, a sejtfal módosításában tevékeny fehérjével rendelkezik. A sejtfal szabályozásában, annak dinamikai és biomechanikai tulajdonságaiban igencsak összetett, a soksejtűekre jellemző tulajdonságai vannak” – magyarázta Rose. A kutatócsoport szeretne a továbbiakban más karofiták genomjában is hasonlóan alapos elemzéseket végezni majd.

A kutatók úgy vélik, a Penium genomjának ismerete számos új kutatási irányt tesz majd lehetővé, amelyek eredményei a haszonnövényeink termesztésében is fontosak lehetnek.

Hozzászólások

Orrszarvúak éltek egykor a Tibeti-fennsíkon

Orrszarvúak éltek egykor a Tibeti-fennsíkon

A térség klimatikus átalakulása, illetve az emberek együttesen járultak hozzá az állatok eltűnéséhez.

Négy év múlva indulhat először a SpaceX a Marsra

Négy év múlva indulhat először a SpaceX a Marsra

A SpaceX alapítója és vezérigazgatója, Elon Musk hajlamos túlzásokba esni, a Starship nevű űrhajórendszer fejlesztése ugyanakkor valóban jól halad.

Egyre kevesebb teknőst látnak a Brit-szigeteknél

Egyre kevesebb teknőst látnak a Brit-szigeteknél

Az észlelések számának csökkenése nem feltétlenül negatívum, hiszen a halászhajók kiszorulásának következménye is lehet.

Így változik a kutyák személyisége az életük során

Így változik a kutyák személyisége az életük során

A kutyák személyisége változik a korral, de a különböző személyiségvonások nem azonos ütemben.

Egy kardfogú macska genetikai elemzése

Egy kardfogú macska genetikai elemzése

A mamutok és az óriáslajhárok mellett a kardfogú macskák a pleisztocén legismertebb állatai.

National Geographic 2020. szeptemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 960 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket