اسرار تکاملی درخت بانیان به‌وسیله مطالعه ژنومی

به گزارش سرویس تازه های دنیای فناوری مجله تک تایمز ،

درخت موی Ficus macrocarpa ریشه‌های هوایی تولید می‌کند که ظاهر متمایزی به آن می‌بخشد. یک مطالعه جدید تغییرات ژنومی را نشان می‌دهد که به درخت اجازه می‌دهد ریشه‌هایی تولید کند که از شاخه‌های آن به وجود می‌آیند.

درخت انجیر موی Ficus microcarpa به دلیل ریشه‌های هوایی که از شاخه‌ها جوانه زده و در نهایت به خاک می‌رسد، مشهور است. این درخت همچنین یک رابطه منحصر به فرد با زنبورهایی دارد که با آن ترکیب شده و تنها حشره‌ای است که می‌تواند آن را گرده‌افشانی کند.

در یک مطالعه جدید، محققان مناطقی را در ژنوم انجیر بانی شناسایی کردند که باعث رشد ریشه‌های هوایی غیرمعمول آن می‌شود و توانایی آن را در سیگنال گرده زنبورهای زائد افزایش می‌دهد.

درختان انجیر از اولین درختانی هستند که به‌عنوان نمادهای مقدس در آیین هندو، بودیسم و ​​سایر سنت‌های معنوی ظاهر شده‌اند

این مطالعه که در مجله سل منتشر شده است. همچنین، این مطالعه یک منطقه تعیین‌کننده جنسیت را در یک درخت انجیر مرتبط یعنی Ficus hispida شناسایی می‌کند. برخلاف F. microcarpa که ریشه‌های هوایی تولید می‌کند و گل‌های نر و ماده را روی یک درخت می‌گذارد، F. hispida درختان نر و ماده متمایزی تولید می‌کند و هیچ ریشه هوایی ندارد.

ری مینگ، استاد زیست شناسی گیاهی در دانشگاه ایلینوی اوربانا در این باره گفت:

درک تاریخ تکاملی گونه‌های فیکوس و گرده‌افشان‌های زنبورهای زائد بسیار مهم است زیرا توانایی آن‌ها در تولید میوه‌های بزرگ در انواع زیستگاه‌ها، آن‌ها را به‌گونه‌ای مهم در اکثر جنگل‌های گرمسیری تبدیل می‌کند.

او یک استاد زیست شناسی گیاهی در دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین است که این مطالعه را با جین چن از آکادمی علوم چین رهبری کرد. شناخته شده است که این نوع انجیر غذای حداقل ۱۲۰۰ گونه پرنده و پستاندار را تأمین می‌کند. درختان انجیر از اولین محصولات اهلی بودند و به‌عنوان نمادهای مقدس در آیین هندو، بودیسم و ​​سایر سنت‌های معنوی ظاهر شده‌اند.

Ray-Ming

ری مینگ، استاد زیست شناسی گیاهی در دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین، یک مطالعه ژنومی بر روی درخت مو، Ficus macrocarpa و گرده‌افشان اصلی آن یعنی یک زنبور را رهبری کرد.

اشکال و اندازه بدن زنبورها دقیقاً با میوه‌های انجیر مطابقت دارد

رابطه بین انجیر و زنبورها نیز یک چالش علمی جذاب است. اشکال و اندازه بدن زنبورها دقیقاً با میوه‌های انجیر مطابقت دارد و هرگونه انجیر برای جذب گرده زنبور خاص خود، عطر خاصی تولید می‌کند.

برای درک بهتر این تحولات تکاملی، مینگ و همکارانش ژنوم این دو گونه انجیر را به همراه یک زنبور ماده‌ای که باعث گرده‌افشانی درخت موز شد، تجزیه‌وتحلیل کردند.

مینگ گفت:

هنگامی که ژنوم درختان را توالی دادیم، تکرارهای قطعه‌ای بیشتری در ژنوم درخت بنین نسبت به F. hispida که یک انجیر بدون ریشه‌های هوایی است، یافتیم. این مناطق تکراری حدود ۲۷ درصد از ژنوم را تشکیل می‌دهند.

این موضوع تکثیر تعداد ژن‌های دخیل در سنتز و انتقال اکسین ها را افزایش می‌دهد. این ژن ها گروهی از هورمون‌ها هستند که رشد گیاه را تقویت می‌کنند. مناطق تکثیرشده همچنین حاوی ژن‌های درگیر در زمینه ایمنی گیاه، تغذیه و تولید ترکیبات آلی فرار است که به گرده‌افشان‌ها سیگنال می‌دهند.

مینگ ادامه داد:

سطح اکسین در ریشه‌های هوایی پنج برابر بیشتر از برگ درختان با یا بدون ریشه‌های هوایی است. به نظر می‌رسد سطح اکسین بالا باعث تولید ریشه هوایی شده است. مناطق تکراری نیز شامل ژن‌هایی است که کد گیرنده نوری را تولید می‌کنند که تولید اکسین را تسریع می‌کند.

مینگ و همکارانش ژنی که عامل اصلی در تعیین جنسیت این نوع درخت انجیر است را شناسایی کرده‌اند

هنگامی که محققان ژنوم زنبور انجیر را مطالعه کردند و آن را با سایر زنبورهای مرتبط مقایسه کردند، آن‌ها مشاهده کردند که زنبورهای نگه‌دارنده و ژن‌های گیرنده‌های بو را حفظ می‌کنند که همان ترکیبات بدبو تولیدشده درختان انجیر را تشخیص می‌دهند. محققان گزارش دادند که این امضاهای ژنومی سیگنال هم ‌زمانی بین درختان انجیر و زنبورها است.

مینگ و همکارانش همچنین ژن مخصوص کروموزوم Y را کشف کردند که فقط در گیاهان نر F. hispida و سه گونه انجیر دیگر که گیاهان نر و ماده جداگانه تولید می‌کنند، یافت می‌شود. این شرایطی است که به‌عنوان دوجنسی شناخته می‌شود.

این ژن دو بار در ژنوم های دوگانه کپی شده بود و به گیاهان سه نسخه ژن داده شد. اما گونه‌های فیکوس که دارای گل‌های نر و ماده روی یک گیاه هستند، فقط یک نسخه از این ژن دارند. این به‌شدت نشان می‌دهد که این ژن یک عامل اصلی در تعیین جنسیت است.

بمنظور اطلاع از دیگر خبرها به صفحه اخبار فناوری اطلاعات مراجعه کنید.
منبع خبر

نوشته های مشابه

بستن