जीनोम दोहराव पौधों के तेजी से अनुकूलन को प्रोत्साहित करता है - पौधों - जानवरों - 2020

Anonim

जस्टिन रैमसे के निष्कर्ष हाल ही में प्रकाशित हुए थे राष्ट्रीय विज्ञान - अकादमी की कार्यवाही .

जबकि लगभग सभी जानवरों में गुणसूत्रों के दो सेट होते हैं - एक सेट मातृ माता-पिता से विरासत में मिला है और दूसरा पैतृक माता-पिता से विरासत में मिला है - कई पौधे पॉलीप्लॉइड हैं, जिसका अर्थ है कि उनके पास चार या अधिक गुणसूत्र सेट हैं। सहायक प्रोफेसर जस्टिन राम्से कहते हैं, "अगर कुछ वनस्पतिविदों ने सोचा है कि पॉलीप्लॉइड में उपन्यास की विशेषताएं हैं जो उन्हें पर्यावरणीय परिवर्तन से बचने या नए आवासों को उपनिवेश बनाने की अनुमति देती हैं।" "लेकिन इस विचार का कठोरता से परीक्षण नहीं किया गया था।"

संयंत्र प्रजनकों ने पहले फसल पौधों में मकई और टमाटर की तरह पॉलीप्लोइड को प्रेरित किया, और ग्रीनहाउस या बगीचों में इसके परिणामों का मूल्यांकन किया। इस तरह के एक प्रयोगात्मक दृष्टिकोण जंगली पौधों की प्रजातियों में कभी नहीं लिया गया था, रैमसे ने कहा, इसलिए यह अज्ञात था कि प्रकृति में पॉलीप्लॉइड प्रभावित पौधे के अस्तित्व और प्रजनन को कैसे प्रभावित करता है।

रैमसे ने जंगली यारो का अध्ययन करके अपना खुद का परीक्षण करने का फैसला किया ( अकिलिया बोरेलिस ) पौधे जो कैलिफोर्निया के तट पर आम हैं। चार गुणसूत्र सेट (टेट्राप्लोइड्स) के साथ यारो, रैमसे के अध्ययन क्षेत्र के उत्तरी भाग में नम, घास के मैदानों में रहते हैं; गुणसूत्रों के छह सेट (हेक्साप्लोइड्स) के साथ यारो दक्षिण में रेतीले, टिब्बा निवास में विकसित होते हैं।

रैमसे ने उत्तर से दक्षिणी निवास स्थान में टेट्राप्लोइड यारो का प्रत्यारोपण किया और पाया कि देशी हेक्साप्लोइड यारो को प्रत्यारोपित टेट्राप्लोइड यारो पर पांच गुना जीवित रहने का लाभ मिला। इस प्रयोग ने साबित कर दिया कि दक्षिणी पौधे शुष्क परिस्थितियों में आंतरिक रूप से अनुकूलित हैं; हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं था कि गुणसूत्र संख्या में परिवर्तन, प्रति से, जिम्मेदार था। समय के साथ, प्राकृतिक हेक्साप्लोइड आबादी में डीएनए अनुक्रम में अंतर हो सकता है जिसने शुष्क आवासों में उनके प्रदर्शन में सुधार किया जहां वे अब निवास करते हैं।

उस विचार का परीक्षण करने के लिए, रैमसे ने पहली पीढ़ी के, उत्परिवर्ती हेक्साप्लोइड यारो को लिया जो एक टेट्राप्लोइड आबादी से जांच की गई थी, और उन्हें दक्षिण में रेतीले निवास स्थान पर प्रत्यारोपित किया। रैमसे ने प्रत्यारोपित यारों के प्रदर्शन की तुलना की और पाया कि हेक्साप्लोइड म्यूटेंट का उनके टेट्राप्लोइड भाई-बहनों पर 70 प्रतिशत अस्तित्व का लाभ था। क्योंकि टेट्राप्लोइड और हेक्साप्लोइड पौधों की एक साझा आनुवंशिक पृष्ठभूमि थी, जीवित रहने का अंतर गुणसूत्रों पर डीएनए अनुक्रमों के बजाय गुणसूत्र सेटों की संख्या के लिए सीधे जिम्मेदार था।

रैमसे हेक्साप्लोइड पौधों के अधिक जीवित रहने के लिए दो सिद्धांत प्रस्तुत करता है। यह हो सकता है कि डीएनए सामग्री पत्ती की सतह पर छोटे छिद्रों के उद्घाटन और समापन को विनियमित करने वाली कोशिकाओं के आकार और आकार को बदल देती है। नतीजतन, दर जिस पर पानी यारो के पत्तों से गुजरता है, गुणसूत्र सेट संख्या (प्लोडी) में वृद्धि से कम हो सकता है। रैमसे के अनुसार, एक और संभावना यह है कि गुणसूत्र सेट के अलावा पौधों की शिरापरक जीन के प्रभाव को निर्धारित करते हैं, जो मनुष्यों में सिस्टिक फाइब्रोसिस और अन्य आनुवंशिक रोगों के कारण होते हैं।

"कभी-कभी अनुकूलन तंत्र जीनों में अंतर नहीं होता है," रैमसे ने कहा, "यह गुणसूत्रों की संख्या है।" जबकि पहले वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि पॉलीप्लॉइड ने जीन परिवारों को बनाने में भूमिका निभाई है - संबंधित कार्यों के साथ जीन के समूह - वे अनिश्चित थे कि क्या गुणसूत्र दोहराव का स्वयं के अनुकूल मूल्य था।

अब, रैमसे का कहना है कि वैज्ञानिकों को "न केवल एक विकासवादी तंत्र के रूप में, बल्कि दुर्लभ और लुप्तप्राय पौधों को संरक्षित करने के लिए आनुवंशिक भिन्नता के रूप में गुणसूत्र संख्या पर अधिक ध्यान देना चाहिए।"

जीनोम दोहराव पौधों के तेजी से अनुकूलन को प्रोत्साहित करता है - पौधों - जानवरों - 2020