Londonas. Remiantis naujausiais britų tyrimais, nagrinėjančiais augalų paros bioritmą koduojančius genus, koreguojant vidinį laikrodį įmanoma padidinti kultūrų derlingumą.

Earlham instituto (Jungtinė Karalystė) mokslininkai teigia, jog vieno DNR fragmento pasikeitimas gali nulemti, ar augalas bus „vyturys“ ar „pelėda“. Genetinės naujovės padėtų ūkininkams ir selekcininkams pasirinkti augalus su cirkadiniais bioritmais, kurie geriausiai tinka konkrečiam regionui. Tai ne tik nulemtų gausesnį derlių, bet ir palengvintų adaptaciją prie šylančio klimato.

Vidinis laikrodis yra kaip molekulinis metronomas, kuris sąlygoja organizmo paros bioritmus. Augaluose jis reguliuoja daugybę procesų, pradedant fotosintezės pradžia prieš aušrą baigiant žydėjimo pabaiga. Šie ritmiški modeliai priklauso nuo geografinės platumos, klimato ir metų laiko. Augalų vidiniai laikrodžiai turi prisitaikyti, kad geriausiai atitiktų vietos sąlygas.

Earlham instituto mokslininkai siekė geriau suprasti augalų bioritmų reguliaciją, kad išvestų kultūras, atsparias išoriniams aplinkos veiksniams. Komanda atliko genetinius tyrimus su Švedijoje paplitusiu vaireniu (Arabidopsis spp.), o duomenis pristatė mokslo žurnale „Plant, Cell & Environment“. 

„Augalo sveikatą įtakoja tai, kaip sinchroniškai glaudžiai jo paros laikrodis atitinka dienos ilgumą ir sezonų kaitą. Tikslus cirkadinis bioritmas suteikia pranašumų prie konkurentus, kenkėjus ir ligų sukėlėjus, – teigė tyrimo autorė dr. Hana Rys (Hannah Rees). – Mums buvo įdomu sužinoti, kaip veikia augalų vidiniai laikrodžiai Švedijoje – šalyje, kuriai būdingi dideli dienos šviesos ir klimato pokyčiai. Suprasdami cirkadinių bioritmų kaitą ir gentinius veiksnius, lemiančius prisitaikymą, galėtume veisti klimatinėms sąlygoms atsparias kultūras.“

Mokslininkai ištyrė daugiau kaip 190 vairenių atmainų genų, ieškodami skirtumų, kurie galėtų paaiškinti nevienodus paros bioritmus. Analizė atskleidė, jog vienas geno, vadinamo COR28, pokytis susijęs su vėlyvu ir ilgesniu žydėjimu, atsparumu neigiamai oro temperatūrai bei vidinio laikrodžio reguliacija.

Mokslininkai nustatė, jog tarp „vyturių“ ir „pelėdų“ vidinių laikrodžių gali būti net 10 valandų skirtumas ir tai lemia tiek geografinė platuma, tiek genetinė kilmė.

„Arabidopsis thaliana yra pavyzdinė augalų sistema. Tai – pirmasis augalas, kurio genomas buvo sekvenuotas, plačiai ištirtas cirkadinės biologijos srityje. Mūsų tyrimas yra pirmas bandymas rasti genus, atsakingus už skirtingus vidinių laikrodžių tipus. Kitas žingsnis – taikyti rastus duomenis pagrindinėms žemės ūkio kultūroms, tame tarpe bastutiniams ir kviečiams“, – teigė tyrimo vadovė dr. H. Rys.

MŪ inf.