बिरुवाहरू धेरै लामो हुन्छन्, तिनीहरूका प्रत्येक पातहरूमा सूर्यको किरण पहुँच गर्न अनुमति दिन झुक्छन्। शताब्दीयौंदेखि यो घटनालाई अवलोकन गर्दै पनि, वैज्ञानिकहरूले यसलाई पूर्ण रूपमा बुझेका छैनन्। अब साल्क इन्स्टिच्युटका वैज्ञानिकहरूले पत्ता लगाएका छन् कि दुई बिरुवा कारकहरू - प्रोटीन PIF7 र वृद्धि हार्मोन अक्सिन - बिरुवाहरू छायामा हुँदा र एकै समयमा उच्च तापक्रममा पर्दा वृद्धिलाई गति दिने ट्रिगरहरू हुन्। संस्थानको आधिकारिक वेबसाइट.
अगस्ट २९, २०२२ मा नेचर कम्युनिकेसन्स जर्नलमा प्रकाशित भएको निष्कर्षले ग्लोबल वार्मिङले बालीहरूलाई नोक्सान गर्ने बावजुद बिरुवाहरूले जलवायु परिवर्तनलाई कसरी प्रतिक्रिया दिने र उत्पादन बढाउने भनेर भविष्यवाणी गर्न वैज्ञानिकहरूलाई मद्दत गर्नेछ।
"अहिले, हामी एक निश्चित घनत्वमा बाली उब्जाउँदैछौं, तर हाम्रो नतिजाले जलवायु परिवर्तनको रूपमा बोटबिरुवाको वृद्धिलाई अनुकूलन गर्न त्यो घनत्व घटाउनु पर्ने देखाउँछ," वरिष्ठ लेखक प्रोफेसर जोआन चोरी भन्छन्, साल्क इन्स्टिच्युटको प्लान्ट मोलिक्युलरका निर्देशक। र सेल जीवविज्ञान प्रयोगशाला र हावर्ड, ह्युजेस मेडिकल इन्स्टिच्युटका अनुसन्धानकर्ता। "बिरुवाहरूले प्रकाश र तापक्रममा कसरी प्रतिक्रिया दिन्छन् भन्ने आणविक आधार बुझ्दा हामीलाई उत्तम उत्पादन उत्पादन गर्न रोपण घनत्वलाई राम्रोसँग मिलाउन अनुमति दिनेछ।"
अंकुरणको समयमा, बिरुवाहरूले चाँडै आफ्नो डाँठहरू माटोको माध्यमबाट तोड्न र सकेसम्म चाँडो सूर्यको किरण कब्जा गर्नको लागि लम्बाई दिन्छ। सामान्यतया, सूर्यको किरणको सम्पर्कमा आएपछि काण्डले आफ्नो वृद्धिलाई सुस्त बनाउँछ। तर यदि बिरुवाले सूर्यको किरणको लागि वरपरका बिरुवाहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्छ वा बढ्दो तापक्रमको प्रतिक्रियामा तातो जमिन र बिरुवाको पातहरू बीचको दूरी बढाउँछ भने डाँठ चाँडै लम्बिन सक्छ। जबकि दुबै वातावरणीय अवस्थाहरू - छायांकन र उच्च तापमान - स्टेमको वृद्धिलाई उत्तेजित गर्दछ, तिनीहरूले उत्पादन पनि घटाउँछन्।
यस अध्ययनमा, वैज्ञानिकहरूले एकै समयमा छाया र तातो तापक्रममा बढ्ने बिरुवाहरूको तुलना गरे - उच्च रोपण घनत्व र जलवायु परिवर्तनको नक्कल गर्ने अवस्थाहरू। वैज्ञानिकहरूले मोडेल बोट Arabidopsis thaliana, साथै टमाटर र सुर्तीको नजिकको नातेदार प्रयोग गरे, किनभने तिनीहरूले यी तीनवटा बोट प्रजातिहरू यी वातावरणीय अवस्थाहरूबाट समान रूपमा प्रभावित छन् कि भनेर हेर्न इच्छुक थिए।
सबै तीन प्रजातिहरूमा, अन्वेषकहरूको टोलीले पत्ता लगायो कि बिरुवाहरू धेरै अग्लो भएका थिए जब तिनीहरूले छिमेकी बोटबिरुवाहरूले सिर्जना गरेको छायाबाट बच्न प्रयास गरे र उच्च तापक्रमको सम्पर्कमा आए। आणविक स्तरमा, अन्वेषकहरूले पत्ता लगाए कि PIF7 ट्रान्सक्रिप्शन कारक, एक प्रोटिन जसले जीनहरू खोल्न र बन्द गर्न मद्दत गर्दछ, विकासलाई बढावा दिन मद्दत गर्दछ। उनीहरूले यो पनि फेला पारे कि अक्सिन, एक वृद्धि हार्मोनको स्तर बढ्यो जब बालीहरूले छिमेकी बिरुवाहरू फेला पारे, जसले एकै साथ उच्च तापमानको प्रतिक्रियामा वृद्धिलाई बढावा दिन्छ। यो synergistic PIF7-auxin मार्गले बिरुवाहरूलाई उनीहरूको वातावरणमा प्रतिक्रिया दिन र उत्तम बढ्दो अवस्थाहरूको खोजीमा अनुकूलन गर्न अनुमति दियो।
एक सम्बन्धित ट्रान्सक्रिप्शन कारक, PIF4, उच्च तापमानमा स्टेम विस्तारलाई पनि उत्तेजित गर्दछ। यद्यपि, छाया र उच्च तापमानको संयोजनको साथ, यो कारकले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेलेको छैन।
"हामी छक्क पर्यौं कि PIF4 ले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्दैन किनभने अघिल्लो अध्ययनहरूले सम्बन्धित वृद्धि परिस्थितिहरूमा यो कारकको महत्त्व देखाएको छ," अध्ययनका पहिलो लेखक योगेभ बुर्को भन्छन्, साल्क इन्स्टिच्युटका अनुसन्धानकर्ता र एक सहयोगी प्राध्यापक। इजरायल ज्वालामुखी संस्थान मा कृषि अनुसन्धान को लागी संगठन। "यस प्लान्टको लागि PIF7 प्रमुख वृद्धि चालक हो भन्ने तथ्य एक वास्तविक आश्चर्य थियो। यस नयाँ ज्ञानको साथ, हामी उनीहरूलाई जलवायु परिवर्तनसँग अनुकूलन गर्न मद्दत गर्न विभिन्न बालीहरूको वृद्धि प्रतिक्रियालाई राम्रो बनाउने आशा गर्दछौं। ”
अन्वेषकहरूले विश्वास गर्छन् कि त्यहाँ अर्को कारक पत्ता लगाउन बाँकी छ जसले PIF7 र auxin को प्रभावलाई बढाउँछ। तिनीहरू भविष्यका अध्ययनहरूमा यो अज्ञात कारक अन्वेषण गर्ने आशा गर्छन्। Berko को प्रयोगशालाले यो बाटो बालीमा कसरी अनुकूलित गर्न सकिन्छ भनेर पनि अध्ययन गर्नेछ।
"विश्वव्यापी तापक्रम बढ्दै गएको छ, त्यसैले हामीलाई यी नयाँ परिस्थितिहरूमा बढ्न सक्ने खाद्य बालीहरू चाहिन्छ," चोरी भन्छन्, साल्क प्लान्ट युज इनिसिएटिभका सह-नेता र होवार्ड एच र प्लान्ट बायोलोजीका मरियम आर. न्यूम्यान चेयर। "हामीले उच्च तापक्रममा बोटबिरुवाको वृद्धिलाई नियमन गर्ने मुख्य कारकहरू पहिचान गरेका छौं, जसले हामीलाई भविष्यका पुस्ताहरूलाई खुवाउन थप उत्पादक बालीहरू उब्जाउन मद्दत गर्नेछ।"