فرایند تکامل اندازه میوه در گیاه گوجه فرنگی
نقشه برداری ژن های کنترل کننده ی اندازه ی میوه در گوجه
نقشه برداری ژن های کنترل کننده ی اندازه ی میوه در گوجه
و دیگر گیاهان تیره سیب زمینی
گوجه های پرورشی گاهی تا هزار برابر بزرگتر از میوه های خویشاوندان وحشی خود هستند! این میوه ها چگونه تا این اندازه بزرگ شده اند؟ گیاهان کاشتنی میوه،دانه و غده های بزرگتری دارند چون انسان های نخستین شکارچی هنگام جست و جوی خوراک آن ها را برمیگزیدند. امروزه گوجه علاوه بر اندازه به خاطر ریخت،بافت،مزه،ترکیب مواد غذایی و مدت زمان قابل نگه داری بودن پرورش داده میشود.از آنجایی که بیشتر این ویژگی ها نتیجه فعالییت هم زمان بسیاری از ژن ها هستند،بررسی آن ها در گیاه گوجه فرنگی دشوار بوده است.این ژن ها بسیار به هم نزدیک بوده و در بخشی از کروموزوم به نام Loci یا بخش هایی دیگر با گروهی از ژن ها که بر یک صفت ویژه به نام صفات کمیLoci یا (QTL(quantitative trait lociاثرمیگذارند یافت میشوند.(صفات کمی صفاتی هستند که ژن های زیادی آن ها را کنترل می کنند و میان فنوتیپ های آن ها تمایز مشخصی دیده نمیشود.این صفات به شدت تحت تاثیر محیط هستند.م)اگر صفتی را تنها یک ژن کنترل کند بررسی آن آسان است.اما صفات کمی مانند رنگ پوست و چشم در انسان و اندازه ی میوه در گوجه فرنگی به آسانی و با آمیزش صفات گوناگون قابل تشخیص نیستند.امروزه با روش هایی مانند بررسی زنجیره ی ژنی (genome sequencing ) و دیگر روش های ژنتیک بخش هایی ا ز ژنوم را که دارای QTL هستند آسان تر از گذشته میتوان نقشه برداری و کلون کرد.برای شناسایی ژن های مشابه در دیگر گونه ها می توان این نقشه های ژنتیکی را با ژنوم دیگر گیاهان مقایسه کرد.به کمک این دانش پرورش دهنده گان میتوانند گوجه و دیگر گیاهان خوراکی تیره سیب زمینی را که هنوز به خوبی شناخته نشده اند بهبود دهند.
گوجه های پرورشی گاهی تا هزار برابر بزرگتر از میوه های خویشاوندان وحشی خود هستند! این میوه ها چگونه تا این اندازه بزرگ شده اند؟ گیاهان کاشتنی میوه،دانه و غده های بزرگتری دارند چون انسان های نخستین شکارچی هنگام جست و جوی خوراک آن ها را برمیگزیدند. امروزه گوجه علاوه بر اندازه به خاطر ریخت،بافت،مزه،ترکیب مواد غذایی و مدت زمان قابل نگه داری بودن پرورش داده میشود.از آنجایی که بیشتر این ویژگی ها نتیجه فعالییت هم زمان بسیاری از ژن ها هستند،بررسی آن ها در گیاه گوجه فرنگی دشوار بوده است.این ژن ها بسیار به هم نزدیک بوده و در بخشی از کروموزوم به نام Loci یا بخش هایی دیگر با گروهی از ژن ها که بر یک صفت ویژه به نام صفات کمیLoci یا (QTL(quantitative trait lociاثرمیگذارند یافت میشوند.(صفات کمی صفاتی هستند که ژن های زیادی آن ها را کنترل می کنند و میان فنوتیپ های آن ها تمایز مشخصی دیده نمیشود.این صفات به شدت تحت تاثیر محیط هستند.م)اگر صفتی را تنها یک ژن کنترل کند بررسی آن آسان است.اما صفات کمی مانند رنگ پوست و چشم در انسان و اندازه ی میوه در گوجه فرنگی به آسانی و با آمیزش صفات گوناگون قابل تشخیص نیستند.امروزه با روش هایی مانند بررسی زنجیره ی ژنی (genome sequencing ) و دیگر روش های ژنتیک بخش هایی ا ز ژنوم را که دارای QTL هستند آسان تر از گذشته میتوان نقشه برداری و کلون کرد.برای شناسایی ژن های مشابه در دیگر گونه ها می توان این نقشه های ژنتیکی را با ژنوم دیگر گیاهان مقایسه کرد.به کمک این دانش پرورش دهنده گان میتوانند گوجه و دیگر گیاهان خوراکی تیره سیب زمینی را که هنوز به خوبی شناخته نشده اند بهبود دهند.
گوجه (Solanum lycopersicum)یکی از گیاهان تیره ی سیب زمینی یا تاجریزی است.گیاهانی مانند سیب زمینی،بادنجان،تنباکو و فلفل هم در این تیره هستند.منشاء گوجه و دیگر گیاهان تیره تاجریزی شمال کوه های آند در آمریکاست که هنوز هم در آنجا گیاهان بومی و وحشی این تیره میرویند.
گروهی از پژوهشگران در حال به کار گیری داده های به دست آمده از پروژه ی جهانی ژنوم گوجه فرنگی هستند تا از آن به عنوان یک ابزار ژنتیک ساختاری برای کلون سازی و توصیف ژن های مهم و QTLهای مسئول بزرگی میوه گوجه فرنگی استفاده کنند.نخستین QTL کشف شده به نام Fw2.2 که برای نخستین بار در گیاهان کلون شد ممکن است محل یکی از تازه ترین جهش ها در گیاه گوجه فرنگی باشد که منجر به گزینش و پرورش آن توسط انسان گردیده است.
کلون سازی و بررسی این جایگا ه ها کد های پروتئینی را آشکار کرده که با ساختن ماده ای از تقسیم سلولی جلوگیری می کنند.با تغیییر دادن کدها ساخت این ماده کاهش یافته یا متوقف میشود.به این ترتیب تقسیم سلولی در فرایند تکامل میوه افزایش یافته و میوه بزرگ تر خواهد شد.البته Fw2.2و ژن های دخیل در چرخه ی سلول و تقسیم آن تنها مسئول کنترل اندازه ی میوه نیستند. دو ژن دیگر هم با تاثیر گذاشتن بر تعداد برچه ها(بخش های ماده ی گل) بر اندازه ی میوه تاثیر میگذارند.
تخمدان بیشتر گوجه های وحشی دو تا چهار خانه دارد.در حالی که تخمدان گوجه های پرورشی بیش ازهفت خانه دارد.این تفاوت میتواند تا 50 درصد اندازه ی میوه را بزرگ تر کند.بررسی ها نشان میدهد QTL بزرگ کننده ی میوه ی گوجه فرنگی رونویسی DNA به RNAرا کنترل میکند.بر اثر جهش هیچ تغییری در بخشی از ژن که پروتئین را کد میکند ایجاد نشده است. جهش تنها باعث افزایش بخشی به نخستین اینترون ژن شده است.اینترون ها بخشی از کد پروتئینی ژن نیستند و پیش از ترجمه از زنجیره ی RNAحذف میشوند اما از نظر ساختاری و کاری که انجام میدهند مهم اند.وقوع جهش افزایشی در بخش اینترون ژن کنترل کننده ی اندازه ی میوه در گوجه فرنگی رونویسی آن را کاهش میدهد.
بررسی های بیشتری که بر روی این ژن در گوجه و واریته های وحشی(که به نظر میرسید جهش در آن ها رخ نداده است) انجام شد،نشان داد که این جهش به تازگی در گیاه گوجه فرنگی رخ داده و به خاطر انتخاب گوجه هایی که میوه بزرگتر دارند توسط انسان به سرعت گسترش یافته است.
آزمایش های ژنتیکی دیگری هم بر روی گونه های معروف و کمتر شناخته شده ی تیره ی سیب زمینی در حال انجام است.دانشی را که با انجام این آزمایش ها بدست می آید می توان برای افزایش محصول و بازدهی دیگر گیاهان تیره سیب زمینی به کار گرفت.
برگرفته از سایت جامعه ي علوم زراعی آمریکا
گروهی از پژوهشگران در حال به کار گیری داده های به دست آمده از پروژه ی جهانی ژنوم گوجه فرنگی هستند تا از آن به عنوان یک ابزار ژنتیک ساختاری برای کلون سازی و توصیف ژن های مهم و QTLهای مسئول بزرگی میوه گوجه فرنگی استفاده کنند.نخستین QTL کشف شده به نام Fw2.2 که برای نخستین بار در گیاهان کلون شد ممکن است محل یکی از تازه ترین جهش ها در گیاه گوجه فرنگی باشد که منجر به گزینش و پرورش آن توسط انسان گردیده است.
کلون سازی و بررسی این جایگا ه ها کد های پروتئینی را آشکار کرده که با ساختن ماده ای از تقسیم سلولی جلوگیری می کنند.با تغیییر دادن کدها ساخت این ماده کاهش یافته یا متوقف میشود.به این ترتیب تقسیم سلولی در فرایند تکامل میوه افزایش یافته و میوه بزرگ تر خواهد شد.البته Fw2.2و ژن های دخیل در چرخه ی سلول و تقسیم آن تنها مسئول کنترل اندازه ی میوه نیستند. دو ژن دیگر هم با تاثیر گذاشتن بر تعداد برچه ها(بخش های ماده ی گل) بر اندازه ی میوه تاثیر میگذارند.
تخمدان بیشتر گوجه های وحشی دو تا چهار خانه دارد.در حالی که تخمدان گوجه های پرورشی بیش ازهفت خانه دارد.این تفاوت میتواند تا 50 درصد اندازه ی میوه را بزرگ تر کند.بررسی ها نشان میدهد QTL بزرگ کننده ی میوه ی گوجه فرنگی رونویسی DNA به RNAرا کنترل میکند.بر اثر جهش هیچ تغییری در بخشی از ژن که پروتئین را کد میکند ایجاد نشده است. جهش تنها باعث افزایش بخشی به نخستین اینترون ژن شده است.اینترون ها بخشی از کد پروتئینی ژن نیستند و پیش از ترجمه از زنجیره ی RNAحذف میشوند اما از نظر ساختاری و کاری که انجام میدهند مهم اند.وقوع جهش افزایشی در بخش اینترون ژن کنترل کننده ی اندازه ی میوه در گوجه فرنگی رونویسی آن را کاهش میدهد.
بررسی های بیشتری که بر روی این ژن در گوجه و واریته های وحشی(که به نظر میرسید جهش در آن ها رخ نداده است) انجام شد،نشان داد که این جهش به تازگی در گیاه گوجه فرنگی رخ داده و به خاطر انتخاب گوجه هایی که میوه بزرگتر دارند توسط انسان به سرعت گسترش یافته است.
آزمایش های ژنتیکی دیگری هم بر روی گونه های معروف و کمتر شناخته شده ی تیره ی سیب زمینی در حال انجام است.دانشی را که با انجام این آزمایش ها بدست می آید می توان برای افزایش محصول و بازدهی دیگر گیاهان تیره سیب زمینی به کار گرفت.
برگرفته از سایت جامعه ي علوم زراعی آمریکا
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر