Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
My się suszy nie boimy
My się suszy nie boimy
Wydłużenie okresu suszy przy rosnących temperaturach oraz zmniejszeniu dostępu do zasobów słodkiej wody rodzi obowiązek przeprowadzenia daleko idących zmian w rolnictwie. Dotyczą one m.in. tworzenia nowych roślin uprawnych znoszących trudne warunki środowiskowe. Naukowcy testują transgeniczne rośliny, w których możliwa jest kontrola zużycia wody, poprzez wprowadzenie receptora PYR1.

Mechanizm regulacji roślinnej transpiracji opiera się na zmianie regulacji funkcji aparatu szparkowego. Przy deficycie wody, rośliny produkują zwiększone ilości kwasu abscysynowego (ang. abscisic acid - ABA). Związek ten wpływa na zwiększenie zużycia wody oraz tolerancji na warunki stresowe. Tym samym receptory ABA stały się dogodnym celem w opracowaniu modyfikacji w organizmach roślinnych, w celu tworzenia odmian opornych na niekorzystne warunki środowiskowe, w tym suszę.  Jedną z atrakcyjnych metod kontroli wykorzystywana wody jest opracowanie związków aktywujących receptory ABA.  Innym podejściem jest tworzenie modyfikowanych receptorów tego typu, na które oddziałują odpowiednio zsyntetyzowane substancje chemiczne.

Fitohormon ABA odgrywa zasadniczą rolę w regulacji wykorzystywania wody oraz tolerancji na suszę. Ścieżka sygnalizacyjna składa się z odpowiedniego receptora, fosfataz oraz kinaz pośredniczących. Receptor ABA kontroluje aktywność podrodziny trzech powiązanych kinaz białkowych SNF1, w odpowiedzi na stres środowiskowy. Wzrost stężenia tej cząsteczki warunkuje jej wiązanie do odpowiedniego receptora ABA, stabilizuje jego aktywną konformację oraz oddziaływanie i inhibicję PP2Cs. Doprowadza to do akumulacji aktywnej formy kinazy SnRK2, która bezpośrednio kontroluje powolny kanał anionowy 1, odpowiedzialny za regulację aktywności aparatu szparkowego.

Naukowcy zajmują się obecnie analizą receptora PYR 1 (ang. pyrabactin resistance 1). Charakteryzuje się on nanomolarną wrażliwością na nawet niewielki stężenia substancji agrochemicznej – mandipropamidu.  Wykazuje  skuteczność w kontroli zużywania wody przez rośliny, a co za tym idzie zwiększoną tolerancję na suszę w tak stworzonych roślinach transgenicznych.

Przeprowadzone analizy wykazały selektywną kontrolę agrochemicznej sygnalizacji ABA w Arabidopsis przy użyciu zsyntetyzowanego receptora PYR1. To nowe narzędzie może być używane do sterowania zużycia wody oraz oporności na niekorzystne warunki środowiskowe. Co więcej, z zastosowaniem tej technologii możliwe jest modyfikowanie innych typów receptorów ABA w taki sposób, że poszczególni członkowie rodziny mogą być selektywnie aktywowani, co ułatwia analizę funkcjonowania na poziomie całych roślin czy komórek specyficznych dla danego typu.

Badania krystalograficzne dostarczyły informacji o przestrzennej budowie oraz łatwości oddziaływania chemicznych ligandów z kieszenią receptora PYR 1. Usprawnia to proces jego aktywacji oraz dostarczania odpowiednich sygnałów do wnętrza komórki roślinnej i pozwala na  kontrolę funkcji aparatu szparkowego. Przyczynia się to tym samym do monitorowania ilości wody wykorzystywanej przez roślinę oraz zwiększonej oporności na suszę. 

Źródła

1. „Agrochemical control of plant water use using engineered abscisic acid receptors”  Sang-Youl Park et al. 00 MONTH 2015 | VOL 000 | NATURE | 1 

2.http://cordis.europa.eu/news/rcn/30840_pl.rtf

3.http://zfr.uni.wroc.pl/sites/default/files/files/3_a_STRES%20WODNY.pdf

4.http://www.igib.uw.edu.pl/index.php/download_file/78/171/

5.http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/827510

6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23825939

KOMENTARZE
news

<Listopad 2019>

pnwtśrczptsbnd
28
30
31
1
2
3
4
7
MEDmeetsTECH
2019-11-07 do 2019-11-07
9
40. Kongres i Targi LNE
2019-11-09 do 2019-11-10
10
11
15
16
17
22
23
24
27
28
29
30
1
Newsletter