Ֆոսֆորը բնական հանքանյութ է, որն անհրաժեշտ է բույսերի աճի և զարգացման համար, և ակնկալվում է, որ Երկրի գյուղատնտեսական մակարդակի ֆոսֆորի պաշարները կսպառվեն 50-100 տարի հետո: Միչիգանի պետական համալսարանի և Քարնեգի գիտության ինստիտուտի հետազոտողների նոր հայտնագործությունը փոխում է նրանց պատկերացումները բույսերում երկաթի թունավորության մասին, որն առաջանում է ֆոսֆորի ցածր մակարդակից:
«Երբ աշխարհի պաշարը սպառվի, մենք չենք կարող ավելին աշխատել ֆոսֆոր», - ասաց Հաթեմ Ռուաչեդը, MSU-ի գյուղատնտեսության և բնական ռեսուրսների քոլեջի ասիստենտ և Բույսերի առաձգականության ինստիտուտի անդամ: «Իդեալում, մենք կցանկանայինք, որ հողում ավելի քիչ ֆոսֆոր օգտագործենք բույսեր աճեցնելու համար»:
Բույսերը հողից կլանում են ֆոսֆորը։ Երբ հողը բավարար ֆոսֆոր չի պարունակում, բույսերը հողից ավելի շատ երկաթ կվերցնեն, որը բարձր մակարդակի դեպքում դառնում է թունավոր: Նախորդ հետազոտությունները հաստատում էին այն գաղափարը, որ երկաթի թունավորության պատճառով բույսերի արմատները դադարում են աճել: Այժմ, առաջին անգամ, MSU-ի և Carnegie Institute for Science-ի հետազոտողները գտել են ապացույցներ, որ բույսերի արմատները դադարեցնել վաղ աճը, առանց երկաթի որևէ ապացույցի: Սա փոխում է հետազոտողների վերաբերմունքն այս խնդրի նկատմամբ:
«Եթե պատճառը երկաթի թունավորությունն է, ապա ինչու՞ է արմատը նախկինում դադարում աճել երկաթ կուտակվում է արմատներում? ասել է Սյուն Յոն «Սյու» Ռին, Բնական գիտությունների քոլեջի MSU-ի Բույսերի առաձգականության ինստիտուտի նոր տնօրեն և MSU հետազոտական հիմնադրամի պրոֆեսոր, որը ներկայումս գտնվում է Կարնեգի գիտության ինստիտուտում: «Մենք գիտեինք, որ պետք է այլ բան լինի»:
Օգտագործելով հաշվողական մոդելներ՝ գեների կարգավորիչ ցանցեր ստեղծելու համար, Rouached-ը, Rhee-ն և նրանց թիմը առանձնացրել են հատուկ գեն, որը կոչվում է Arabidopsis արմատային հատուկ kinase 1, որը կարգավորում է ռապամիցինի կամ TOR համալիրի թիրախը, որը բույսերի, սնկերի և զարգացման հիմնական կարգավորիչն է: կենդանիներ. Երբ բույսը քաղցած է ֆոսֆորից, գենը նվազեցնում է TOR համալիրը, որն ազդանշան է ուղարկում արմատ բույսի աճը դադարեցնելու համար:
«Սա առաջին դեպքն է, երբ որևէ մեկը կապում է ֆոսֆորի անբավարարության ազդանշանը TOR kinase-ի հետ անոթային բույսեր», - ասաց Ռին:
Հետազոտողները արտոնագիր են ներկայացրել այս գործընթացի վերաբերյալ և նախատեսում են ուսումնասիրել այս գենի այլ կիրառությունները:
«Մենք կարծում ենք, որ սա խաղի փոփոխություն է բույսերի հանքային սնուցման ոլորտում», - ասաց Ռուաշեդը: «Մենք ցանկանում ենք մշակել այնպիսի բույսեր, որոնց արմատները կշարունակեն աճել՝ չնայած ֆոսֆորի սահմանափակմանը»:
The հետազոտություն հրապարակվել է ամսագրում Միջին Կենսաբանություն.