فسفر یک ماده معدنی طبیعی است که برای رشد و نمو گیاهان ضروری است و انتظار می رود ذخایر فسفر زمین در سطح کشاورزی طی 50 تا 100 سال کاهش یابد. کشف جدید محققان دانشگاه ایالتی میشیگان و مؤسسه علوم کارنگی درک آنها از سمیت آهن در گیاهان ناشی از سطوح پایین فسفر را تغییر می دهد.
زمانی که ذخایر جهان تمام شود، نمیتوانیم بیشتر تولید کنیم فسفرحاتم روچد، استادیار کالج کشاورزی و منابع طبیعی MSU و یکی از اعضای موسسه تاب آوری گیاهی گفت. در حالت ایده آل، ما دوست داریم بتوانیم از فسفر کمتری در خاک برای رشد گیاهان استفاده کنیم.
گیاهان فسفر را از خاک جذب می کنند. وقتی خاک حاوی فسفر کافی نباشد، گیاهان آهن بیشتری از خاک می گیرند که در سطوح افزایش یافته سمی می شود. تحقیقات قبلی از این ایده حمایت می کرد که سمیت آهن باعث توقف رشد ریشه های گیاه می شود. اکنون، برای اولین بار، محققان MSU و مؤسسه علوم کارنگی شواهدی یافته اند که نشان می دهد ریشه های گیاه رشد زودرس را متوقف کنید، بدون هیچ نشانه ای از آهن. این نگاه محققان را به این مشکل تغییر می دهد.
"اگر مسمومیت آهن علت است، پس چرا رشد ریشه قبلا متوقف می شود؟ اهن در ریشه انباشته می شود؟» سئونگ یون «سو» ری، مدیر جدید مؤسسه انعطافپذیری گیاهان MSU در کالج علوم طبیعی و استاد بنیاد تحقیقات MSU، که در حال حاضر در مؤسسه علوم کارنگی است، گفت. ما می دانستیم که باید اتفاق دیگری بیفتد.»
Rouached، Rhee و تیمشان با استفاده از مدلهای محاسباتی برای ساخت شبکههای تنظیمکننده ژن، ژن خاصی به نام کیناز ۱ اختصاصی ریشه آرابیدوپسیس را جدا کردند که هدف راپامایسین یا TOR را تنظیم میکند، که تنظیمکننده اصلی رشد در گیاهان، قارچها و گیاهان است. حیوانات وقتی گیاهی از فسفر گرسنه می ماند، ژن کمپلکس TOR را کاهش می دهد که سیگنالی را به گیاه می فرستد. ریشه رشد گیاه را متوقف کند.
این اولین بار است که کسی سیگنال کمبود فسفر را به TOR کیناز در گیاهان عروقیری گفت.
محققان حق ثبت اختراع این فرآیند را به ثبت رسانده اند و قصد دارند کاربردهای دیگر این ژن را کشف کنند.
روچد گفت: ما معتقدیم که این یک تغییر بازی در زمینه تغذیه مواد معدنی گیاهی است. ما می خواهیم گیاهانی را مهندسی کنیم که ریشه هایشان علیرغم محدودیت فسفر به رشد خود ادامه دهد.
La تحقیق در مجله منتشر شد زیست شناسی کنونی.