นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮิโรชิม่ากำลังเข้าใกล้การค้นพบกระบวนการระดับโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังว่าน้ำท่วมทำให้พืชขาดออกซิเจนได้อย่างไร ซึ่งจะช่วยสร้างพืชทนน้ำท่วมมากขึ้น พอร์ทัล Phys.org.
จากข้อมูลของธนาคารโลก น้ำท่วมเป็นความเสี่ยงระดับโลกที่คุกคามชีวิตและทรัพย์สินของผู้คนหลายพันล้านคน ผู้คนจำนวนมากขึ้นมีความเสี่ยงต่อความอดอยากอันเป็นผลมาจากน้ำท่วม: น้ำสามารถท่วมพืชผล นักวิจัยใกล้จะระบุตัวตนได้แล้ว กระบวนการระดับโมเลกุลสาเหตุที่น้ำท่วมทำให้พืชขาดออกซิเจน สิ่งนี้จะช่วยสร้างพืชผลที่ยืดหยุ่นมากขึ้น
ด้วย การวิเคราะห์เมตาซึ่งเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ข้อมูลจากการศึกษาอื่นๆ โดยทั่วไป ทีมงานจาก Graduate School of Integrated Life Sciences ที่มหาวิทยาลัยฮิโรชิมาพบว่า ยีน และกลไกที่เกี่ยวข้องในข้าว (Oryza sativa) และ Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) นักวิทยาศาสตร์ได้ตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร ชีวิต.
Keita Tamura ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวว่า "ภาวะขาดออกซิเจนเป็นความเครียดจากสิ่งมีชีวิตสำหรับพืช ซึ่งมักเกิดจากน้ำท่วมขัง" ซึ่งหมายถึงการขาดออกซิเจนที่เกิดจากการอิ่มตัวมากเกินไป “แม้ในอดีตจะมีการค้นคว้ามากมาย แต่เราคิดว่าซ่อนเร้น กลไกทางชีวภาพ สามารถค้นพบได้โดยการวิเคราะห์การศึกษาหลายรายการโดยใช้การวิเคราะห์เมตาดาต้าของข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะ”
ทีมงานมุ่งเน้นไปที่ข้าวและแพงพวย เนื่องจากก่อนหน้านี้ได้มีการศึกษาพันธุศาสตร์ของทั้งสองสายพันธุ์อย่างกว้างขวาง ตามคำกล่าวของทามูระ ข้าวยังถือเป็นหนึ่งในพืชที่สำคัญที่สุดในโลกอีกด้วย โดยเป็นพืชหลัก ผลิตภัณฑ์อาหาร ตามกลุ่มที่ปรึกษาเพื่อการวิจัยการเกษตรระหว่างประเทศ เพื่อคนกว่าสี่พันล้านคน ดังนั้น การทำความเข้าใจวิธีป้องกันไม่ให้พืชทำปฏิกิริยากับ ขาดออกซิเจน, เป็นสิ่งสำคัญ
นักวิจัยระบุข้อมูลการจัดลำดับอาร์เอ็นเอ 29 คู่สำหรับ Arabidopsis และ 26 คู่สำหรับข้าวในสภาวะปกติและขาดออกซิเจนจากชุดข้อมูลที่มีอยู่ ศาสตราจารย์ฮิเดมาสะ โบโนะ กล่าวว่าการจัดลำดับอาร์เอ็นเอเกี่ยวข้องกับการถอดรหัสพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมของอาสาสมัคร ณ จุดที่กำหนด ซึ่งหมายความว่าข้อมูลดังกล่าวสามารถนำมาใช้เพื่อศึกษาว่ายีนใดทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง
"โดยการวิเคราะห์ข้อมูลการจัดลำดับ RNA เราระบุยีนที่มีการควบคุมและปรับลด 40 และ 19 ยีนในทั้งสองสายพันธุ์" Bono กล่าว "ในหมู่พวกเขา ปัจจัยการถอดรหัส WRKY และ cinnamate-4-hydroxylase ซึ่งมีบทบาทในการตอบสนองต่อภาวะขาดออกซิเจนยังไม่ทราบ มักถูกควบคุมทั้งใน Arabidopsis และข้าว"
ตามข้อมูลของ Bono การปรับขึ้นทั่วไปนี้หมายความว่ากลไกระดับโมเลกุลเหล่านี้จะทำงานมากขึ้นเมื่อขาดออกซิเจน ซึ่งบ่งชี้ถึงความรับผิดชอบทางกลไกเฉพาะสำหรับการตอบสนองของพืช
Bono และ Tamura เปรียบเทียบผลลัพธ์กับการวิเคราะห์เมตาดาต้าที่คล้ายคลึงกันของภาวะขาดออกซิเจนในเซลล์ของมนุษย์และตัวอย่างเนื้อเยื่อ พวกเขาพบว่ายีนที่กระตุ้นโดยทั่วไปสองยีนใน ข้าว และ Arabidopsis ถูกปราบปรามในมนุษย์
"การวิเคราะห์อภิมานของเราชี้ให้เห็นกลไกระดับโมเลกุลที่แตกต่างกันสำหรับการขาดออกซิเจนในพืชและสัตว์" โบโนกล่าว "ยีนของผู้สมัครที่ระบุในการศึกษานี้คาดว่าจะให้ความกระจ่างเกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลใหม่ของการตอบสนองของพืชต่อภาวะขาดออกซิเจน ในท้ายที่สุด เราวางแผนที่จะจัดการกับยีนที่เป็นตัวเลือกด้วยเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมเพื่อสร้างพืชที่ทนต่อน้ำท่วม”