మొక్క కణాల భేదాన్ని నియంత్రించే జన్యువుల వ్యక్తీకరణను క్రమబద్ధీకరించడం ద్వారా, పరిశోధకులు మొక్కల పునరుత్పత్తికి ఒక కొత్త పద్ధతిని అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.

 చిత్రం: మొక్కల పునరుత్పత్తికి సంబంధించిన సాంప్రదాయ పద్ధతులకు హార్మోన్ల వంటి మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాల వాడకం అవసరం. ఇవి జాతిని బట్టి మారవచ్చు మరియు అధిక శ్రమతో కూడుకున్నవి. ఒక కొత్త అధ్యయనంలో, శాస్త్రవేత్తలు మొక్క కణాల డీడిఫరెన్సియేషన్ (కణాల విస్తరణ) మరియు రీడిఫరెన్సియేషన్ (అవయవ నిర్మాణం)లో పాల్గొనే జన్యువుల పనితీరు మరియు వ్యక్తీకరణను నియంత్రించడం ద్వారా ఒక కొత్త మొక్కల పునరుత్పత్తి వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేశారు. మరిన్ని చూడండి
మొక్కల పునరుత్పత్తి యొక్క సాంప్రదాయ పద్ధతులకు ఉపయోగం అవసరంమొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాలుఉదాహరణకుహార్మోన్ఇవి జాతి-నిర్దిష్టంగా మరియు శ్రమతో కూడుకున్నవి కావచ్చు. ఒక కొత్త అధ్యయనంలో, శాస్త్రవేత్తలు మొక్క కణాల డీడిఫరెన్సియేషన్ (కణాల విస్తరణ) మరియు రీడిఫరెన్సియేషన్ (అవయవ నిర్మాణం)లో పాల్గొనే జన్యువుల పనితీరు మరియు వ్యక్తీకరణను నియంత్రించడం ద్వారా ఒక కొత్త మొక్క పునరుత్పత్తి వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేశారు.
అనేక సంవత్సరాలుగా మొక్కలు జంతువులకు మరియు మానవులకు ప్రధాన ఆహార వనరుగా ఉన్నాయి. అంతేకాకుండా, మొక్కల నుండి వివిధ ఔషధ మరియు చికిత్సా సమ్మేళనాలను సంగ్రహించడానికి కూడా వీటిని ఉపయోగిస్తారు. అయితే, వాటి దుర్వినియోగం మరియు ఆహారం కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్, కొత్త మొక్కల పెంపక పద్ధతుల ఆవశ్యకతను నొక్కి చెబుతున్నాయి. మొక్కల జీవసాంకేతిక శాస్త్రంలో పురోగతి, అధిక ఉత్పాదకతను కలిగి ఉండి, వాతావరణ మార్పులను తట్టుకోగల జన్యుపరంగా మార్పు చెందిన (GM) మొక్కలను ఉత్పత్తి చేయడం ద్వారా భవిష్యత్తులోని ఆహార కొరతను పరిష్కరించగలదు.
సహజంగా, మొక్కలు ఒకే “టోటిపోటెంట్” కణం (అనేక రకాల కణాలను ఉత్పత్తి చేయగల కణం) నుండి, విభిన్న నిర్మాణాలు మరియు విధులు గల కణాలుగా రూపాంతరం చెంది, తిరిగి రూపాంతరం చెందడం ద్వారా పూర్తిగా కొత్త మొక్కలను పునరుత్పత్తి చేయగలవు. మొక్కల కణజాల సాగు ద్వారా ఇటువంటి టోటిపోటెంట్ కణాలను కృత్రిమంగా సిద్ధం చేయడం అనేది మొక్కల రక్షణ, ప్రజననం, జన్యుమార్పిడి జాతుల ఉత్పత్తి మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధన ప్రయోజనాల కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. సాంప్రదాయకంగా, మొక్కల పునరుత్పత్తి కోసం చేసే కణజాల సాగులో, కణాల రూపాంతరీకరణను నియంత్రించడానికి ఆక్సిన్లు మరియు సైటోకైనిన్లు వంటి మొక్కల పెరుగుదల నియంత్రకాల (GGRs) వాడకం అవసరం. అయితే, మొక్కల జాతి, సాగు పరిస్థితులు మరియు కణజాల రకాన్ని బట్టి అనుకూలమైన హార్మోన్ల పరిస్థితులు గణనీయంగా మారవచ్చు. అందువల్ల, అనుకూలమైన అన్వేషణ పరిస్థితులను సృష్టించడం అనేది సమయం తీసుకునే మరియు శ్రమతో కూడుకున్న పని కావచ్చు.
ఈ సమస్యను అధిగమించడానికి, అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ టోమోకో ఇకావా, చిబా విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ మై ఎఫ్. మినామికావా, నగోయా విశ్వవిద్యాలయం గ్రాడ్యుయేట్ స్కూల్ ఆఫ్ బయో-అగ్రికల్చరల్ సైన్సెస్‌కు చెందిన ప్రొఫెసర్ హిటోషి సకాకిబారా మరియు RIKEN CSRS నుండి నిపుణురాలైన టెక్నీషియన్ మికీకో కోజిమాలతో కలిసి, నియంత్రణ ద్వారా మొక్కల నియంత్రణ కోసం ఒక సార్వత్రిక పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు. మొక్కల పునరుత్పత్తిని సాధించడానికి "అభివృద్ధిపరంగా నియంత్రించబడిన" (DR) కణ విభేదన జన్యువుల వ్యక్తీకరణను ఇది ఉపయోగిస్తుంది. ఏప్రిల్ 3, 2024న ఫ్రాంటియర్స్ ఇన్ ప్లాంట్ సైన్స్ యొక్క 15వ సంపుటంలో ప్రచురితమైన తమ పరిశోధన పని గురించి డాక్టర్ ఇకావా మరింత సమాచారం అందిస్తూ ఇలా పేర్కొన్నారు: "మా వ్యవస్థ బాహ్య PGRలను ఉపయోగించదు, బదులుగా కణ విభేదనను నియంత్రించడానికి ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్ జన్యువులను ఉపయోగిస్తుంది. ఇది క్షీరదాలలో ప్రేరేపించబడిన ప్లూరిపోటెంట్ కణాల మాదిరిగానే ఉంటుంది."
పరిశోధకులు అరాబిడోప్సిస్ థాలియానా (ఒక నమూనా మొక్కగా ఉపయోగించబడింది) నుండి బేబీ బూమ్ (BBM) మరియు వుషెల్ (WUS) అనే రెండు DR జన్యువులను అసాధారణ ప్రదేశంలో వ్యక్తీకరించి, పొగాకు, లెట్యూస్ మరియు పెటూనియా యొక్క కణజాల సాగు భేదీకరణపై వాటి ప్రభావాన్ని పరిశీలించారు. BBM పిండ అభివృద్ధిని నియంత్రించే ఒక ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్‌ను సంకేతీకరిస్తుంది, అయితే WUS షూట్ అపికల్ మెరిస్టెమ్ ప్రాంతంలో మూల కణ గుర్తింపును నిర్వహించే ఒక ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఫ్యాక్టర్‌ను సంకేతీకరిస్తుంది.
వారి ప్రయోగాలు పొగాకు ఆకు కణజాలంలో కణ విభేదనను ప్రేరేపించడానికి అరాబిడోప్సిస్ BBM లేదా WUS యొక్క వ్యక్తీకరణ మాత్రమే సరిపోదని చూపించాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, క్రియాత్మకంగా మెరుగుపరచబడిన BBM మరియు క్రియాత్మకంగా మార్పు చేయబడిన WUS యొక్క సహ-వ్యక్తీకరణ వేగవంతమైన స్వయంప్రతిపత్త విభేదన ఫినోటైప్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది. PCR ఉపయోగించకుండానే, జన్యుమార్పిడి ఆకు కణాలు క్యాలస్ (అస్తవ్యస్తమైన కణ సమూహం), ఆకుపచ్చ అవయవాల వంటి నిర్మాణాలు మరియు అడ్వెన్టిషియస్ మొగ్గలుగా విభేదనం చెందాయి. జన్యు లిప్యంతరీకరణలను పరిమాణీకరించడానికి ఉపయోగించే పద్ధతి అయిన క్వాంటిటేటివ్ పాలిమరేస్ చైన్ రియాక్షన్ (qPCR) విశ్లేషణ, అరాబిడోప్సిస్ BBM మరియు WUS వ్యక్తీకరణ జన్యుమార్పిడి క్యాలస్‌లు మరియు రెమ్మల ఏర్పాటుతో సంబంధం కలిగి ఉందని చూపించింది.
కణ విభజన మరియు భేదంలో ఫైటోహార్మోన్ల కీలక పాత్రను పరిగణనలోకి తీసుకుని, పరిశోధకులు జన్యుమార్పిడి మొక్కల పంటలలో ఆక్సిన్, సైటోకైనిన్, అబ్సిసిక్ ఆమ్లం (ABA), గిబ్బరెల్లిన్ (GA), జాస్మోనిక్ ఆమ్లం (JA), సాలిసిలిక్ ఆమ్లం (SA) అనే ఆరు ఫైటోహార్మోన్లు మరియు వాటి జీవక్రియా ఉత్పన్నాల స్థాయిలను లెక్కించారు. కణాలు అవయవాలుగా భేదం చెందుతున్న కొద్దీ క్రియాశీల ఆక్సిన్, సైటోకైనిన్, ABA మరియు నిష్క్రియ GA స్థాయిలు పెరుగుతాయని వారి ఫలితాలు చూపించాయి, ఇది మొక్కల కణ భేదం మరియు అవయవజననంలో వాటి పాత్రలను స్పష్టం చేస్తుంది.
దీనికి అదనంగా, పరిశోధకులు చురుకైన భేదాన్ని ప్రదర్శించే ట్రాన్స్‌జెనిక్ కణాలలో జన్యు వ్యక్తీకరణ నమూనాలను అంచనా వేయడానికి, జన్యు వ్యక్తీకరణ యొక్క గుణాత్మక మరియు పరిమాణాత్మక విశ్లేషణ పద్ధతి అయిన RNA సీక్వెన్సింగ్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టోమ్‌లను ఉపయోగించారు. వారి ఫలితాలు కణ విస్తరణ మరియు ఆక్సిన్‌కు సంబంధించిన జన్యువులు భేదాత్మకంగా నియంత్రించబడిన జన్యువులలో సమృద్ధిగా ఉన్నాయని చూపించాయి. qPCR ఉపయోగించి చేసిన తదుపరి పరీక్షలో, మొక్కల కణ భేదం, జీవక్రియ, అవయవ నిర్మాణం మరియు ఆక్సిన్ ప్రతిస్పందనను నియంత్రించే జన్యువులతో సహా నాలుగు జన్యువుల వ్యక్తీకరణ ట్రాన్స్‌జెనిక్ కణాలలో పెరిగినట్లు లేదా తగ్గినట్లు వెల్లడైంది.
మొత్తం మీద, ఈ ఫలితాలు PCRను బాహ్యంగా ప్రయోగించాల్సిన అవసరం లేని, మొక్కల పునరుత్పత్తికి ఒక కొత్త మరియు బహుముఖ విధానాన్ని వెల్లడిస్తున్నాయి. అదనంగా, ఈ అధ్యయనంలో ఉపయోగించిన వ్యవస్థ, మొక్క కణాల భేదీకరణ యొక్క ప్రాథమిక ప్రక్రియలపై మన అవగాహనను మెరుగుపరచవచ్చు మరియు ఉపయోగకరమైన మొక్కల జాతుల జీవసాంకేతిక ఎంపికను మెరుగుపరచవచ్చు.
తన పని యొక్క సంభావ్య అనువర్తనాలను వివరిస్తూ, డాక్టర్ ఇకావా ఇలా అన్నారు, “ఈ నివేదించబడిన వ్యవస్థ, PCR అవసరం లేకుండానే జన్యుమార్పిడి మొక్కల కణాలలో కణ విభేదనను ప్రేరేపించడానికి ఒక సాధనాన్ని అందించడం ద్వారా మొక్కల పెంపకాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. అందువల్ల, జన్యుమార్పిడి మొక్కలను ఉత్పత్తులుగా ఆమోదించడానికి ముందే, సమాజం మొక్కల పెంపకాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది మరియు దానితో సంబంధం ఉన్న ఉత్పత్తి ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది.”
అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ టోమోకో ఇగావా గురించి: డాక్టర్ టోమోకో ఇగావా జపాన్‌లోని చిబా విశ్వవిద్యాలయంలోని గ్రాడ్యుయేట్ స్కూల్ ఆఫ్ హార్టికల్చర్, సెంటర్ ఫర్ మాలిక్యులర్ ప్లాంట్ సైన్సెస్, మరియు సెంటర్ ఫర్ స్పేస్ అగ్రికల్చర్ అండ్ హార్టికల్చర్ రీసెర్చ్‌లలో అసిస్టెంట్ ప్రొఫెసర్‌గా పనిచేస్తున్నారు. మొక్కల లైంగిక పునరుత్పత్తి మరియు అభివృద్ధి, మరియు ప్లాంట్ బయోటెక్నాలజీ ఆమె పరిశోధనా ఆసక్తులు. వివిధ ట్రాన్స్‌జెనిక్ వ్యవస్థలను ఉపయోగించి లైంగిక పునరుత్పత్తి మరియు మొక్కల కణాల భేదీకరణ యొక్క అణు యంత్రాంగాలను అర్థం చేసుకోవడంపై ఆమె పని కేంద్రీకృతమై ఉంది. ఈ రంగాలలో ఆమెకు అనేక ప్రచురణలు ఉన్నాయి మరియు ఆమె జపాన్ సొసైటీ ఆఫ్ ప్లాంట్ బయోటెక్నాలజీ, బొటానికల్ సొసైటీ ఆఫ్ జపాన్, జపనీస్ ప్లాంట్ బ్రీడింగ్ సొసైటీ, జపనీస్ సొసైటీ ఆఫ్ ప్లాంట్ ఫిజియాలజిస్ట్స్, మరియు ఇంటర్నేషనల్ సొసైటీ ఫర్ ది స్టడీ ఆఫ్ ప్లాంట్ సెక్సువల్ రిప్రొడక్షన్‌లలో సభ్యురాలు.
హార్మోన్ల బాహ్య వినియోగం లేకుండా జన్యుమార్పిడి కణాల స్వయంప్రతిపత్త భేదం: అంతర్గత జన్యువుల వ్యక్తీకరణ మరియు ఫైటోహార్మోన్ల ప్రవర్తన
సంభావ్య ప్రయోజన వైరుధ్యంగా భావించబడే ఎలాంటి వాణిజ్య లేదా ఆర్థిక సంబంధాలు లేకుండా ఈ పరిశోధన నిర్వహించబడిందని రచయితలు ప్రకటిస్తున్నారు.
నిరాకరణ: యూరెక్అలర్ట్‌లో ప్రచురించబడిన పత్రికా ప్రకటనల ఖచ్చితత్వానికి AAAS మరియు యూరెక్అలర్ట్ బాధ్యత వహించవు! సమాచారాన్ని అందించే సంస్థ ద్వారా గానీ లేదా యూరెక్అలర్ట్ సిస్టమ్ ద్వారా గానీ ఆ సమాచారాన్ని ఉపయోగించడం.