• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Zagadka barwy kwiatów grochu Mendla rozwikłana

    29.10.2010. 16:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Grzegorz Mendel, XIX-wieczny augustiański zakonnik i badacz, uznawany za ojca współczesnej genetyki, wykorzystał gen, odpowiadający za barwę kwiatu grochu, do badania zasady dziedziczenia poszczególnych cech u tej rośliny. Od tamtej pory naukowcy usiłowali zrozumieć, jak właściwie odbywa się przekazywanie poszczególnych cech. W ostatnim czasie jednak pewnemu zespołowi badaczy, finansowanemu ze środków UE, udało się rozwikłać zagadkę jednego z najlepiej znanych w środowisku naukowym eksperymentów biologicznych. Najnowsze badania zespołu, współfinansowane z budżetu projektu GRAIN LEGUMES ("Nowe strategie na rzecz poprawy wartości nasion roślin strączkowych w żywieniu ludzi i zwierząt"), który uzyskał blisko 15 mln euro w ramach obszaru tematycznego "Jakość i bezpieczeństwo żywności" 6. Programu Ramowego UE (6PR), rzuca nowe światło na zagadnienia genetyki molekularnej leżące u podstaw eksperymentu Mendla.

    Naukowcy, pod przewodnictwem brytyjskiego ośrodka badawczego John Innes Centre (JIC), porównali sekwencje DNA (kwasu deoksyrybonukleinowego) grochu z sekwencjami należącymi do innych dobrze scharakteryzowanych roślin, określając geny odpowiadające za barwę kwiatu grochu.

    "Sukces zawdzięczamy wspólnym staraniom. Gdyby nie udział wszystkich tych osób, a zwłaszcza zaangażowanie Rogera [dr Roger Hellens, kierownik Pracowni Genomiki w Instytucie Roślin i Żywności (Plant and Food Research) w Nowej Zelandii], dla którego rozwikłanie tej zagadki stanowiło wyzwanie od lat, nie doszłoby do tego", powiedział profesor Noel Ellis z Wydziału Genetyki Upraw ośrodka JIC.

    Fioletowa barwa kwiatów dzikiego grochu i kwiatów wielu innych roślin wynika z nagromadzenia cząsteczek pigmentu zwanych antocyjanami. Biochemią ich wytwarzania zajmowano się przez wiele lat. Badanie, opublikowane w czasopiśmie PLoS ONE, opisuje dwa geny grochu, znane jako A i A2, które regulują produkcję antocyjan.

    "Poprzez porównanie sekwencji DNA grochu z sekwencjami należącymi do innych dobrze scharakteryzowanych roślin, takich jak petunia, ustaliliśmy, że gen badany przez Mendla to czynnik transkrypcyjny kontrolujący ścieżkę biosyntezy antocyjanu", wyjaśnił dr Roger Hellens. "Czynnik transkrypcyjny, po zmutowaniu, staje się nieaktywny, a wówczas antocyjan nie jest wytwarzany, czego wynikiem są białe kwiaty".

    Do badań wykorzystano blisko 3 500 linii grochu. Zbiór przechowywany w ośrodku JIC obejmuje materiał pochodzący ze źródeł dzikich, hodowlanych i częściowo hodowlanych, przy czym niektóre linie pochodzą aż z XIX wieku.

    "Wykorzystaliśmy informacje z naszego poprzedniego genotypowania plazmy zarodkowej grochu z zasobów ośrodka JIC w celu zidentyfikowania linii egzotycznych, przy założeniu, że prawdopodobieństwo wystąpienia rzadkich alleli genu Mendla w tych liniach będzie najwyższe", powiedział profesor Ellis. "Znalezienie rzadkiego drugiego allela było istotne w celu niezależnego potwierdzenia odrębności genu".

    Ellis wyjaśnił, że był to "czwarty z siedmiu genów Mendla do scharakteryzowania na poziomie molekularnym: a także drugi, w badania nad którym zaangażowany był ośrodek JIC".

    A zatem jaki jest kolejny krok badaczy? Ośrodek JIC koncentruje się teraz w szczególności na kolekcji plazmy zarodkowej w poszukiwaniu genów i cech, które dałoby się wykorzystać do zwiększenia plenności lub jakości nasion grochu. Groch ma zdolność wiązania azotu z powietrza poprzez symbiotyczny związek z bakteriami zasiedlającymi brodawki korzeniowe rośliny. Dzięki temu jest mniej zależny od dodatku nawozów azotowych, które odpowiadają za większą część kosztów gospodarczych i środowiskowych związanych z rolnictwem, ponieważ wymagają wysokich nakładów energii do produkcji. Ponadto ich zastosowanie jest głównym źródłem podtlenku azotu, silnego gazu cieplarnianego, który wraz z dwutlenkiem węgla i innymi gazami uznawany jest za jedną z przyczyn globalnego ocieplenia w wyniku działań człowieka.

    Zgodnie z opinią naukowców zwiększona produkcja grochu i innych roślin strączkowych to dobry sposób na zapewnienie przyszłego bezpieczeństwa żywnościowego przy niskich kosztach środowiskowych.

    Badania zrealizowano przy współpracy badaczy roślin z Rady Badań Biologicznych i Biotechnologicznych (BBSRC) w Wielkiej Brytanii, z Instytutu Roślin i Żywności (Plant and Food Research) w Nowej Zelandii, grupy badawczej L'Unité de Recherche en Génomique Végétale (URGV) we Francji oraz Wydziału Badań nad Rolnictwem (Agricultural Research Services) Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA).

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Groch (Pisum L.) – rodzaj roślin jednorocznych z rodziny bobowatych. Obejmuje według różnych źródeł od 2 do 7 gatunków. W stanie dzikim rosną one w Azji południowo-zachodniej pomiędzy zachodnią Turcją, północnym Egiptem i północno-zachodnim Iranem. We florze Polski występuje tylko groch zwyczajny – zarówno jako dziko rosnący antropofit (podgatunek polny grochu zwyczajnego (P. sativum subsp. arvense), jak i roślina uprawna (groch zwyczajny typowy P. sativum L. subsp. sativum). Przedstawiciele rodzaju występują w naturze w miejscach skalistych, na przydrożach, w winnicach, na terenach ruderalnych. Nasiona grochu zwyczajnego są jadalne i znane są ze znalezisk w osadach ludzkich sprzed 9 tysięcy lat. Gatunek jest rozpowszechniony w uprawie na całym świecie w strefie umiarkowanej, wyhodowano jego liczne odmiany. Na grochu zwyczajnym prekursor genetykiGrzegorz Mendel – prowadził fundamentalne badania nad dziedziczeniem. Ich efektem było odkrycie tzw. praw Mendla. Prawa Mendla – reguły przekazywania cech dziedzicznych. Zostały sformułowane w 1866 przez Grzegorza Mendla podczas jego badań nad krzyżowaniem roślin, głównie grochu zwyczajnego (Pisum sativum L.). Doświadczenia Mendla: Grzegorz Mendel w połowie XIX wieku dokonał doświadczeń związanych z genetyką.Do przeprowadzenia doświadczeń wykorzystał m.in.groszek pachnący.Na podstawie doświadczeń tych sformułował prawa Mendla. Mendel przeprowadzał doświadczenia w przyklasztornym ogródku.Wybierał do nich rośliny i krzyżował je ze sobą w sposób kontrolowany.Później liczył i oglądał uzyskane rośliny potomne (F1, a następnie znowu dokonywał krzyżówki otrzymanego wcześniej pokolenia potomnego i w wyniku czego otrzymywane jest drugie pokolenie potomne(drugie pokolenie to F2).Dokonywał doświadczeń dla różnych cech np. barwy kwiatów czy ukształtowania powierzchni.Do badań Mendel wykorzystał rośliny rodzicielskie (P) należące do tak zwanych linii czystych.

    Mączniak rzekomy grochu – grzybowa choroba grochu wywoływana przez Peronospora viciae, patogena zaliczanego niegdyś do grzybów biczykowych, a obecnie uważanego za organizm grzybopodobny (z typu lęgniowców). Lata ptaszek – polska bajka muzyczna, z tekstem Jana Brzechwy i z muzyką Mieczysława Janicza. Wydana na płycie Muza SX-1159, strona A (strona B to Księżniczka na ziarnku grochu).

    Księżniczka na ziarnku grochu – polska bajka muzyczna, z tekstem Jana Brzechwy według baśni H. Ch. Andersena i z muzyką Mieczysława Janicza. Wydana na płycie Muza SX-1159 (strona B) i na kasecie. Geny kumulatywne (poligeny, wieloczynnikowe, addytywne, wielokrotne) - są to geny warunkujące powstawanie cech ilościowych; należą do różnych par alleli, których działanie sumuje się, kształtując w ten sposób fenotyp. Dziedziczą się zgodnie z prawami Mendla.

    Chloroza – objaw chorobowy roślin polegający na tworzeniu się i zaniku chlorofilu, przy którym następuje rozpad chloroplastów. Chore rośliny stopniowo żółkną. Przyczyny chlorozy są różne. Wyróżniamy przy tym brak związków żelaza, magnezu, azotu lub innych składników pokarmowych, a także nadmiar wapnia w glebie oraz akumulację nadmiaru fosforanów w roślinie. Roślina cierpiąca na chlorozę nie może przeprowadzać fotosyntezy. Podobne objawy dają infekcje wirusowe. Częściowa chloroza roślin ozdobnych jest uwarunkowana genetycznie. Zmutowane geny znajdują się w chloroplastach roślin i są dziedziczone zgodnie z prawami Mendla. Partenokarpia – wytwarzanie owoców bez nasion, niepoprzedzone zapłodnieniem kwiatów. Następuje, gdy kwiat jest pobudzony do stworzenia owocu przez niewłaściwy pyłek lub inny czynnik i nie wytwarza nasion. Czynnikiem wywołującym partenokarpię może być nadmierna ilość auksyn. Nieznajomość tego zjawiska doprowadziła Grzegorza Mendla do zaniechania dalszych badań nad dziedziczeniem cech. Niektóre gatunki łatwo tworzą owoce beznasienne, co jest wykorzystywane w uprawie.

    Monitor badań klinicznych (ang. Clinical Research Associate, CRA) – pracownik firmy sponsorującej badanie kliniczne lub jego przedstawiciel np. firma CRO (Contract Research Organization), którego głównym zadaniem jest monitorowanie badania. Monitor badań klinicznych jest odpowiedzialny za ocenę zgodności prowadzonego badania klinicznego z zasadami Dobrej Praktyki Klinicznej, zapewnienie przestrzegania protokołu badania, czuwanie nad bezpieczeństwem pacjentów uczestniczących w badaniu w tym prawidłowe raportowanie ciężkich zdarzeń niepożądanych, wyjazdy monitorujące do ośrodków badawczych, weryfikowanie danych wpisanych do Karty Obserwacji Klinicznej z historią choroby pacjenów, kontrolę gospodarki badanym produktem, raportowaniem po każdej wizycie monitorującej faktycznego stanu badania w poszczególnych ośrodkach badawczych, rejestrację badania w Urzędzie Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Preparatów Biobójczych i Komisji Bioetycznej oraz rutynowymi kontaktami z zespołem badawczym każdego ośrodka uczestniczącego w badaniu. Jakość uzyskiwanych danych przez ośrodki badawcze jest na bieżąco kontrolowana przez Monitora Badań Klinicznych, jest to pierwsza osoba weryfikująca wiarygodność danych.

    Groch zwyczajny polny (Pisum sativum subsp. arvense (L.) Asch.) – podgatunek rośliny jednorocznej, strączkowej z rodziny bobowatych. Podgatunek grochu zwyczajnego (przez niektórych systematyków uważany za odrębny gatunek). Inne nazwy polskie: groch błękitnopurpurowy, groch polny, peluszka. Pochodzi z rejonów śródziemnomorskich, z Azji Mniejszej, Zakaukazia.

    Łuszczarnia – zakład przemysłowy rolno-spożywczy wyposażony w maszyny i urządzenia przeznaczone do przeróbki różnych nasion, głównie ryżu i grochu, w mniejszym stopniu używany przy przeróbce soi i fasoli. Cyprysik groszkowy (Chamaecyparis pisifera Endl.) — gatunek rośliny z rodziny cyprysowatych. W naturze rośnie na japońskich wyspach Honsiu i Kiusiu, jest uprawiany w wielu krajach świata. Do Europy został sprowadzony w XIX wieku. Nazwa gatunkowa pochodzi od tego, że jego szyszki mają wielkość grochu

    Dodano: 29.10.2010. 16:17  


    Najnowsze