கஞ்சா மற்றும் ஹாப்ஸ் பாலின நிர்ணயத்திற்கான ஒரு பண்டைய மரபணு சுவிட்சைப் பகிர்ந்திருக்கலாம்

தாவர மரபணியியல் குறித்து நீண்டநாள் இருந்து வந்த கேள்விக்கு இப்போது இன்னும் தெளிவான பதில் கிடைக்கலாம்

யூனிவர்சிட்டி கல்லூரி டப்ளின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், கஞ்சாவில் பாலினத்தை நிர்ணயிப்பதில் மையப் பங்கு வகிக்கும் ஒரு மரபணு பகுதியை அடையாளம் கண்டதாகவும், அதே அமைப்பின் ஆதாரங்கள் ஹாப்ஸிலும் இருப்பதை கண்டதாகவும் கூறுகின்றனர். New Phytologist இதழில் வெளியிடப்பட்டு Phys.org மூலம் சுருக்கப்பட்ட இந்தக் கண்டுபிடிப்பு, Y குரோமோசோமை விட X குரோமோசோமின் ஒரு சிறிய பகுதியை பாலின வெளிப்பாட்டின் முக்கிய கட்டுப்பாட்டு மையமாக சுட்டிக்காட்டுகிறது.

மனிதர்கள் உட்பட பல பிற உயிரினங்களில் Y குரோமோசோம் பாலின நிர்ணயத்தில் தீர்மானிக்கும் காரணி என்ற பொதுவான கருதுகோளுக்கு இது எதிராகச் செல்கிறது என்பதால் இந்த கண்டுபிடிப்பு குறிப்பிடத்தக்கது. கஞ்சாவில், முக்கிய இயந்திரம் X குரோமோசோமின் Monoecy1 எனப்படும் அடர்த்தியான பகுதியில் இருப்பதாக ஆய்வு தெரிவிக்கிறது; அங்கு நெருங்கிய தொடர்புடைய மூன்று மரபணுக்கள் இணைந்து, தாவரங்கள் ஆண், பெண் அல்லது இரண்டும் என வளருமா என்பதை கட்டுப்படுத்துகின்றன போலத் தெரிகிறது.

இந்தப் பயிர்களில் பாலினம் ஏன் இவ்வளவு முக்கியம்

இது வெறும் அடிப்படை உயிரியல் கேள்வி மட்டுமல்ல. கஞ்சாவிலும் ஹாப்ஸிலும் தாவர பாலினம் பெரும் பொருளாதார விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. Phys.org அறிக்கையின்படி, பெண் ஹாப்ஸ் தாவரங்கள் பான உற்பத்தியில் நறுமணம் மற்றும் சுவைக்குப் பயன்படுத்தப்படும் cones-ஐ உருவாக்குகின்றன, அதேசமயம் பெண் கஞ்சா தாவரங்கள் CBD போன்ற cannabinoids-க்காக பயிரிடப்படுகின்றன. இரு தொழில்களிலும் பாலின வெளிப்பாட்டை நம்பகமாக அடையாளம் காண அல்லது வழிநடத்த முடிந்தால், விளைச்சல், பயிர் திட்டமிடல், இழப்புகள் ஆகியவை பாதிக்கப்படலாம்.

இந்த நடைமுறைப் பயன் தான் இந்தக் கேள்வி நீண்ட காலமாக முக்கியமாக இருந்ததற்கான காரணம். பெண் கஞ்சா தாவரங்களில் பொதுவாக இரண்டு X குரோமோசோம்கள் உள்ளன என்றும், ஆண்களில் ஒரு X மற்றும் ஒரு Y உள்ளன என்றும் விஞ்ஞானிகள் ஏற்கனவே அறிவார்கள். எந்த மரபணுக்கள் வளர்ச்சிப் பெறுபேறை உண்மையில் இயக்குகின்றன என்பதற்கான தெளிவான படம் மட்டும் இல்லை. புதிய ஆய்வு அந்த தேடலை கணிசமாகச் சுருக்குகிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் என்ன கண்டறிந்தனர்

வழங்கப்பட்ட மூலப் பொருளின்படி, அந்த முக்கியப் பகுதியை தனிமைப்படுத்த குழு genetic mapping, genome sequencing, gene expression analysis ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தியது. ஒரு தனி master gene மட்டும் செயல்படுவதற்குப் பதிலாக, DNA-வின் ஒரு சிறிய பகுதியில் மிகவும் நெருக்கமாக இணைந்த மூன்று மரபணுக்கள் இருப்பதையே ஆதாரங்கள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன. இவை ஒன்றாக ஆண் மற்றும் பெண் வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்தும் போலத் தெரிகின்றன.

இந்த அமைப்பு முக்கியமானது. பல இணைந்த மரபணுக்கள் இணைந்து ஒரு பண்பை கட்டுப்படுத்தும்போது, அந்த அமைப்பு வலுவாக இருக்கலாம், ஆனால் பரிசோதனையாக அதன் செயல்பாட்டை பிரித்தறிவது கடினமாகும். ஆராய்ச்சியாளர்கள் அந்த விளைவைக் குறுகிய chromosomal region-க்கு வரை வரைபடம் செய்ய முடிந்தது, இதன் மூலம் தாவர உயிரியல் நிபுணர்கள் பாலின வளர்ச்சி மூலக்கூறு மட்டத்தில் எப்படி ஒழுங்குபடுத்தப்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்ள இன்னும் வலுவான தொடக்கப் புள்ளியைப் பெறுகிறார்கள்.

குழு ஹாப்ஸிலும், X குரோமோசோமின் தொடர்புடைய பகுதியில், அதே முக்கிய மரபணுக்களைக் கண்டபோது ஆச்சரியம் மேலும் அதிகரித்தது. கஞ்சா மற்றும் ஹாப்ஸ் சுமார் 28 million years ago பிரிந்த உறவுடைய தாவரங்கள் என்பதால், அந்த அடிப்படை சுவிட்ச் சமீபத்திய புதுமை அல்ல, பழமையானது என்பதைக் இந்தக் கண்டுபிடிப்பு சுட்டிக்காட்டுகிறது.

ஒரு பரிணாமக் குறிப்பு, அதே நேரத்தில் வேளாண் குறிப்பு

கஞ்சா மற்றும் ஹாப்ஸ் இடையேயான பகிரப்பட்ட மரபணு அமைப்பு, இதை ஒரு crop-science story மட்டுமல்ல, ஒரு evolutionary story-யாகவும் மாற்றுகிறது. இரு வரிசைகளும் பிரிவதற்கு முன்பே அதே X-linked அமைப்பு இருந்திருந்தால், இந்த இயக்கம் மிக நீண்ட காலமாக பராமரிக்கப்பட்டிருக்கிறது. அதாவது, அது ஏதோ செயல்பாட்டு நன்மை தருவதால் அல்லது குறைந்தபட்சம் மில்லியன் ஆண்டுகளாக நிலைத்திருக்க முடிந்ததால் தொடர்ந்திருக்கலாம்.

மூலப் பொருளில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் X குரோமோசோமே பிரதான இயக்கியாக வெளிப்பட்டது ஆச்சரியமாக இருந்ததாகச் சொல்கிறார்கள். அது புரிந்துகொள்ளத்தக்கது. பாலின நிர்ணய அமைப்புகள் வாழ்க்கை முழுவதும் மிகவும் மாறுபட்டவை, ஆனால் பல விவாதங்கள் இன்னும் Y-linked trigger என்ற கருத்தை மையமாகக் கொண்டிருக்கும். இந்த ஆய்வு genetics-இல் இருந்து வரும் ஒரு விரிவான பாடத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது: ஒரே மாதிரியான உயிரியல் முடிவுகள் மிகவும் வேறுபட்ட குரோமோசோமியல் அமைப்புகளால் உருவாக்கப்படலாம்.

இது தாவர இனப்பெருக்க உயிரியல் எளிமையான விதிகளை ஏன் மீண்டும் மீண்டும் தலைகீழாக்குகிறது என்பதையும் காட்டுகிறது. தாவரங்கள் பெரும்பாலும் விலங்குகளைவிட அதிக நெகிழ்வான reproductive strategies-ஐ வெளிப்படுத்துகின்றன, மேலும் இனங்களில் ஆண், பெண், monoecious வடிவங்கள் இருக்கலாம். ஒரு தாவரம் ஆண், பெண், அல்லது இரண்டும் என ஆகுமா என்பதை கட்டுப்படுத்தும் பகுதி அந்த பெரிய சிக்கலுடன் ஒத்துப்போகிறது.

வளர்ப்பாளர்கள் என்ன பெறலாம்

மிக உடனடி விளைவு இனவளர்ப்பு மற்றும் பயிர் மேலாண்மையில் இருக்கலாம். ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் வளர்ப்பாளர்கள் தாவர பாலினத்தை முன்கூட்டியே, துல்லியமாக அடையாளம் காண முடிந்தால், வீணாகும் இடம், உள்ளீடுகள், நேரம் ஆகியவற்றைக் குறைக்க முடியும். கஞ்சாவில், cannabinoid-rich female flowers-க்கு அமைக்கப்பட்ட உற்பத்தியில் தேவையற்ற ஆண் தாவரங்களைத் தவிர்க்க growers-க்கு இது உதவும். ஹாப்ஸில், cones உற்பத்தியைப் பாதுகாக்கவும் மேம்படுத்தவும் இது உதவும்.

மூலப் பொருள் மற்றொரு சாத்தியமான பயன்பாட்டையும் சுட்டிக்காட்டுகிறது: fiber production-க்காக ஒரே மாதிரியான monoecious crops உருவாக்குதல். இதன் பொருள், இந்த ஆய்வின் மதிப்பு பெண் தாவரங்களை அதிகரிப்பதில் மட்டும் சுருங்கவில்லை. இறுதிப் பயன்பாட்டைப் பொறுத்து, வளர்ப்பாளர்கள் மாறுபட்ட இனப்பெருக்க பண்புகளை விரும்பலாம். அடிப்படை மரபணு அமைப்பை நன்றாகப் புரிந்துகொள்வது அந்த விருப்பங்களை விரிவாக்கும்.

ஆயினும், இதனால் வணிக வேளாண்மையின் பிரச்சினை ஒரே இரவில் தீர்ந்துவிட்டது என்று அர்த்தமில்லை. ஒரு கட்டுப்பாட்டு பகுதியை அடையாளம் காண்பது பெரிய முன்னேற்றம், ஆனால் அந்த அறிவை நம்பகமான breeding tools, marker systems, அல்லது பிற கட்டுப்பாட்டு வடிவங்களாக மாற்ற இன்னும் வேலை தேவை. என்றாலும், பாதை இப்போது முன்பைவிட தெளிவாக உள்ளது.

அடிப்படை உயிரியல் தொழில்துறை மாற்றத்தைத் தூண்ட முடியும் என்பதை நினைவூட்டல்

இந்த ஆய்வு இந்த இரண்டு பயிர்களைக் கடந்தும் முக்கியமாவதற்கான ஒரு காரணம், அடிப்படை மரபணு ஆராய்ச்சி எவ்வளவு நேரடியான நடைமுறை விளைவுகளை அளிக்க முடியும் என்பதை இது காட்டுகிறது. குரோமோசோம் நடத்தையைப் பற்றிய ஒரு கண்டுபிடிப்பு அன்றாட விவசாயம் அல்லது உற்பத்தியில் இருந்து தூரமாகத் தோன்றலாம், ஆனால் இங்கு அது மதிப்புள்ள பயிர்கள் எவ்வாறு பெருக்கப்பட்டு நிர்வகிக்கப்படுகின்றன என்பதைப் பாதிக்கக்கூடும்.

தாவர அறிவியலிலும் இதேதான். பாலினம், பூக்கும் தன்மை, நோய் எதிர்ப்பு, அல்லது அழுத்த சகிப்புத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கட்டுப்படுத்தும் பண்புகள் பெரும்பாலும் ஒரு முழு பயிர் அமைப்பின் பொருளாதாரத்தைத் தீர்மானிக்கின்றன. தேடலை “ஆயிரக்கணக்கான மரபணுக்கள்” என்பதிலிருந்து ஒரு சிறிய chromosomal region-க்கு குறைத்துவிடுவது, பின்னர் breeding improvements-ஐ ஆதரிக்கக் கூடிய முக்கியமான படியாகும்.

பெரிய படம்

தற்போது, இந்த ஆய்வு கஞ்சா உயிரியல் குறித்த நீண்டநாள் திறந்த கேள்விக்கு இன்னும் துல்லியமான பதிலை வழங்குகிறது, மேலும் ஹாப்ஸும் அதே பழமையான வடிவமைப்பைப் பகிர்ந்திருக்கலாம் என்ற சாத்தியத்தையும் எழுப்புகிறது. இந்த இணைப்பு இதற்கு அபூர்வமான பரிமாணத்தை அளிக்கிறது: இது chromosome biology-யில் ஒரு கண்டுபிடிப்பு, தாவர பரிணாமம் குறித்த ஒரு குறிப்பு, மற்றும் வேளாண்மைக்கு பயனுள்ள முடிவு என்பவற்றை ஒரே நேரத்தில் கொண்டுள்ளது.

அறியப்பட்ட இந்த நடைமுறை அடுத்தடுத்த ஆய்வுகளில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டால், அது தொழில்நுட்ப ரீதியில் குறுகிய கண்டுபிடிப்பு கூட பரந்த விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் வகை வழக்குகளில் ஒன்றாக மாறலாம். ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு, இது இந்த இனங்களில் பாலின நிர்ணயத்தை எவ்வாறு படிக்க வேண்டும் என்பதை மறுவமைக்கிறது. வளர்ப்பாளர்கள் மற்றும் உற்பத்தியாளர்களுக்கு, இது மேலும் கட்டுப்பாடான, செயல்திறன் மிக்க cultivation-க்கு வழி திறக்கிறது. பரிணாம உயிரியல் துறைக்கு, வாழ்க்கை பரிச்சயமான பிரச்சினைகளை எவ்வளவு எதிர்பாராத முறையில் தீர்க்கிறது என்பதற்கான இன்னொரு உதாரணத்தை இது சேர்க்கிறது.

இந்த கட்டுரை Phys.org இன் செய்திப்படிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூல கட்டுரையை படிக்கவும்.