Jak epigenetyka może pomóc ograniczyć straty plonów

Dziedziczenie bez zmian w DNA

Naukowcy z Uniwersytetu w Sheffield zbadali w jaki sposób rośliny przekazują kolejnym pokoleniom cechy odpowiedzialne za odporność na choroby. Po raz pierwszy udało się zidentyfikować w ich DNA konkretne loci o zmniejszonym stopniu metylacji, które wpływają na wzmocnienie układu odpornościowego. Ten typ dziedziczenia zachodzi epigenetycznie, co oznacza, że nie pociąga ono za sobą zmian w strukturze samej podwójnej helisy. Rezultaty uzyskane przez międzynarodowy zespół badaczy z Wielkiej Brytanii, Francji, Niemiec i Australii stanowią istotny dowód wspierający teorię, zgodnie z którą organizmy są w stanie przekazywać potomstwu złożone cechy niezależnie od zmian w budowie DNA.

Zwiększona odporność roślin

W badaniu udało się zlokalizować loci znajdujące się blisko centralnej części chromosomów, które kontrolują mechanizmy obronne roślin. Miejsca te odpowiedzialne są za odporność na mączniaka rzekomego, który wywoływany jest przez grzybopodobne patogeny. Co ważne, niewrażliwość na tę chorobę nie wiąże się z rozwojem niekorzystnych cech ani żadnymi innymi negatywnymi konsekwencjami, takimi jak zahamowanie wzrostu czy zwiększona podatność na stresory środowiskowe.

Potencjalne korzyści dla rolnictwa

„Nasza praca pokazuje w jaki sposób rośliny wykorzystują potencjalnie odwracalną biochemiczną modyfikację DNA w celu przekazania potomstwu odporności na choroby. Mamy nadzieję, że nasze wyniki umożliwią dalsze badania, które pozwolą zrozumieć w jaki sposób te epigenetyczne zmiany wpływają na liczne geny odpowiedzialne za obronę roślin przed patogenami. Jesteśmy również gotowi do udziału w interdyscyplinarnych badaniach, dzięki którym moglibyśmy wykorzystać procesy epigenetyczne do zwiększenia odporności na choroby gatunków uprawnych, kluczowych dla przemysłu spożywczego na całym świecie”, mówi prof. Jurriaan Ton, koordynator badania.

Nowe narzędzie w walce z chorobami

„Naukowcy od lat debatują czy rośliny posiadają zdolność przekazywania cech odporności na choroby kolejnym pokoleniom za pomocą mechanizmów epigenetycznych – liczymy, że nasze wyniki rzucą nowe światło na to kontrowersyjne zagadnienie, nazywane przez niektórych «czarną materią biologii»”, dodaje prof. Ton. Ma on też nadzieję, że badanie przeprowadzone przez jego zespół zachęci badaczy do dalszej eksploracji epigenetyki, która może okazać się skutecznym narzędziem w walce z chorobami roślin.

Źródła:

• http://eprints.whiterose.ac.uk/140662/
• https://www.newfoodmagazine.com/news/79965/epigenetics-plant-diseases/?fbclid=IwAR2HHP2TNMhnAD5RDYV43cdscbHqmnYH5qFs276wDYXjy6TWua3gLiWltxk