Researchers from Skoltech, Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, OilGene—a startup launched in Skoltech—and other organizations have found new markers that will accelerate the breeding of high oleic sunflowers and improve the production of healthy oil with high oleic acid content. The study is published in PLOS ONE.
Sunflower oils divide into several types. The high oleic oil is more resistant to thermal oxidation and is low in saturated fatty acids. It is good for frying because it has a neutral taste and does not contain harmful trans fats. Oleic acid reduces the risk of heart disease. In its properties, the high oleic sunflower oil is similar to the olive oil.
“Raw materials for the high oleic oil result from the breeding process. Normally, sunflower breeders start with crossing the high oleic parent with the nucleic one to introduce the trait. At the next stage, they plant seeds at the experimental fields and select a progeny of high oleic seeds after performing difficult biochemical tests at the laboratory. It is a time-consuming process.
“We developed two sets of markers for the accelerated breeding of high oleic sunflowers. They will help to find the high oleic progeny while the achene (seed) is forming in the parent anthodium. Now, with the help of these markers, the high oleic trait is easier to find and select through the rapid DNA test,” first author and Skoltech graduate Rim Gubaev explains.
Researchers crossed two sunflower lines—with the high oleic mutation and without it—and cut every seed in half. They extracted a little oil from the first half and determined the content of oleic acid through gas chromatography with flame ionization detection. The other half with the embryo was used to grow a new plant, from which the scientists extracted the DNA and decoded it with the help of high-performance sequencing.
“Using sequencing data, we constructed genetic maps and performed mapping, which returned genetic markers associated with oleic acid content. Skoltech and OilGene will file a patent for these markers. Our results lay the foundation for developing rapid DNA tests for companies specializing in breeding,” study co-author, CEO of OilGene, and Skoltech graduate Alina Chernova explains.
The study also produced new fundamental results. It discovered translocation in the genome of the cultivated sunflower—a displacement of large plant’s chromosomal regions. Previously, translocation was described only while crossing different types of wild sunflowers.
“Apart from translocation, we showed that the high oleic gene can be represented by two alleles—recessive and dominant. Earlier, it was assumed that the high oleic gene can be only dominant. We discovered its recessive version,” study co-author, a junior research scientist from the Skoltech Project Center for Agro Technologies Stepan Boldyrev concludes.
Researchers effectively use their results in business. Born in Skoltech and founded by the authors of the study, the company OilGene supports the agricultural sector through genetic technologies.
“Our collaborative results with Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops will be the core for developing new solutions to accelerate the sunflower breeding. They will reduce financial and time costs for creating its new varieties and hybrids. On the one hand, our markers will help develop a rapid DNA test for identifying the high oleic trait in sunflowers directly in the field.
“On the other hand, these markers can be included in the NGS-panel to determine the quality of sunflower oil by a number of characteristics—similar to panels used for diagnosing human’s genetic diseases. We are planning to commercialize our results in the OilGene startup set up in Skoltech,” Chernova concludes.
The OilGene company is searching for genetic markers of agriculturally important traits of cultivated plants, develops approaches for accelerated breeding, provides genetic and bioinformatic support for breeding processes and pioneers genomic selection approaches. To that end, it uses next-generation sequencing technology and high-performance genotyping. The team has competencies in plant genetics, marker-assisted breeding, phytopathology, molecular biology, and bioinformatics.
As part of their previous projects, the team found genetic markers of useful agricultural traits for accelerated breeding of sunflower, rapeseed, and soybeans, as well as developed test systems to determine the hybridity of soybeans resistance of sunflower to contagion. The target market of OilGene is breeding companies and agricultural holdings.
More information:
Rim Gubaev et al, QTL mapping of oleic acid content in modern VNIIMK sunflower (Helianthus annuus L.) lines by using GBS-based SNP map, PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0288772
Provided by
Skolkovo Institute of Science and Technology
Citation:
New research to improve production of high oleic sunflower oil (2023, October 5)
retrieved 5 October 2023
from https://phys.org/news/2023-10-production-high-oleic-sunflower-oil.html
This document is subject to copyright. Apart from any fair dealing for the purpose of private study or research, no
part may be reproduced without the written permission. The content is provided for information purposes only.
آدلر و تیمش برای آزمایش تأثیر آفتابگردان بر سلامت کلنی ها، کلنی های تجاری زنبورهای بامبل را در بیست مزرعه مختلف در ماساچوست غربی قرار دادند که مقادیر متفاوتی گل آفتابگردان را پرورش دادند. در طول چند هفته، تیم از پاتوژنهای جمعآوری شده در روده زنبورهایشان نمونهبرداری کردند، کلنیها را وزن کردند تا مشخص کنند که آیا رشد میکنند یا نه، و تعداد ملکههای دختر را شمارش کردند.
فیگوروآ میگوید: «ما دریافتیم که زنبورهایی که پوستههای گرده آفتابگردان خاردار را خوردند، واکنش مشابهی با زنبورهایی داشتند که از گرده آفتابگردان کامل تغذیه میکردند، و نسبت به زنبورهایی که از متابولیتهای آفتابگردان تغذیه میکردند، ۸۷ درصد کمتر دچار عفونت C. bombi شدند.
فیگوروآ میگوید: «ما میدانیم که فواید برخی از غذاها برای سلامتی ناشی از مواد شیمیایی خاص موجود در آنهاست. اما ما همچنین می دانیم که برخی از غذاها به دلیل ساختار فیزیکی سالم هستند – به غذاهایی که فیبر بالایی دارند فکر کنید.
این ستون فقرات است. این نتیجه دو مقاله جدید به رهبری محققان دانشگاه ماساچوست آمهرست است که نشان میدهد گرده خاردار گیاهان خانواده آفتابگردان (Asteraceae) هم عفونت یک انگل معمولی زنبور عسل را به میزان 81 تا 94 درصد کاهش میدهد و هم به طور قابل توجهی افزایش مییابد. تولید زنبورهای ملکه بامبل
نقل قول: تحقیقات جدید علم شگفتانگیزی را در پشت سوپر غذای زنبور عسل پیدا میکند (2023، 5 آوریل) بازیابی شده در 5 آوریل 2023 از https://phys.org/news/2023-04-science-bumble-bee-superfood.html
اگرچه تحقیقات بیشتری باید در مورد اینکه دقیقاً چرا گرده گل آفتابگردان برای ملکه زنبور عسل مفید است انجام شود – شاید زنبورهای بامبل انرژی بیشتری برای تولید مثل داشته باشند اگر با بیماری مبارزه نمی کنند، یا شاید C. bombi یادگیری و جستجوی غذا را مختل می کند، بنابراین کاهش عفونت باعث افزایش زنبورها می شود. توانایی یافتن غذا—آدلر میگوید: «واقعاً هیجانانگیز است که نشان دهیم آفتابگردان نه تنها بیماری را کاهش میدهد، بلکه بر تولید مثل تأثیر مثبت میگذارد».
یکی از جنبه های غیر شهودی تحقیق جدید این است که گرده گل آفتابگردان به خودی خود آنقدرها مغذی نیست، زیرا گرده گل آفتابگردان پروتئین کمی دارد. و در حالی که گرده ممکن است در محافظت از زنبورهای بامبل در برابر یک پاتوژن روده مانند C. bombi عالی باشد، در صورت سوءتغذیه برای تغذیه زنبورهای بامبل به آفتابگردان و خویشاوندان آن مفید نخواهد بود.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
فیگوروآ و آدلر به سرعت به این نکته اشاره می کنند که این تحقیق راه حلی برای آخرالزمان حشرات نشان نمی دهد. این تحقیق تنها با استفاده از یک گونه رایج از زنبورهای بامبل انجام شد که در معرض خطر انقراض نیست. تحقیقات بیشتری باید در مورد چگونگی تأثیر گرده Asteraceae بر سایر گونه های زنبورهای در معرض خطر انجام شود. همچنین دقیقاً مشخص نیست که گرده خاردار Asteraceae چگونه از C. bombi محافظت می کند. اما این نتایج اولیه دلگرم کننده است و نشان می دهد که خانواده آفتابگردان به خوبی ممکن است در حفظ سلامت گرده افشان و در نهایت سلامت سیستم غذایی خودمان نقش داشته باشد.
اطلاعات بیشتر:
Laura L. Figueroa و همکاران، خارهای آفتابگردان و فراتر از آن: مکانیسم ها و وسعت گرده که عفونت پاتوژن روده را در زنبور عسل معمولی شرقی کاهش می دهد، اکولوژی عملکردی (2023). DOI: 10.1111/1365-2435.14320
رزماری L. Malfi و همکاران، کاشت آفتابگردان یک پاتوژن رایج روده را کاهش می دهد و تولید ملکه را در کلنی های زنبور بامبل شرقی افزایش می دهد. مجموعه مقالات انجمن سلطنتی B: علوم زیستی (2023). DOI: 10.1098/rspb.2023.0055
اما این همه ماجرا نیست. زنبورهایی که با گردههای ابروسیا، کاکلبور، قاصدک و رازیانه سگ تغذیه میشوند – همه اعضای خانواده آفتابگردان و با پوسته گردههای خاردار مشابه – دارای میزان کم عفونت C. bombi مشابه زنبورهایی هستند که گرده آفتابگردان خوردهاند – که این احتمال ابتلا به چنین بیماری را افزایش میدهد. -مبارزه با اثرات دارویی ممکن است برای گیاهان خانواده آفتابگردان رایج باشد.
غذای مناسب برای یک ملکه
تحقیق، ظاهر شدن در اکولوژی عملکردی و مجموعه مقالات انجمن سلطنتی B: علوم زیستی، غذای بسیار مورد نیاز را برای فکر کردن در یکی از آزاردهنده ترین مشکلات زیست شناسان و بوم شناسان فراهم می کند: چگونه می توان مرگ بزرگ گرده افشان های جهان را معکوس کرد.
اما تا به حال، هیچ کس نمی دانست که چرا گل آفتابگردان در جلوگیری از C. bombi تا این حد موثر است، یا اینکه آیا گل های دیگر خانواده آفتابگردان همان قدرت مبارزه با بیماری زا را دارند.
فیزیک نه شیمی
ارائه شده توسط دانشگاه ماساچوست Amherst
لین آدلر، استاد زیست شناسی در UMass Amherst و نویسنده ارشد مقاله که گرده گل آفتابگردان و تولید ملکه زنبور عسل را بررسی می کند، می گوید: «اگر بیمار را گرسنه نگه دارید، برای درمان سرماخوردگی خوب نیست. آدلر می گوید: “ما باید به سطح جامعه و همچنین آنچه در روده زنبورها اتفاق می افتد نگاه کنیم تا بدانیم چگونه به آنها کمک کنیم تا به محیط های استرس زا واکنش نشان دهند.”
گرده افشان های حشرات – آن دسته از حشرات در حال پرواز، وزوز و بال زدن که به بارور کردن همه چیز از زغال اخته گرفته تا قهوه کمک می کنند – سالانه بیش از 200 میلیارد دلار در خدمات اکوسیستم در سراسر جهان کمک می کنند. لورا فیگوئروا، استادیار جدید حفاظت از محیط زیست در UMass Amherst و نویسنده اصلی مقاله در مورد خارهای گرده، میگوید: «ما برای رژیمهای غذایی متنوع، سالم و مغذی به آنها وابسته هستیم. با این حال، بسیاری از گردهافشانها به دلیل استفاده گسترده از آفتکشها، از بین رفتن زیستگاه و دلایل دیگر، از کاهش بیسابقهای رنج میبرند، و دانشمندان در سراسر جهان با پشتکار تلاش میکنند تا چگونگی مبارزه با آخرالزمان را بیابند.
یکی از راههای سنجش سلامت کلنی، تعداد ملکههایی است که تولید میکند، زیرا ملکهها روشی هستند که کلنی زنبور عسل ژنهای خود را به نسل بعدی منتقل میکند. و ملکه ها متولد نمی شوند. آنها بزرگ شده اند مستعمرات از منابع غذایی که جمع آوری کرده اند استفاده می کنند تا تعداد کمی از لاروهای زنبور عسل را به ملکه دختر تبدیل کنند. با فرا رسیدن هوای سرد، همه کارگران و ملکه پیر خواهند مرد. تنها زنبورهایی که زنده می مانند، ملکه های دختر جدید هستند. اگر در زمستان زنده بمانند، در بهار یک کلنی کاملا جدید تولید خواهند کرد. هر چه تعداد ملکه های یک کلنی بیشتر باشد، احتمال انتقال ژن های یک کلنی از طریق چندین نسل زنبورها بیشتر می شود.
رزماری مالفی، نویسنده اصلی این مقاله، میگوید: «آنچه ما دریافتیم این است که با افزایش فراوانی آفتابگردان، عفونت کاهش مییابد و شاید مهمتر از آن، تولید ملکه زنبور عسل به ازای هر مرتبه افزایش در دسترس بودن گرده آفتابگردان 30 درصد افزایش مییابد.» این تحقیق را به عنوان بخشی از کار فوق دکتری خود در آزمایشگاه آدلر تکمیل کرد.
یکی از پیشرفتهای بزرگ در کمک به گردهافشانها و بهویژه زنبورها، کشف این است که گونههای خاصی از گلها میتوانند به گردهافشان کمک کنند تا در برابر عفونتهای بیماری مقاومت کنند، و اینکه گلهای آفتابگردان به ویژه در مبارزه با یک پاتوژن گسترده، Crithidia bombi، که در روده زنبور زندگی میکند، موثر است.
فیگوئروا و تیمش برای کشف اینکه چگونه گلهای آفتابگردان کمک میکنند زنبورهای عسل در برابر C. bombi مقاومت کنند، آزمایشی ابداع کردند که به جدا کردن پوسته خاردار بیرونی گرده از متابولیتهای شیمیایی در هسته گرده بستگی داشت. آنها سپس پوسته خاردار آفتابگردان را با مواد شیمیایی حذف شده در گرده های تغذیه شده به یک دسته از زنبورها مخلوط کردند، در حالی که دسته دیگر با گرده گل وحشی پاشیده شده با متابولیت های آفتابگردان و بدون پوسته آفتابگردان تغذیه شدند.
جوجه های کلاهک سیاه، مانند بسیاری از گونه های پرندگان دیگر، اغلب غذا را در مکان های مخفی مانند شکاف درختان ذخیره می کنند. این رفتار ذخیره سازی نامیده می شود و توانایی پنهان کردن غذا در ده ها مکان و سپس جابجایی آن بعداً نشان دهنده یک شاهکار چشمگیر حافظه است. آرونوف می گوید: «پرنده نمی تواند بارها و بارها این رویداد را تجربه کند. باید فوراً در حین ذخیره غذا، یک حافظه تشکیل دهد، فرآیندی که بر حافظه اپیزودیک متکی است. حافظه اپیزودیک شامل یادآوری تجربیات خاصی از گذشته است و جوجههای کلاه سیاه «قهرمان حافظه اپیزودیک» هستند.
جوجهها، مانند انسانها، برای ایجاد خاطرات اپیزودیک به هیپوکامپ مغز متکی هستند، و هیپوکامپ در پرندگانی که غذا را ذخیره میکنند، بهطور قابلتوجهی بزرگتر از پرندگانی با اندازههای مشابه است که شناخته شده برای نگهداری غذا نیستند. آرونوف و تیمش می خواستند بررسی کنند که چگونه فعالیت عصبی شکل گیری و بازیابی خاطرات اپیزودیک را در جوجه های کلاه سیاه نشان می دهد.
آنها نه تنها باید مکان غذای ذخیره شده را به خاطر بسپارند، بلکه سایر ویژگی های هر مخفیگاه را نیز به خاطر بسپارند، و اغلب فقط چند لحظه فرصت دارند تا همه آن اطلاعات را قبل از حرکت به خاطر بسپارند. به گفته آرونوف، پرندگان منفرد شناخته شده اند که تا 5000 ماده غذایی را در روز ذخیره می کنند! اما آنها چگونه این را انجام میدهند؟
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
هنوز مشخص نیست که فرآیند بازیابی چگونه کار می کند. از مطالعه آرونوف، میدانیم که جوجهها میتوانند با دیدن یکی از حافظههای پنهان خود (حتی زمانی که هنوز آنچه در داخل آن است ندیده باشند) الگوهای فعالیت مغزی خاص سایت را دوباره فعال کنند. اما بیایید بگوییم که یک نخود یک دانه را در پوست درخت خاصی ذخیره کرده است. آیا باید آن درخت را ببیند تا سایت کش آن را به خاطر بسپارد؟ یا ممکن است در آن سوی جنگل به کار خود ادامه دهد، ناگهان تصمیم بگیرد که تشنه یک دانه است، و سپس مکان نزدیکترین حافظه پنهان خود را بدون اینکه واقعاً آنجا باشد، تجسم کند؟ دانشمندان مطمئن نیستند.
مرحله اول: روشی خلاقانه برای مطالعه ذخیره غذا در یک محیط آزمایشگاهی پیدا کنید. آرونوف میگوید ماریسا اپلگیت، دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاه آرونوف، به طراحی فضای ذخیرهسازی «بهینهشده برای ارگونومی چیکدی» کمک کرد. آرونوف میگوید که این میدانها شکافهایی را شامل میشد که توسط فلپهای مات پوشیده شده بود که جوجهها میتوانستند با انگشتان پا یا منقارشان باز کنند و غذا را درون آن ذخیره کنند. آنها به طور طبیعی شکاف ها و مواد غذایی اضافی را در داخل آن ذخیره می کنند.
آرونوف میگوید یک لحظه ذخیرهسازی برای ایجاد یک الگوی جدید، ماندگار و خاص سایت کافی است. پیامدهای آن شگفت انگیز است. Chickadees می تواند هزاران لحظه را در هزاران مکان ذخیره کند و سپس هر زمان که به غذای اضافی نیاز داشت، آن خاطرات را به دلخواه بازیابی کند.
بنابراین چگونه یک عصب شناس علاقه مند به خاطرات خود می تواند بر روی مغز خود مطالعه کند؟ دیمیتری آرونوف، دکترای علوم اعصاب در مؤسسه رفتار مغز ذهن زاکرمن در دانشگاه کلمبیا، اخیراً از دوک بازدید کرد تا در مورد حافظه جوجه مرغ و کاربردهای مطالعه پرندگان وحشی در آزمایشگاه صحبت کند.
Chickadees میتوانند غذا را در هر یک از سایتها برای بازیابی در آینده پنهان کنند. دوره تأخیر بین مرحله ذخیره سازی (زمانی که جوجه ها می توانستند غذای اضافی را در مکان های ذخیره ذخیره کنند) و مرحله بازیابی (زمانی که جوجه ها دوباره در محوطه قرار می گیرند و اجازه می دهند غذایی را که قبلاً ذخیره کرده بودند بازیابی کنند) از چند دقیقه تا یک ساعت متغیر بود. . هنگامی که پرنده ای برای بازیابی غذا به انبار بازگشت، همان الگوی بارکد مانند فعالیت عصبی در مغزش ظاهر شد. این الگو “نماینده یک تجربه خاص در زندگی یک پرنده” است که سپس در زمان بعدی “فعال می شود”.
در مورد زمانی که chickadees حافظه های خالی را بررسی می کردند چطور؟ آیا آنها خطای حافظه داشتند یا به دلایل مرموز خود عمداً یک سایت خالی را بررسی می کردند – حتی می دانستند خالی است؟ او گفت که بر اساس آزمایش به آزمایش، شناختن آن غیرممکن است، اما از نظر آماری، ما باید از حافظه استفاده کنیم تا رفتار آنها را توضیح دهیم.
از طریق یک سری آزمایش، آرونوف و تیمش دریافتند که «عمل ذخیرهسازی تأثیر عمیقی بر فعالیت هیپوکامپ دارد، به طوری که برخی از نورونها در حین ذخیرهسازی فعالتر میشوند و برخی دیگر سرکوب میشوند. حدود 35 درصد از نورونهایی که در حین ذخیرهسازی فعال هستند، به طور مداوم در حین ذخیرهسازی افزایش یافته یا سرکوب میشوند – صرف نظر از اینکه پرنده از کدام سایت بازدید میکند. اما 65 درصد واریانس باقیمانده مربوط به مکان خاص است: “هر حافظه پنهان با یک الگوی منحصر به فرد از این فعالیت اضافی در هیپوکامپ نشان داده می شود”، الگویی که حتی زمانی که دو مکان فقط پنج سانتی متر از هم فاصله دارند صادق است – به اندازه کافی برای یک پرنده نزدیک است. برای رسیدن از یکی به دیگری
آرونوف گفت که علاوه بر ذخیره و بازیابی غذا، پرندگان اغلب مکانهای ذخیرهسازی را هم قبل و هم بعد از ذخیرهسازی غذا در آنها «بررسی» میکنند. البته به محض اینکه پرنده یکی از فلپ ها را باز می کند، می تواند ببیند که داخل آن غذا هست یا نه. بنابراین، اندازهگیری فعالیت مغز پرنده پس از بلند کردن فلپ، تشخیص اینکه آیا هرگونه تغییر در فعالیت مغز هنگام بررسی یک مکان به خاطر حافظه است یا فقط بینایی، غیرممکن است. بنابراین، زمانی که پرنده برای اولین بار با یک فلپ را لمس کرد، محققان به طور خاص به فعالیت عصبی نگاه کردند – قبل از اینکه وقت آن را داشته باشد که آن را باز کند و ببیند چه چیزی داخل آن است. همانطور که مشخص است، این فعالیت مغز صدها میلی ثانیه قبل از اینکه پرنده بتواند غذا را ببیند شروع به تغییر می کند، یافته ای که شواهد قوی برای حافظه ارائه می دهد.
هنگامی که یک دریچه روی تکه ای از غذای ذخیره شده (تخم آفتابگردان) بسته شد، پرنده دیگر نمی توانست داخل را ببیند – اما کف هر شکاف شفاف بود و دوربینی که از پایین به سمت عرصه می رفت به دانشمندان اجازه می داد دقیقاً محل نگهداری پرندگان را ببینند. دانه. در همین حال، یک میکرودرایو متصل به سرهای کوچک پرندگان و متصل به یک کابل، امکان نظارت مستقیم بر فعالیت مغز آنها را تا مقیاس تک تک نورونها فراهم کرد.
ارائه شده توسط دانشگاه دوک
نقل قول: علم مغز پرندگان کوچک با خاطرات شگفت انگیز (2023، 27 مارس) بازیابی شده در 27 مارس 2023 از https://phys.org/news/2023-03-brain-science-tiny-birds-amazing.html
جوجه های کلاه سیاه توانایی باورنکردنی در به خاطر سپردن جایی که غذا را در محیط خود ذخیره کرده اند دارند. آنها همچنین کوچک، سریع و قادر به پرواز هستند.
یک گل آفتابگردان از صدها گلچه کوچک تشکیل شده است. به دلیل نحوه رشد آفتابگردان ها، جوان ترین گلچه ها در مرکز صورت گل و بالغ ترین آنها در لبه ها قرار دارند و یک الگوی مارپیچی مشخص از مرکز تا لبه را تشکیل می دهند.
هارمر گفت: “ما فکر می کنیم که توانایی هماهنگی در این راه باعث می شود آنها هدف بهتری برای زنبورها باشند.” “این یک استراتژی برای جذب هر چه بیشتر حشرات است.”
هارمر گفت، از آنجایی که کشاورزان خود را با آب و هوای در حال تغییر وفق می دهند، مهم تر شدن گرده افشانی تا حد امکان در محصولاتی که به آن نیاز دارند، اهمیت بیشتری پیدا می کند. او گفت که درک چگونگی تأثیر ساعت شبانه روزی و محیط بر گلدهی به پرورش دهندگان کمک می کند تا ارقامی را توسعه دهند که در زمان های بهینه روز برای ترویج گرده افشانی گل می دهند، علی رغم تغییرات آب و هوایی و کاهش جمعیت حشرات.
استیسی هارمر، نویسنده ارشد، استاد زیستشناسی گیاهی کالج علوم زیستی دانشگاه کالیفرنیا دیویس، گفت: زنبورهای گردهافشان تمایل دارند روی گلبرگهای پرتوی اطراف سر آفتابگردان فرود بیایند و به سمت مرکز راه بروند. این بدان معنی است که آنها پس از عبور از گلچه های ماده، گرده را جمع می کنند، سپس آن را به سر گل دیگری می برند.
اطلاعات بیشتر:
کارین ام مارشال و همکاران، ساعت شبانه روزی الگوهای زمانی و مکانی رشد گل در آفتابگردان را کنترل می کند. eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.80984
هارمر و محقق فوق دکتری، کارین مارشال می خواستند بفهمند که چگونه الگوی مارپیچی گلچه ها به حلقه های متحدالمرکز گل تبدیل می شود. آزمایشگاه هارمر قبلاً ثابت کرده بود که ریتمهای شبانهروزی چگونگی ردیابی خورشید را در طول روز توسط گلهای آفتابگردان در حال رشد کنترل میکنند.
هنگامی که گیاهانی که با ساعت معیوب رشد کرده بودند به بیرون منتقل شدند، گرده افشان های کمتری نسبت به آفتابگردان های معمولی جذب کردند.
محققان ویدئوهای تایم لپس از آفتابگردان هایی گرفتند که در شرایط مختلف نور/تاریکی یا دما رشد کرده بودند. آنها دریافتند که ساعت شبانه روزی گیاه باز شدن گلچه ها را کنترل می کند. هنگامی که ساعت توسط رشد گیاهان در نور مداوم مختل می شد، گلچه ها در حلقه های متحدالمرکز باز نمی شدند، بلکه فقط بر اساس سن، از لبه شروع می شدند و در یک گرادیان پیوسته به مرکز حرکت می کردند.
یک مطالعه جدید توسط زیست شناسان گیاهی در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس نشان می دهد که یک ساعت شبانه روزی داخلی حلقه های متمایز گلدهی گل آفتابگردان را کنترل می کند و بازدید از گرده افشان ها را به حداکثر می رساند. این اثر در 13 ژانویه منتشر شده است eLife.
اطلاعات مجله:
eLife
ساعت شبانه روزی داخلی یک گیاه یا حیوان در یک چرخه حدودا 24 ساعته کار می کند و به ژن های مختلف اجازه می دهد در زمان های مختلف روز فعال شوند. چرخه های طبیعی روز/شب این ساعت داخلی را با زمان واقعی روز هماهنگ می کند. تغییر طول نور روز یا تاریکی می تواند ساعت را تنظیم مجدد کند. در آفتابگردان، نور مداوم ساعت را به طور کامل مختل می کند.
نقل قول: ساعت شبانه روزی شکوفه های آفتابگردان را کنترل می کند، بهینه سازی برای گرده افشان ها (2023، 17 ژانویه) بازیابی شده در 17 ژانویه 2023 از https://phys.org/news/2023-01-circadian-clock-sunflower-blooms-optimizing.html
یک گلچه منفرد در طی چند روز شکوفا می شود: در روز اول، قسمت نر گل را باز می کند و گرده را ارائه می دهد. در روز دوم، کلاله ماده برای دریافت گرده آشکار می شود. گلچهها به نحوی هماهنگ میشوند که به صورت حلقههای متحدالمرکز باز میشوند که از لبه شروع میشوند و در روزهای متوالی به سمت داخل حرکت میکنند، با حلقهای از گلهای ماده همیشه خارج از مرحله اولیه گلهای نر گردهدار.
آلترناریا معمولاً در طول رشد بذر رخ می دهد و برای تکثیر در شرایط مزرعه مرطوب مناسب است. بذر کپک داخلی می تواند منجر به آلودگی آلترناریا شود.
نقل قول: دانشمندان منبع کپک داخلی در تخمه آفتابگردان را کشف کردند (2022، 29 ژوئیه) بازیابی شده در 29 ژوئیه 2022 از https://phys.org/news/2022-07-scientists-reveal-source-internal-mildew.html
این تیم راه حلی ارائه کرده است: رطوبت کم در حین ذخیره سازی می تواند از رشد آلترناریا جلوگیری کند. پس از ذخیره سازی زیر آستانه بحرانی (انبار دمای معمولی، رطوبت نسبی 65-70٪)، ساختار جامعه میکروبی دانه های آفتابگردان به سختی در طول شش ماه با حفظ ظاهر طبیعی هسته ها تغییر کرد.
در این مطالعه، دانشمندان از توالی یابی با کارایی بالا برای بررسی رابطه بین میکروارگانیسم ها و کپک داخلی با توصیف دقیق جوامع قارچی استفاده کردند.
علاوه بر این، دانه های آفتابگردان در مرحله کاشت مزرعه بیشترین آسیب را نسبت به کپک داخلی داشتند.
تخمه آفتابگردان سرشار از اسیدهای چرب غیر اشباع، پروتئین و ویتامین است. در طول تولید، اکثر پوسته های بذر کپک زده داخلی ظاهری عادی دارند و شناسایی و دور انداختن آن با چشم غیر مسلح یا تجهیزات جداسازی رنگ دشوار است. تاکنون مطالعات کمی در مورد منبع کپک داخلی در تخمه آفتابگردان انجام شده است که کنترل و تشخیص آن در حین تولید مشکلات زیادی را به همراه دارد.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
نتایج نشان داد که تقریباً تمام جنسهای قارچی شناساییشده در هستههای تخم آفتابگردان کپک زده داخلی با عفونت مزرعه مرتبط بودند که در مجموع هشت جنس و پنج شاخه را نشان میدهند. و قارچهای بیماریزای غالب کپکزا آلترناریا بودند.
این مطالعه یک چارچوب تجربی برای مطالعات سایر دانهها یا آجیلهای پوستهدار ارائه میکند، که ممکن است خطر قرار گرفتن انسان در معرض کپک زدن داخلی را کاهش دهد.
جایگاه یک گیاه در تاریخ می تواند حساسیت به پاتوژن ها را پیش بینی کند
اطلاعات بیشتر:
جی لیو و همکاران، ویژگی های جوامع قارچی و بروز کپک داخلی در طی مراحل کاشت و نگهداری دانه آفتابگردان در چین، میکروارگانیسم ها (2022). DOI: 10.3390/microorganisms10071434
ارائه شده توسط آکادمی علوم چین
آنها همچنین دریافتند که برای دانه هایی با محتوای آب بالا یا در مناطق غیر تولید کننده اولیه با رطوبت نسبی بالا، تابش فیزیکی مانند اشعه γ قبل از ذخیره سازی می تواند به طور موثر از کپک داخلی جلوگیری کند.
لیو جی، نویسنده اول این مطالعه گفت: ترکیبی از مدیریت مزرعه برای مبارزه با آلترناریا و خشک شدن در زمان ذخیره سازی، کپک داخلی را به حداقل می رساند یا از آن جلوگیری می کند.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور Wu Yuejin از انستیتوی علوم فیزیکی Hefei (HFIPS) آکادمی علوم چین، برای اولین بار منبع کپک داخلی در دانههای آفتابگردان را فاش کرده و اقداماتی را برای جلوگیری از رشد کپکزدگی داخلی و ورود آن پیشنهاد کرده است. وارد زنجیره غذایی نتایج مربوطه در میکروارگانیسم ها
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
علیرغم اینکه روغن پالم بیشتر مورد توجه منفی قرار گرفت، میانگین انتشار روغن سویا بیشتر از روغن پالم بود. با این حال، سیستمهای متوسط کلزا و روغن آفتابگردان انتشار کمتری نسبت به روغن نخل و سویا داشتند، بنابراین به نظر میرسد که گزینههای پایدارتری باشند.
هنگامی که یک جنگل برای ایجاد فضایی برای کشاورزی قطع می شود، کربن ذخیره شده در درختان و پوشش گیاهی به صورت CO در جو آزاد می شود.2. مقدار زیادی از کربن ذخیره شده در خاک نیز اغلب آزاد می شود. محققان تاثیر این نوع جنگل زدایی بر پایداری محصولات را تجزیه و تحلیل کردند. آنها همچنین هزینه کربن ناشی از اشغال زمین های کشاورزی را حتی در مواردی که جنگل زدایی بیش از 100 سال پیش اتفاق افتاده است (همانطور که احتمالاً در اکثر کشورهای اروپا وجود دارد) در نظر گرفتند. این به این دلیل است که حتی اگر امروزه کربن تغییر کاربری زمین از طریق استفاده از زمین برای کشاورزی آزاد نمی شود، فرصت ذخیره کربن، مانند رشد مجدد درختان، از دست رفته است. محققان نشان دادند که استفاده از زمین سهم قابل توجهی در انتشار گازهای گلخانه ای دارد و به طور کلی نیمی از کل انتشار گازهای گلخانه ای را تشکیل می دهد.
دانشمندان دانشگاه ناتینگهام Future Food Beacon اولین تجزیه و تحلیل را برای بررسی انتشار گازهای گلخانه ای از تقریباً تمام سیستم های ممکنی که در حال حاضر برای تولید روغن نخل، سویا، کلزا و آفتابگردان در سراسر جهان استفاده می شود، انجام دادند. این مطالعه یک متاآنالیز بود که تمام مطالعات مربوط به اثرات زیستمحیطی تولید نفت را که بین سالهای 2000 تا 2020 منتشر شده بود، دربرمیگرفت. یافتهها امروز در منتشر شده است. علم کل محیط زیست.
دکتر توماس آلکاک، پژوهشگر Future Food Beacon و محقق فوق دکتری در دانشگاه فنی مونیخ، این تحقیق را رهبری کرد. او میگوید: «نقطه قوت داشتن تعداد زیادی سیستمهای تولیدی مختلف که در این مطالعه گنجانده شدهاند این است که میتوانیم پایدارترین سیستمها را برای هر نوع محصول شناسایی کنیم و برای پذیرش گستردهتر این سیستمها تلاش کنیم. نتایج، بهویژه در مورد کاربری زمین، نشان میدهد. که ما باید تولید را در زمینهای با پتانسیل ذخیرهسازی کربن پایین هدف قرار دهیم، اگرچه باید سایر شاخصهای پایداری مانند تنوع زیستی را نیز در نظر بگیریم. بیشتر مطالعات قبلی فقط تغییرات اخیر کاربری زمین را مورد توجه قرار دادند، اما در این مطالعه ما اثرات ادامه رشد محصولات را بر روی مساحت زمین نیز به جای اینکه آن را برای احیای جنگل ها کنار بگذاریم.»
این مطالعه جدید منعکس کننده تقریباً 6000 تولیدکننده در 38 کشور است و بیش از 71 درصد از تولید جهانی روغن نباتی را نشان می دهد. در تمام سیستم های محصولات روغنی، میانگین انتشار گازهای گلخانه ای 3.81 کیلوگرم CO بود2ه به ازای هر کیلوگرم روغن تصفیه شده میانگین انتشار ویژه محصول از 2.49 کیلوگرم CO متغیر بود2ه برای روغن کلزا تا 4.25 کیلوگرم CO2ه برای روغن سویا به ازای هر کیلوگرم روغن تصفیه شده.
یک مطالعه جهانی جدید میزان انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) ناشی از تولید روغن نباتی را نشان داده است و نیاز به راه حل های رشد پایدارتر را برجسته می کند.
این مطالعه نیاز و دامنه بهبود پایداری را در سیستمهای تولید فعلی، از جمله از طریق افزایش بازده در حالی که استفاده از نهادههای با ردپای کربن بالا را محدود میکند، و در مورد روغن پالم از طریق پذیرش گستردهتر فنآوریهای جذب متان در مراحل پردازش، برجسته میکند.
بررسی اینکه چگونه مهندسی ژنتیک می تواند تأثیر مثبتی بر آب و هوا داشته باشد
اطلاعات بیشتر:
Thomas D. Alcock و همکاران، روغن نباتی پایدارتر: متعادل کردن بهره وری با فرصت های ذخیره کربن، علم کل محیط (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.154539
ارائه شده توسط دانشگاه ناتینگهام
نقل قول: مطالعه انتشار روغن نباتی نیاز فوری به راه حل های رشد سبزتر را نشان می دهد (2022، 21 مارس) بازیابی شده در 27 ژوئن 2022 از https://phys.org/news/2022-03-vegetable-oil-emissions-reveals-urgent.html
محققان موسسه تحقیقاتی تمام روسی محصولات روغنی Skoltech و Pustovoit (VNIIMK) تجزیه و تحلیل ژنتیکی خطوط آفتابگردان روسی را انجام دادند و نشانگرهای ژنتیکی را شناسایی کردند که می تواند به پیش بینی ترکیب توکوفرول ها، یکی از ویژگی های کلیدی کیفیت روغن کمک کند. این تحقیق در منتشر شد G3: ژن ها، ژنوم ها، ژنتیک.
نقل قول: دانشمندان نشانگرهای ژنتیکی را برای پیشبینی کیفیت روغن دانه کشف کردند (2022، 1 مارس) بازیابی شده در 27 ژوئن 2022 از https://phys.org/news/2022-03-scientists-genetic-markers-seed-oil.html
“به لطف این پروژه، ما بینش های ارزشمندی به دست آورده ایم و تیمی از افراد همفکر ایجاد کرده ایم که علاقه مند به کمک به پرورش دهندگان برای معرفی ژنتیک در کار خود به منظور ایجاد انواع تجاری جدید هستند. استارتاپ OilGene ما بر روی کارهای عملی تمرکز خواهد کرد و یک ژنومیک ارائه می کند. خدمات پرورش، “آلینا چرنوا، دکترای Skoltech. فارغ التحصیل و یکی از بنیانگذاران OilGene می افزاید.
تجزیه و تحلیل ژنتیکی برای کمک به پیش بینی خواص روغن آفتابگردان
اطلاعات بیشتر:
ریم گوباف و همکاران، نقشهبرداری ژنتیکی جایگاههای درگیر در کنترل ترکیب توکوفرول روغن در لاینهای آفتابگردان روسی (Helianthus annuus L.)، ژن G3|ژنوم|ژنتیک (2022). DOI: 10.1093/g3journal/jkac036
ارائه شده توسط موسسه علم و فناوری Skolkovo
اصلاح نژاد با کمک نشانگر که به ایجاد گونه های جدید بر اساس اطلاعات ژنتیکی کمک می کند به طور گسترده در سراسر جهان اعمال می شود. محققان از تعیین توالی DNA و ژنوتیپ در مقیاس بزرگ برای به دست آوردن مشخصات ژنتیکی گیاهان کشت شده استفاده می کنند. تجزیه و تحلیل و مقایسه پروفایل های ژنتیکی با داده های مزرعه می تواند به یافتن نشانگرهای ژنتیکی صفات مفید برای کشاورزی و استفاده از آنها برای پیش بینی خواص و ارزش گیاه تنها بر اساس مشخصات ژنتیکی آن کمک کند.
“ما خطوط تولید مثلی ارزشمندی را که توسط همکارانمان از VNIIMK به دست آمده بود، تجزیه و تحلیل کردیم. برای انجام این کار، از ژنوتیپ کردن نتاج با توان بالا برای خطوط آفتابگردان متضاد در ترکیب توکوفرول استفاده کردیم. در تجزیه و تحلیل ژنتیکی خود، سعی کردیم بفهمیم که کدام بخش از ژنوم گیاه به هم مرتبط است. به ترکیب توکوفرول و کشف چهار نشانگر ژنتیکی که امکان پیشبینی ترکیب توکوفرولها را در آفتابگردان میدهد.» دکتر Skoltech. دانشجوی Rim Gubaev، اولین نویسنده و یکی از بنیانگذاران استارت آپ OilGene، توضیح می دهد.
توکوفرول ها دسته ای از ترکیبات شیمیایی هستند که بسیاری از آنها دارای فعالیت ویتامین E هستند. چهار نوع توکوفرول وجود دارد: آلفا، بتا، گاما و دلتا. فعالیت ویتامین E کاهش می یابد، در حالی که ویژگی های آنتی اکسیدانی از آلفا به دلتا افزایش می یابد. روغنهای پانسمان با استفاده از گونههای آفتابگردان با محتوای بالای آلفا و بتا توکوفرول تولید میشوند که مصرف ویتامین E را افزایش میدهند. در مقابل، روغنهایی که برای سرخ کردن، پختن و برشته کردن استفاده میشوند به محتوای بالاتری از توکوفرولهای گاما (و دلتا) نیاز دارند که شکل محصولات اکسیداسیون حرارتی را در طول پخت کاهش میدهند.
استپان بولدرو، محقق Skoltech، “دلیلی که ما آفتابگردان را انتخاب کردیم این است که منبع کلیدی روغن نباتی است و روسیه تامین کننده پیشرو روغن آفتابگردان در جهان است. استارت آپ OilGene که توسط Skoltech تأسیس شده است از نشانگرها برای توسعه ابزارهای آزمایشی جدید استفاده خواهد کرد.” یکی از نویسندگان و یکی از بنیانگذاران OilGene، نظرات.
نشانگرهای ژنتیکی شناسایی شده به پیشبینی ترکیب توکوفرولها برای خطوط آینده آفتابگردان کمک میکند و پرورش سریعتر گونههای جدید مناسب برای پانسمان و تولید روغنهای پخت و پز را تسهیل میکند.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
هنگامی که به چگونگی تنظیم تنوع آنها در سطح ژنتیکی نگاه کردیم، اولین سرنخ را پیدا کردیم که می تواند در مورد الگوهای UV در آفتابگردان نیز صادق باشد. یک ژن واحد، HaMYB111، مسئول بیشتر تنوع در الگوهای UV است که در H. annuus می بینیم. این ژن تولید خانواده ای از مواد شیمیایی به نام گلیکوزیدهای فلاونول را کنترل می کند که در غلظت های بالایی در قسمت جذب کننده اشعه ماوراء بنفش لیگول ها یافتیم. گلیکوزیدهای فلاونول نه تنها رنگدانه های جذب کننده اشعه ماوراء بنفش هستند، بلکه نقش مهمی در کمک به گیاهان برای مقابله با تنش های مختلف محیطی دارند.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
اما تا آنجا که می توانیم زیبایی و تنوع گل ها را قدردانی کنیم، به معنای واقعی کلمه برای چشمان ما مناسب نیست.
در نهایت، کار ما و سایر مطالعاتی که به تنوع گیاهان میپردازند، میتوانند به پیشبینی اینکه گیاهان چگونه و تا چه اندازه میتوانند با تغییرات آبوهوایی کنار بیایند، که در حال حاضر محیطهایی را که با آن سازگار شدهاند تغییر میدهد، کمک کند.
رنگهای نامرئی آفتابگردان به آنها کمک میکند زنبورها را جذب کنند و با خشکسالی سازگار شوند
ارائه شده توسط The Conversation
این نشان می دهد که حداقل در آفتابگردان، الگوهای رنگدانه های UV گل دو کارکرد دارند: بهبود جذابیت گل ها برای گرده افشان ها، و کمک به زنده ماندن آفتابگردان در محیط های خشک تر با حفظ آب.
با این حال، هنگامی که در طیف UV (یعنی فراتر از نوع نوری که چشم ما می تواند ببیند)، همه چیز کاملاً متفاوت است. آفتابگردان رنگدانه های جذب کننده اشعه ماوراء بنفش را در قاعده ماهیچه ها جمع می کند. در سراسر گل آذین، این منجر به یک الگوی bullseye UV می شود.
گل ها یکی از بارزترین نمونه های تنوع در طبیعت هستند که ترکیب های بی شماری از رنگ ها، نقش ها، شکل ها و رایحه ها را به نمایش می گذارند. آنها از لالههای رنگارنگ و گلهای مروارید گرفته تا فرانجیپانیهای معطر و گلهای جسد غولپیکر با بوی متعفن را شامل میشوند. تنوع و تنوع شگفت انگیز است – ارکیده اردکی شکل را در نظر بگیرید.
پس این به ما چه می آموزد؟ برای یکی، این تکامل صرفه جویی است، و در صورت امکان از همان ویژگی برای دستیابی به بیش از یک هدف سازگار استفاده می کند. همچنین یک رویکرد بالقوه برای بهبود آفتابگردان کشت شده با افزایش همزمان نرخ گرده افشانی و انعطاف پذیرتر کردن گیاهان در برابر خشکسالی ارائه می دهد.
در نهایت، ما متوجه شدیم که جمعیتهای آفتابگردان از اقلیمهای خشکتر دارای گولهای UV دائماً بزرگتری هستند. یکی از عملکردهای شناخته شده فلاونول گلیکوزیدها تنظیم تعرق است. در واقع، ما دریافتیم که لیگولهایی با الگوهای UV بزرگ (که حاوی مقادیر زیادی گلیکوزید فلاونول هستند) با سرعت بسیار کمتری نسبت به لیگولهایی با الگوهای UV کوچک آب خود را از دست دادند.
گسست بین آنچه ما می بینیم و گرده افشان ها به ویژه در گل آفتابگردان قابل توجه است. علیرغم جایگاه نمادین آنها در فرهنگ عامه (همانطور که با افتخار مشکوک بودن یکی از تنها پنج گونه گل دارای ایموجی اختصاصی گواهی می شود)، به سختی بهترین نمونه از تنوع گل به نظر می رسند.
چیزی که ما معمولاً به عنوان یک گل آفتابگردان در نظر می گیریم، در واقع خوشه ای از گل است که به آن گل آذین می گویند. همه آفتابگردان های وحشی که حدود 50 گونه از آنها در آمریکای شمالی وجود دارد، گل آذین بسیار مشابهی دارند. از نظر ما، انگورهای آنها (گلبرگهای بزرگ و ذوب شده بیرونی ترین حلقه گلچه ها در گل آذین آفتابگردان) همان زرد روشن و آشنا هستند.
در یک مطالعه اخیر، ما تقریباً 2000 گل آفتابگردان وحشی را مقایسه کردیم. ما دریافتیم که اندازه این بولسههای UV، هم بین گونهها و هم در درون گونهها، بسیار متفاوت است.
نقل قول: رنگ های مخفی ماوراء بنفش آفتابگردان گرده افشان ها را جذب می کند و آب را حفظ می کند (2022، 21 فوریه) بازیابی شده در 27 ژوئن 2022 از https://phys.org/news/2022-02-secret-ultraviolet-sunflowers-pollinators.html
سرنخ دوم از این کشف به دست آمد که همان ژن مسئول رنگدانه های UV در گلبرگ های شاهی تال، Arabidopsis thaliana است. شاهی تال رایج ترین سیستم مدل مورد استفاده در ژنتیک گیاهی و زیست شناسی مولکولی است. این گیاهان می توانند خود را گرده افشانی کنند و بنابراین به طور کلی بدون گرده افشان عمل می کنند.
جذب گرده افشان ها
از آنجایی که آنها نیازی به جذب گرده افشان ندارند، گل های سفید کوچک و بی تکلفی دارند. با این حال، گلبرگ های آنها مملو از فلاونول های جاذب UV است. این نشان می دهد که دلایل غیر مرتبط با گرده افشانی برای وجود این رنگدانه ها در گل های شاهی تال وجود دارد.
با این حال، این همه تنوع در الگوهای UV را که در جمعیتهای مختلف آفتابگردانهای وحشی مشاهده کردیم توضیح نمیدهد: اگر گلولههای فرابنفش متوسط گرده افشانهای بیشتری را جذب میکنند (که به وضوح یک مزیت است)، چرا گیاهانی با گلولههای UV کوچک یا بزرگ وجود دارند؟
عوامل دیگر
هدف گل ها جذب گرده افشان هاست و این به حس و حال آنهاست که گل ها را تامین می کند. نمونه بارز این الگوهای فرابنفش (UV) هستند. بسیاری از گلها رنگدانههای UV را در گلبرگهای خود جمع میکنند و الگوهایی را تشکیل میدهند که برای ما نامرئی هستند، اما اغلب گردهافشانها میتوانند آنها را ببینند.
هنگامی که ما آفتابگردان ها را با گلوله های فرابنفش مختلف مقایسه کردیم، متوجه شدیم که گرده افشان ها می توانند بین آنها و گیاهانی که دارای گلوله های فرابنفش متوسط هستند، تمایز قائل شوند.
چرا اینقدر تنوع وجود دارد؟ دانشمندان برای مدت طولانی از الگوهای UV گل ها آگاه بوده اند. برخی از رویکردهای متعددی که برای بررسی نقش این الگوها در جذب گرده افشان ها به کار گرفته شده است، کاملاً ابتکاری بوده است، از جمله بریدن و چسباندن گلبرگ ها یا پوشاندن آنها با ضد آفتاب.
این مقاله با مجوز Creative Commons از The Conversation بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.
گونه آفتابگردان با بیشترین تنوع در اندازه bullseyes UV Helianthus annuus، آفتابگردان رایج است. H. annuus نزدیکترین نسبت وحشی به آفتابگردان پرورشی است و گسترده ترین پراکندگی در بین آفتابگردان های وحشی است که تقریباً در همه جا بین جنوب کانادا و شمال مکزیک رشد می کند. در حالی که برخی از جمعیت های H. annuus دارای گلوله های UV بسیار کوچک هستند، در برخی دیگر، منطقه جذب کننده اشعه ماوراء بنفش کل گل آذین را می پوشاند.
در حالی که جذب گرده افشان به وضوح عملکرد اصلی صفات گل است، شواهد فزاینده ای وجود دارد که عوامل غیر گرده افشان مانند دما یا گیاهخواران می توانند بر تکامل ویژگی هایی مانند رنگ و شکل گل تأثیر بگذارند.
دکتر تودسکو و همکارانش تقریباً 2000 آفتابگردان وحشی از دو گونه را در سال 2016 و 2019 در دانشگاه پرورش دادند. آنها الگوهای UV آفتابگردان را اندازه گرفتند و ژنوم گیاهان را تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که آفتابگردان های وحشی از مناطق مختلف آمریکای شمالی دارای UV هستند. گاوها با اندازه های بسیار متفاوت: در برخی، بولسی حلقه ای نازک بود، در حالی که در برخی دیگر کل گل را می پوشاند. گاوهای بزرگتر بیشتر توسط زنبورها مورد بازدید قرار می گرفتند که از تحقیقات قبلی در مورد سایر گونه های گیاهی حمایت می کرد.
محققان همچنین میخواهند درک بهتری از نحوه تنظیم سایز گلولههای UV توسط HaMYB111 داشته باشند و چگونگی تأثیر این الگوها بر فیزیولوژی گیاه را با جزئیات بیشتری بررسی کنند و همچنین بررسی کنند که دقیقاً چگونه ترکیبات فلاونول بر کاهش آب تأثیر میگذارند.
اطلاعات بیشتر:
مارکو تودسکو و همکاران، مبنای ژنتیکی و نقش تطبیقی دوگانه رنگدانههای گل در آفتابگردان، eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.72072
اطلاعات مجله:
eLife
ارائه شده توسط دانشگاه بریتیش کلمبیا
دکتر لورن ریزبرگ، نویسنده ارشد و پروفسور دپارتمان گیاهشناسی میگوید: «بنابراین به نظر میرسد الگوهای UV گلها حداقل نقشی دوگانه در سازگاری بازی میکنند؛ علاوه بر اثر شناخته شده آنها در افزایش گردهافشانی، آنها همچنین از دست دادن آب گلها را تنظیم میکنند.» و مرکز تحقیقات تنوع زیستی این چیزی نیست که لزوماً از یک رنگ گل انتظار داشته باشید، و پیچیدگی و کارایی انطباق را نشان می دهد – حل دو مشکل با یک ویژگی واحد.
آفتابگردان برای اهداف مختلف، از جمله تولید روغن آفتابگردان، یک صنعت تقریباً 20 میلیارد دلاری در سال 2020 کشت می شود. دکتر تودسکو می گوید، این تحقیق می تواند به دانش در مورد چگونگی جذب گرده افشان ها کمک کند و به طور بالقوه عملکرد محصول را افزایش دهد. این کار همچنین به ما کمک میکند بفهمیم که چگونه آفتابگردانها، و احتمالاً سایر گیاهان، بهتر با مناطق یا دماهای مختلف سازگار میشوند، که میتواند در آب و هوای گرمتر مهم باشد.»
مجموعه متراکم گلبرگ های زرد یک گل آفتابگردان (از نظر فنی «گل آذین» یا مجموعه ای از گل های زیاد) منظره ای آشناست، اما چیزی را از چشم انسان پنهان می کند: یک الگوی پرتو فرابنفش (UV) که برای انسان نامرئی است اما نه بیشتر حشرات از جمله زنبورها
نویسنده اصلی این مقاله میگوید: «بهطور غیرمنتظرهای متوجه شدیم که آفتابگردانهایی که در آبوهوای خشکتر رشد میکنند، دارای گلهایی با گلولههای UV بزرگتر هستند، و متوجه شدیم که آن گلها میتوانند آب را به طور مؤثرتری حفظ کنند. دکتر مارکو تودسکو، همکار پژوهشی در مرکز تحقیقات تنوع زیستی UBC و بخش گیاه شناسی.
این الگوهای bullseye از دیرباز برای بهبود جذابیت گل ها برای گرده افشان ها با افزایش دید آنها شناخته شده است. اکنون، محققان UBC در مقاله جدیدی که امروز در منتشر شده است، دریافته اند که مولکول های مشابهی که الگوهای UV را در آفتابگردان ایجاد می کنند در کمک به گیاه در واکنش به استرس هایی مانند خشکی یا دمای شدید نقش دارند. eLife، به طور بالقوه سرنخ هایی را برای چگونگی سازگاری گیاهان با آب و هوای مختلف ارائه می دهد.
به نظر می رسد آفتابگردان ها چیزی بیش از یک چهره زیبا هستند: طبق تحقیقات جدید UBC، رنگ های فرابنفش گل های آنها نه تنها گرده افشان ها را جذب می کند، بلکه به گیاه کمک می کند تا از دست دادن آب را تنظیم کند.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
محققان دریافتند که یک ژن به نام HaMYB111 مسئول بیشتر تنوع در الگوهای UV گل است. این ژن تولید ترکیبات فلاونول جذب کننده اشعه ماوراء بنفش را کنترل می کند که به گیاهان کمک می کند تا تحت تنش های محیطی مختلف مانند خشکسالی یا دمای شدید زنده بمانند. الگوهای بزرگتر UV گل که دارای این ترکیبات هستند می توانند به کاهش میزان تبخیر آفتابگردان در محیط هایی با رطوبت کمتر کمک کنند و از هدر رفتن بیش از حد آب جلوگیری کنند. به گفته نویسندگان، در محیطهای مرطوب و گرم، الگوهای کوچکتر UV این تبخیر را افزایش میدهند و گیاه را خنک نگه میدارند و از گرمای بیش از حد جلوگیری میکنند.
نقل قول: رنگهای نامرئی آفتابگردان به آنها کمک میکند زنبورها را جذب کنند و با خشکسالی سازگار شوند (2022، 18 ژانویه) بازیابی شده در 28 ژوئن 2022 از https://phys.org/news/2022-01-sunflowers-invisible-bees-dought.html
متیو پتل، نویسنده مسئول این مطالعه، گفت: “یافتههای ما نشان میدهد که تواناییهای خودکنترلی گونههای ماکائو که نزدیک به هم هستند، بین افراد و گونهها بسیار متفاوت است. ما فرض میکنیم که این تفاوتها میتواند با تفاوت در اندازه مغز یا هوش عمومی مرتبط باشد. آنها همچنین می توانند تحت تأثیر رفتارهای جستجوی علوفه یا سازمان اجتماعی گونه های مختلف قرار گیرند، زیرا ممکن است خودکنترلی بهتر در میان پرندگانی که باید زمان بیشتری را برای مکان یابی و استخراج غذا صرف کنند یا در محیط های اجتماعی پیچیده تری زندگی می کنند، قوی تر انتخاب شده باشد. “
برای مقایسه توانایی های خودکنترلی بین گونه های طوطی، نویسندگان هشت ماکائو سبز بزرگ، شش ماکائو گلو آبی، شش ماکائو سر آبی و هشت طوطی خاکستری آفریقایی را که توسط Loro Parque Fundación، اسپانیا ارائه شده بود، مورد مطالعه قرار دادند. به پرندگان دانههای آفتابگردان داده شد – غذایی که آنها ترجیح نمیدادند – از طریق شکافی در یک صفحه شفاف و باید بین 5 تا 60 ثانیه صبر میکردند تا دستگاه چرخشی گردو را به آنها بدهد – غذایی که آنها ترجیح میدادند. پرندگان توانستند دانه ها و مغزها را از طریق صفحه شفاف در طول آزمایش ببینند. اگر پرنده دانه های آفتابگردان را قبل از ارائه گردو می خورد، آزمایش به پایان می رسید و پرنده قادر به خوردن گردو نبود.
متیو پتل گفت: “ما پیشنهاد می کنیم که پرندگان رفتارهایی مانند قدم زدن را انجام دهند تا انگیزه خوردن غذایی را که ترجیح نمی دهند سرکوب کنند و بهتر بتوانند با انتظار برای در دسترس قرار گرفتن غذایی که ترجیح می دهند کنار بیایند. مقابله یا حواس پرتی مشابه. رفتارهای گزارش شده در گونه های دیگر، مانند دراز کشیدن و نگاه کردن به دور در سگ یا بازی با اسباب بازی در شامپانزه ها، قبلا با موفقیت بیشتر در انتظار همراه بوده است.
محققان مؤسسه پرندهشناسی Max-Planck آلمان آزمایش کردند که 28 پرنده از چهار گونه طوطی چقدر میتوانند در برابر خوردن غذایی که ترجیح نمیدهند مقاومت کنند، در حالی که منتظر بودند تا غذایی که ترجیح میدهند در تحقیقات Max-Planck در دسترس آنها قرار گیرد. ایستگاه در Loro Parque-Animal Embassy، اسپانیا. محققان دریافتند که طوطیهای خاکستری آفریقایی میتوانند به طور متوسط تا ۲۹.۴ ثانیه منتظر بمانند تا غذای مورد علاقهشان در دسترس باشد، در حالی که این زمان برای ماکائوهای سبز بزرگ ۲۰ ثانیه، ماکائوهای سر آبی ۱۱.۷ ثانیه و ماکائوهای گلو آبی ۸.۳ ثانیه است. طوطی با بهترین عملکرد، یک خاکستری آفریقایی به نام سنسی، توانست حداکثر 50 ثانیه صبر کند که 20 ثانیه بیشتر از حداکثر زمان انتظار برای بهترین ماکائو بود.
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.
نقل قول: طوطی های خاکستری آفریقایی ممکن است خودکنترلی بهتری نسبت به ماکائوها داشته باشند (2021، 21 اکتبر) بازیابی شده در 28 ژوئن 2022 از https://phys.org/news/2021-10-african-grey-parrots-self-control-macaws.html
در حالی که پرندگان منتظر بودند تا غذای مورد نظرشان در دسترس باشد، برخی از آنها رفتارهایی مانند قدم زدن و دستکاری اشیا را انجام می دادند. هر چه پرنده زمان بیشتری را صرف انجام این رفتارها کند، در انتظار موفقیت بیشتری خواهد داشت، به خصوص زمانی که مجبور بودند بیش از ده ثانیه منتظر بمانند. اثربخشی این رفتارها بین گونه ها متفاوت بود. خاکستری های آفریقایی در انتظار موفق تر از ماکائوهای گلو آبی و سر آبی بودند، حتی اگر مدت زمان مشابهی این رفتارها را انجام دهند. رفتار مرتبط با بزرگترین موفقیت در انتظار برای غذای ترجیحی، قدم زدن بود.
نویسندگان هشدار میدهند که از آنجایی که در حال حاضر اطلاعات کمی در مورد نحوه تعامل طوطیهای متعلق به گونههای مورد مطالعه با محیط طبیعی خود و سایر طوطیها در طبیعت وجود دارد، تنها نتایج محدودی در مورد دلایل تفاوتهای مشاهده شده در تواناییهای خودکنترلی بین گونهها میتوان گرفت. تحقیقات آینده می تواند سازمان اجتماعی، رفتارهای جستجوگر و اندازه مغز گونه های طوطی مانند ماکائوهای سر آبی و گلو آبی را مطالعه کند تا تأثیر آنها بر تکامل خودکنترلی و صبر را تعیین کند.
طوطی های خاکستری آفریقایی در مواقع ضروری به یکدیگر کمک می کنند
اطلاعات بیشتر:
Désirée Brucks و همکاران، تغییرات درون و بین گونه ای در ظرفیت های خودکنترلی طوطی ها در تأخیر در کار رضایت، شناخت حیوانات (2021). DOI: 10.1007/s10071-021-01565-6
طبق مطالعه ای که در مجله منتشر شد، طوطی های خاکستری آفریقایی ممکن است بهتر از ماکائوها بتوانند رضایت را به تعویق بیندازند – رد کردن پاداش فوری به نفع یک بهتر در آینده – شناخت حیوانات.