Study describes a novel mechanism

For the sunflower, turning toward the sun requires multiple complex systems
Heliotropism leads to the uniform eastward orientation of mature sunflower plants. Credit: Maksim Goncharenok, Pexels (CC0,

Sunflowers famously turn their faces to follow the sun as it crosses the sky. But how do sunflowers “see” the sun to follow it? New work from plant biologists at the University of California, Davis, published Oct. 31 in PLOS Biology, shows that they use a different, novel mechanism from that previously thought.

“This was a total surprise for us,” said Stacey Harmer, professor of plant biology at UC Davis and senior author on the paper.

Most plants show phototropism—the ability to grow toward a light source. Plant scientists had assumed that sunflowers’ heliotropism, the ability to follow the sun, would be based on the same basic mechanism, which is governed by molecule called phototropin and responds to light at the blue end of the spectrum.

Sunflowers swing their heads by growing a little more on the east side of the stem—pushing the head west—during the day and a little more on the west side at night, so the head swings back toward the east. Harmer’s lab at the UC Davis College of Biological Sciences has previously shown how sunflowers use their internal circadian clock to anticipate the sunrise, and to coordinate the opening of florets with the appearance of pollinating insects in the morning.

Sunflowers famously turn their faces to follow the sun as it crosses the sky. But how do sunflowers “see” the sun to follow it? New work from plant biologists at UC Davis, published Oct. 31 in PLOS Biology, shows that they use a different, novel mechanism from that previously thought. Credit: Stacey Harmer/UC Davis

In the new study, graduate student Christopher Brooks, postdoctoral researcher Hagatop Atamian and Harmer looked at which genes were switched on (transcribed) in sunflowers grown indoors in laboratory growth chambers, and in sunflowers growing in sunlight outdoors.

Indoors, sunflowers grew straight toward the light, activating genes associated with phototropin. But the plants grown outdoors, swinging their heads with the sun, showed a completely different pattern of gene expression. There was no apparent difference in phototropin between one side of the stem and another.

The researchers have not yet identified the genes involved in heliotropism.

“We seem to have ruled out the phototropin pathway, but we did not find a clear smoking gun,” Harmer said.

Blocking blue, ultraviolet, red or far-red light with shade boxes had no effect on the heliotropism response. This shows that there are likely multiple pathways, responding to different wavelengths of light, to achieve the same goal. Upcoming work will look at protein regulation in the plants.

For the sunflower, turning toward the sun requires multiple complex systems
Sunflower plants use distinct molecular pathways to accomplish the bending movements underlying phototropism and heliotropism. Credit: Stacey Harmer (CC-BY 4.0,

Sunflowers are quick learners. When plants grown in the lab were moved outdoors, they started tracking the sun on the first day, Harmer said. That behavior was accompanied by a burst of gene expression on the shaded side of the plant that did not recur on subsequent days. That suggests some kind of “rewiring” is going on, she said.

Apart from revealing previously unknown pathways for light-sensing and growth in plants, the discovery has broad relevance, Harmer said.

“Things that you define in a controlled environment like a growth chamber may not work out in the real world,” she said. Atamian is now an assistant professor at Chapman University.

More information:
Multiple light signaling pathways control solar tracking in sunflowers, PLoS Biology (2023). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002344. … journal.pbio.3002344

How sunflowers ‘see’ the sun: Study describes a novel mechanism (2023, October 31)
retrieved 1 November 2023

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.


Sunflower extract fights fungi to keep blueberries fresh

Sunflower extract fights fungi to keep blueberries fresh
Effect of compounds 1, 3, 5, and 15 and boscalid (P) on the plasma membrane integrity of B. cinerea. The scale bar represents 50 μm. Credit: Journal of Agricultural and Food Chemistry (2023). DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05553

Opening a clamshell of berries and seeing them coated in fuzzy mold is a downer. And it’s no small problem. Gray mold and other fungi, which cause fruit to rot, lead to significant economic losses and food waste.

Now, researchers report in the Journal of Agricultural and Food Chemistry that compounds from sunflower crop waste prevented rotting in blueberries. They suggest the food industry could use these natural compounds to protect against post-harvest diseases.

Sunflowers are cultivated around the world for their seeds and oil, but the flower stems—known as receptacles—are generally considered to be a waste product.

Noting that this crop is particularly resistant to many plant diseases, Xiao-Dong Luo, Yun Zhao and colleagues decided to investigate whether its receptacles might contain chemical constituents responsible for this protective effect. They also wanted to find out if these compounds could be used to fend off fungal plant pathogens in fruit, as a way to avoid the toxicity and resistance associated with chemical fungicides.

The researchers used methanol and ethyl acetate to prepare extracts from sunflower stems. They then isolated and identified the components in these extracts, focusing on diterpenoids, which are known to have biological activity.

They found 17 diterpenoids, including four previously unknown compounds. Most of the diterpenoids showed activity against gray mold. Four of the compounds—including two of the newly identified ones—were effective at destroying the plasma membrane of this fungus, causing its cells to leak and preventing it from forming biofilms.

In another test, the researchers briefly wet blueberries with the receptacle extracts, then dried the fruits and injected them with mold spores.

Over a period of six days, the receptacle extracts protected almost half the berries from mold growth. The scientists conclude that sunflower stem extracts could be used as a natural biocontrol agent to prevent post-harvest disease in fruit.

More information:
New and Antifungal Diterpenoids of Sunflower against Gray Mold, Journal of Agricultural and Food Chemistry (2023). DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05553.

Provided by
American Chemical Society

Sunflower extract fights fungi to keep blueberries fresh (2023, October 25)
retrieved 25 October 2023

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.


New research to improve production of high oleic sunflower oil

New Skoltech research to improve production of high oleic sunflower oil
Sampling sunflowers. Credit: Provided by the researchers/Skolkovo Institute of Science and Technology

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

New research to improve production of high oleic sunflower oil (2023, October 5)
retrieved 5 October 2023

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.


تحقیقات جدید علم شگفت انگیزی را در پشت ابر غذای زنبور عسل پیدا می کند

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.

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.

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.”

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.

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

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.

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.

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 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.

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

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

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 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.

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.

تحقیقات UMass Amherst علم شگفت انگیزی را در پشت ابر غذای زنبور عسل پیدا می کند

یکی از اعضای تیم تحقیقاتی در حال نظارت بر مزرعه آفتابگردان. اعتبار: سارا هارپر

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.

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 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.

غذای مناسب برای یک ملکه

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.

تحقیقات UMass Amherst علم شگفت انگیزی را در پشت ابر غذای زنبور عسل پیدا می کند

گرده صاف از گندم سیاه (A) و افرا قرمز (B) و گرده خاردار از گیاهان خانواده آفتابگردان (CJ). اعتبار: اکولوژی عملکردی (2023). DOI: 10.1111/1365-2435.14320

فیزیک نه شیمی

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

علم مغز پرندگان کوچک با خاطرات شگفت انگیز

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.

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.

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.

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.

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.

ارائه شده توسط دانشگاه دوک

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.

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”.

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.

نخود کلاه سیاه

اعتبار: دامنه عمومی Pixabay/CC0

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.


نقل قول: علم مغز پرندگان کوچک با خاطرات شگفت انگیز (2023، 27 مارس) بازیابی شده در 27 مارس 2023 از

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.

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

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.

ساعت شبانه روزی شکوفه های آفتابگردان را کنترل می کند و برای گرده افشان ها بهینه می شود

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.

ساعت شبانه روزی شکوفه های آفتابگردان را کنترل می کند و برای گرده افشان ها بهینه می شود

در سمت چپ مانند سر آفتابگردان است که در شرایط عادی رشد کرده است. گلچه ها در حلقه های متحدالمرکز روز به روز بالغ می شوند. سر گل در سمت راست با یک ساعت شبانه روزی مختل رشد کرده بود و گلچه های آن در الگوی صحیح باز نمی شدند. اعتبار: آزمایشگاه هارمر، یو سی دیویس

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:

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.

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: 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

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.

ساعت شبانه روزی شکوفه های آفتابگردان را کنترل می کند و برای گرده افشان ها بهینه می شود

تحقیقات جدید دانشگاه کالیفرنیا دیویس نشان می دهد که چگونه یک ساعت شبانه روزی داخلی باز شدن گلچه های منفرد را در حلقه های متحدالمرکز در سر آفتابگردان کنترل می کند. این به جذب حشرات گرده افشان کمک می کند. اعتبار: جیسون اسپایرس

اعتبار: eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.80984

ویدیوی تایم لپس

دانشمندان منبع کپک داخلی را در تخمه آفتابگردان کشف کردند

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.

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.

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.

دانشمندان منبع کپک داخلی را در تخمه آفتابگردان کشف کردند

ویژگی های کلنی های قارچی جدا شده از دانه های آفتابگردان کپک زده داخلی. اعتبار: لیو جی

دانشمندان منبع کپک داخلی را در تخمه آفتابگردان کشف کردند

تجزیه و تحلیل NMDS شباهت را در بین جمعیت های قارچی از هسته دانه های آفتابگردان در معرض سطوح مختلف رطوبت نسبی به مدت شش ماه نشان می دهد. اعتبار: لیو جی

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.

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 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.

علاوه بر این، دانه های آفتابگردان در مرحله کاشت مزرعه بیشترین آسیب را نسبت به کپک داخلی داشتند.

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.


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.

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.

نقل قول: دانشمندان منبع کپک داخلی در تخمه آفتابگردان را کشف کردند (2022، 29 ژوئیه) بازیابی شده در 29 ژوئیه 2022 از

مطالعه انتشار روغن نباتی نیاز فوری به راه حل های رشد سبزتر را نشان می دهد

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.

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


اعتبار: CC0 دامنه عمومی

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.

منبع 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.»

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.

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

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.

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 نشانگرهای ژنتیکی را برای پیش بینی کیفیت روغن دانه کشف کردند

دانشمندان نشانگرهای ژنتیکی را برای پیش بینی کیفیت روغن دانه کشف کردند

شکل 1. طرح بیوسنتز توکوفرول با کلاس های فنوتیپ مربوطه. نام متابولیت ها به صورت پررنگ نشان داده شده است: 2-methyl-6-phytyl-1,4-benzoquinone – MPBQ. 3،2-دی متیل-6-فیتیل-1،4-بنزوکینون – DMPBQ. فلش های خاکستری مربوط به واکنش های کاتالیز شده توسط آنزیم های نشان داده شده در مربع های خاکستری است: MPBQ methyltransferase – MPBQ-MT. توکوفرول سیکلاز – TC؛ γ-توکوفرول متیل ترانسفراز – γ-TMT. فلش های قرمز آنزیم های کدگذاری شده توسط Tph1 و Tph2 را نشان می دهد. طرح مسیر بیوسنتز از (Lushchak and Semchuk 2012) اقتباس شده است. اعتبار: DOI: 10.1093/g3journal/jkac036

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.

نقل قول: دانشمندان نشانگرهای ژنتیکی را برای پیش‌بینی کیفیت روغن دانه کشف کردند (2022، 1 مارس) بازیابی شده در 27 ژوئن 2022 از

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.


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.

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.

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.

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.

“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

رنگ مخفی ماوراء بنفش آفتابگردان گرده افشان ها را جذب می کند و آب را حفظ می کند

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.

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.

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

اما تا آنجا که می توانیم زیبایی و تنوع گل ها را قدردانی کنیم، به معنای واقعی کلمه برای چشمان ما مناسب نیست.

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.

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.

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.

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.

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.

رنگ مخفی ماوراء بنفش آفتابگردان گرده افشان ها را جذب می کند و آب را حفظ می کند

گل‌های آفتابگردان با الگوهای پرتو فرابنفش مختلف همانطور که ما آنها را می‌بینیم (بالا) و همانطور که زنبور ممکن است آنها را ببیند (پایین). اعتبار: مارکو تودسکو، نویسنده ارائه شده است

جذب گرده افشان ها

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.

حشرات دنیا را چگونه می بینند؟

تکامل صرفه جویانه

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.

عوامل دیگر

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.

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.

نور متفاوت

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؟

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.

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.


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

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.

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.

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.

این مقاله با مجوز Creative Commons از The Conversation بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.گفتگو

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.