Nagoyan yliopiston tutkimusryhmä on tunnistanut aiemmin tuntemattoman kasvikudoksen, joka vastaa siementen kehityksen säätelystä, mikä merkitsee ensimmäistä tällaista löytöä yli 160 vuoden aikana. Äskettäin tunnistetulla rakenteella, jota kutsuttiin "Kasahara -yhdyskäytäväksi", on kriittinen rooli määritettäessä, saako siementen kehittyminen ravintoaineita kasvilta, joilla on suorat vaikutukset sadon satoihin. Tulokset julkaistiin lehdessäNykyinen biologia.
Professorien Ryushiro Kasaharan ja Michitaka Nodaguchin johtamat japanilaiset tutkijat tutkivat alun perin kallia-hiilihydraatteja, jotka osallistuivat kasvien lisääntymiseen-kun he havaitsivat siementen odottamattomilla alueilla. Lisätutkimuksen jälkeen he löysivät uuden kudoksen, joka muodostaa selkeän rakenteen, joka toimii portina, joka säätelee ravintoainetta virtausta alkioon.
"Useimmissa hedelmöitystutkimuksissa huomio kiinnitetään siitepölyputken lähtöpisteeseen", sanoi Kasahara. "Löysimme kuitenkin vastakkaisella puolella signaaleja, jotka olivat erityisen vahvoja edistämättömillä munasarjoilla. Tämä johti kudoksen tunnistamiseen, joka avautuu tai sulkeutuu hedelmöitystilasta riippuen."
Rakenne estää ravintoaineiden siirtoa hedelmöityksen puuttuessa tallettamalla kallosi luomalla "suljetun tilan". Menestyneen hedelmöityksen jälkeen Callose liuentuu, siirtämällä kudos "avoimeen tilaan", joka sallii ravinteiden virtauksen kehittyvään siemeniin. Tämä mekanismi varmistaa, että kasvit eivät jaa resursseja elinkelpoisille siemenille.
Tämän mekanismin taustalla olevan geneettisen säätelyn tutkimiseksi ryhmä analysoi geeniekspressiokuviot hedelmöitetuissa munasoluissa. He tunnistivat geenin,ATBG _ ppap, joka ilmaistaan vain hedelmöitetyissä siemenissä ja vastaa kalloseosin liukenemisesta. Kun tämä geeni ekspressoitiin geneettisesti modifioiduissa kasveissa, yhdyskäytävä pysyi auki, mikä johti lisääntyneeseen ravinteiden imeytymiseen ja siemenkokoon.
Riisin kokeellisten kokeiden siemenkoko kasvoi noin 9%, kun taas muiden satolajien osuus on jopa 16,5%. Tutkijat ehdottavat, että tämän yhdyskäytävän hallitseminen voisi tarjota uuden lähestymistavan maataloustuottojen lisäämiseksi.
Saantoparannuksen lisäksi löytö myötävaikuttaa myös evoluutiobiologiaan. Kasahara väittää, että yhdyskäytävämekanismilla on ollut rooli kukkivien kasvien (angiosperms) evoluutiomenestyksessä, mikä antaa heille mahdollisuuden säästää energiaa rajoittamalla ravintoaineiden tarjontaa vain hedelmöitettyihin siemeniin.
