H2020 RiceStyle Proiektua: Karpeloaren Bilakaera: Arrozaren Aldeko Ibilaldi Bat

Lurrean 352.000 espezie bizidun inguru daudela kontuan hartuta, landare loredunak edo angiospermoak landare-erreinuko talderik handiena eta anitzena osatzen dute, eta lurreko landare-espezieen % 90 inguru. Angiospermoen agerpen eta dibertsifikazio azkarra, fosilen bidez dokumentatua, "misterio gorrotagarri" gisa definitu zuen Charles Darwinek. Zalantzarik gabe, ugalketa-egitura berrien eboluzioak, hala nola lorearen eta haren zati emearen, pistiloaren, funtsezko zeregina izan zuen angiospermoen eboluzio-arrakasta apartekoan.

Hala ere, egitura hauek nola eboluzionatu zuten, maila molekularrean barne, ezezaguna da oraindik. Gainera, polinizazioaren ondoren, pistiloa eta barruan dagoen obulua(k) fruitu eta hazi bihurtzen dira, hurrenez hurren, eta hauek dira labore gehienen zati jangarria. Beraz, pistiloaren garapenaren azterketa molekularrek landareen eboluzioaren "sekretu" handienetako bat argitzen lagun dezakete eta abantaila eta tresna garrantzitsuak eman ditzakete laboreen hobekuntza zehatzerako.

Pistiluaren identitatearen eta ereduaren kontrol genetikoari buruzko informazioa eskuragarri dagoen arren, datu hauek batez ere Arabidopsisari eta beste eudicotiledonio eredu-landare batzuei dagozkie. Beraz, mekanismo genetiko hauek landare loredun guztien arbaso zaharrenetan pistiloaren eboluzioa azal lezakete edo eudicotiledoneen egokitzapena islatzen duten garapen berriagoak ordezka ditzakete. Beraz, ikerketa konparatiboak behar dira loredun landareen beste talde handiena eta eboluzionatuena, monokotiledoneoetan, eta baita angiospermo basaletan ere.

Marie Curie Ricestyle Ekintza honek "misterio higuingarriaren" zati bat argitzea du helburu, arrozean pistiloaren garapena eta haren oinarri genetikoa alderatuz, arroza delarik landare monokotiledoneo eredugarri garrantzitsuena eta, beste zerealekin batera, gizakien dietako kaloria iturri nagusia. Proiektuaren lehen fasean, Dabing Zhang irakaslearen laborategian (Shanghai Jiao Tong Unibertsitatea, Txina), ehun pistilodunaren identitatean eta ereduan parte hartu dezaketen gene hautagaien karakterizazio funtzionalerako beharrezko tresna guztiak garatu ditugu.

Arabidopsis thaliana eta beste eudicotiledoneo eredu landareen gene ezagunekin duen homologian oinarrituta, arrozaren genoman filogenetikoki erlazionatutako eta funtzionalki baliokideak diren geneak bilatu genituen. Gure lanak gene-familia hauen eboluzio-historiaren azterketa sakona eman du, eta hori gure ikerketa funtzionaletarako oinarri gisa balioko du. Gainera, bi laborategi ostalarien arteko lankidetzak SEPALLATA MADS-box azpifamiliako beste hiru transkripzio-faktore karakterizatzea ahalbidetu zuen.

Faktore hauek lore-organo guztien identitatea ematen dute, pistiloa barne, eta, beraz, karpeloaren garapenerako sare molekularrean gora egiten duten erregulatzaile nagusiak dira. Lana duela gutxi argitaratu da Plant Physiology aldizkarian (Wu D, Liang W, Zhu W, Chen M, Ferrandiz C, Burton RA, Dreni L, Zhang D. Plant Physiol. 2017ko abenduaren 7a. pii: pp.00704.2017. doi: 10.1104/pp.17.00704). Horrez gain, glutaredoxina kodetzen duen gene bat isolatu dugu, eta hori garrantzitsua da arrozean pistiloaren garapenerako. Funtzio-galera duten mutanteek ez dute pistilorik sortzen espitxeletaren erdian gutxi gorabehera; Bestela, pistilo murriztuak ekoizten dituzte.

Emaitza hauek, nolabait, ustekabekoak dira eta monokotiledoneoetan eboluzio-berrikuntza bat izan litezke edo, hori ez bada, dikotiledoneoetan ere garrantzitsuak izan litezke, nahiz eta oraindik ez diren aztertu. Beraz, angiospermoen pistilo morfogenesiaren ezagutza hobetzeko bi noranzkoko bide bat eskain dezakete. Glutaredoxina honen funtzioa eta lore eta karpelo identitate-genekin duen elkarrekintza genetikoa deskribatzen duen lehen artikulu bat aurkeztuko da laster. Proiektuaren bigarren fasean, aipatutako mutanteen fenotipatzearekin eta karakterizazioarekin jarraitu genuen, eta goi-mailako mutanteak ere sortu genituen. Esperimentu hauetako datuek arrozean karpeloaren morfologia zuzena zehazteko funtzio ezinbestekoa duten hainbat gene adierazi zituzten. Gene hauek erregulatzen dituzten sare molekularrak sakonki karakterizatzen ari gara eta gure aurkikuntzak laster argitaratzea dugu helburu.