Yeni araştırma, bitki yavrularına yapılan epigenetik modifikasyonların üretilen gıdaların miktarını ve kalitesini düşürmeden hastalığın direncini azaltabildiğini göstermiştir.
Bitkiler belirli patojenler tarafından art arda saldırıya uğradığında, olayı bir bakıma veritabanında kayıt altına alırlar, böylece bağışıklık sistemi bir sonraki sefer saldırıya daha verimli bir şekilde yanıt verebilir. Ancak daha merak uyandırıcı olan bu hafıza, bitkilerde hastalığın önlenmesinde yeni ve potansiyel bir yol sunarak, epigenetik fenomenler yoluyla yeni nesil bitkilere de aktarılabilir.
Epigenetik nedir?
Epigenetik, gen ekspresyonundaki kalıtsal değişiklikleri ifade eder. Bu, DNA’nın belli bölgelerine esas olarak bir ‘etiket’ ekleyen ve bitkilerin tipik evrimsel değişikliklerden çok daha hızlı bir şekilde yeni özellikleri miras almasına izin veren DNA metilasyonu ile başarılır. Bu aynı zamanda bitkilerin çevresel streslere adapte olabileceği ve hastalıklara daha hızlı tepki verebileceği anlamına gelir.
Bu durum, DNA yapısının altında yatan, kendisinin tipik olarak evrimle ilişkilendirilen değişikliklerin aksinedir. Evrimsel değişikliklerin ortaya çıkması milyonlarca yıl almasına rağmen, epigenetik değişiklikler bir nesil içinde çok daha hızlı gerçekleşebilir. DNA sonraki nesillere iletildiğinde, epigenetik bilgi de iletilir.
Epigenetik, biyolojide, DNA dizinde bulunanlardan kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesiyle gelenleri inceleyen bilim dalıdır. Diğer bir sözcük, ırsi olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları incelemektedir.
Bitkiler hastalık direncini devralabilir
Son araştırmada, DNA metilasyonunun Arabidopsis thaliana olarak bilinen küçük bir yabani otun hastalık direncini nasıl etkilediğini incelemiştir.
Bilim adamları, bitkinin kromozomu üzerinde bağışıklıklarını çocuklarına aktarabilmeleri için dört spesifik yer belirlediler. İlginç bir şekilde, bu spesifik DNA bölgelerinde azalmış (artmamış) metilasyonun birkaç farklı mantar tipinin neden olduğu bir bitki hastalığı olan tüylü küflenmeye karşı yazarların “kalıtsal DNA hipometilasyonu” olarak adlandırdığı, daha hızlı ve daha güçlü tepkiler verdiğini keşfetmişlerdir.
Başka bir deyişle, spesifik DNA lokasyonlarında daha düşük metilasyon seviyesine sahip mahsuller, bitki büyümesi üzerinde herhangi bir olumsuz etki veya diğer çevresel streslere karşı direnç olmadan, gelişmiş hastalık direnci sergilemişler.
Çiftçiler için potansiyel fırsatlar
Son bulgular, epigenetiğin gıda bitkilerinin dayanıklılığını, hastalıklara karşı dirençli hale getirip getiremeyeceği konusunda daha fazla araştırma yapılmasının önünü açıyor. Araştırmacılar, bu bulguları dünya çapında gıda tedarikinde hayati öneme sahip ürünler üzerinde de deneyerek sonuçları görmek istiyorlar. Ama öncesinde, epigenetiğin bir bitkinin hastalıklara karşı savunmasını nasıl kontrol ettiğini tam olarak anlamaları gerekiyor.
Dahası, ekinlerde hastalığın önlenmesine yönelik yeni stratejiler, zararlı pestisitlere olan küresel bağlılığı azaltabilir. Bu yolla böcek ilaçlarının azaltılması da bitki büyümesini artırabilirken, kimyasal kirliliği ve tarımın böcekler üzerindeki zararlı etkileri gibi çevresel etkilerini azaltabilir.