Uluslararası araştırmacılardan oluşan bir ekip, arpa bitkilerindeki sodyum içeriğini etkileyen, doğal olarak oluşan bir gen varyasyonu tanımladı. Bulgu, arpa çeşitlerinin gelişimini daha fazla verim ve değişen tuz koşullarına daha iyi esneklikle ilerletmeye yardımcı olabilir.
Communications Biology’nin son sayısında, James Hutton Enstitüsü’ndeki bilim insanları tarafından ARC Centre of Excellence in Plant Energy Biology’deki (PEB) araştırmacılar tarafından yönetilen araştırma ekibi beş yıllık bir çalışma sonucu, arpa bitkilerinde bir genin bir versiyonunu tanımladıklarını açıkladılar. Gen varyantı ile tuzun bir bileşeni olan yüksek sodyum konsantrasyonlarının arpada bitki büyümesini olumsuz etkilemeden birikmesine izin verdiği belirlendi.
Tuzluluk, tahıl yetiştirme bölgelerinin yaklaşık yüzde 70’inde mahsul büyümesini olumsuz etkileme potansiyeli ile Avustralya tahıl endüstrisi için önemli bir sorundur. Aşırı sodyum seviyesinin çoğu bitki için toksik olmasına rağmen, toksik olmayan konsantrasyonların, toprak potasyumunun düşük olduğu gibi belirli koşullar altında verimi arttırdığı gösterilmiştir.
Araştırmacılar, gen varyantının tuzlu olmayan ortamlarda yetiştirilen arpa mahsulü bitkilerinde artan verim potansiyeline yol açtığını gösteren kanıtlar buldular. Arpa, Avustralya’nın alan ve hacme göre ikinci en büyük tarım ürünüdür olmasının yanında hayvan yemi ve bira üretimi için de önemli olan iç ve dış ticaretin temelini oluşturan bir üründür.
PEB ve Avustralya Ulusal Üniversitesi’nden Dr. Caitlin Byrt, “Arpa bitkilerindeki sodyum taşıma genindeki varyasyonun tahıl sodyum içeriğini nasıl etkilediği ile ilgili keşfimiz yetiştiricilere ve araştırmacılara fayda sağlayabilir.”
Bu keşif ileride tuzlu koşullara arpa bitkisinin adaptasyonu sağlayabilir mi?
“Arpa kalitesini ve çimlenmeyi etkileyen faktörleri optimize etmek için geliştirdiğimiz belirteçleri ve materyali kullanma potansiyeli var.”
“Tohum çimlenmesi tuzluluktan olumsuz etkilenir ve sodyum fazla olduğunda bir sorun haline gelebilir. Ancak ozmotik bir regülatör olarak da bir avantaj olabilir. Bu, tahıl sodyum içeriğinin farklı ortamları hedeflemek için uyarlanmasının avantajlı olabileceği anlamına gelmektedir.”
PEB’den ortak yazar Dr. Stefanie Wege, “Bulgularımız, çok farklı geçmişlere sahip bilim insanlarını içeren büyük bir uluslararası işbirliğinin sonucudur ve başarımız, tahıl sodyum birikiminin arkasındaki mekanizmaları aydınlatmaya yönelik başarılı ekip çabalarını yansıtmaktadır.”
James Hutton Enstitüsü’nün baş yazarı Dr. Kelly Houston, “Sodyum taşıma geni’nin bu özel versiyonunun, çağdaş arpa genetik materyalinin yüzde 35’inde mevcut olduğunu, ancak taranan vahşi arpa ve topraklarda neredeyse hiç bulunmadığını söylüyor. Bu, gelecekteki çeşitlerde bulunmasının potansiyel olarak bir avantajı olduğu anlamına gelmektedir.”
İleri Okuma
More information: Kelly Houston et al. Barley sodium content is regulated by natural variants of the Na+ transporter HvHKT1;5, Communications Biology (2020). DOI: 10.1038/s42003-020-0990-5