Wetenschap
Symbiosestudie legt nieuwe oorsprongstheorieën bloot en identificeert experimentele systemen voor het plantenleven
Het werk van een faculteitslid van de staat Mississippi op het gebied van de symbiose van plantenleven – een wederzijds voordelige relatie tussen levende organismen – verzet zich tegen de nieuwere theorie van ‘single-origin’ – dat al het leven uit één punt voortkomt – en suggereert in plaats daarvan een ‘multiple-origin’-theorie die opent een beter begrip voor genetisch gemanipuleerde gewassen.
Ryan A. Folk, assistent-professor bij het MSU-departement Biologische Wetenschappen en herbariumcurator, is auteur van een artikel dat deze maand is gepubliceerd in Nature Communications het onderzoeken van wortelknobbelsymbiose (RNS), waardoor planten toegang hebben tot stikstof uit de lucht, omgezet in bruikbare vormen door een mutualistische relatie met bodembacteriën. Hij sluit zich aan bij onderzoekers van de Universiteit van Florida en een internationaal team.
‘Een verhaal over één enkele oorsprong is de afgelopen jaren erg populair geworden, vooral onder degenen die hopen symbiose genetisch te manipuleren in gewassen, maar met behulp van genomische gegevens van 13.000 soorten en geavanceerde statistische modellen hebben we vol vertrouwen een scenario geïdentificeerd met meerdere oorsprongen. een complexe eigenschap en ons werk identificeert ideale experimentele systemen voor een beter begrip van de moleculaire mechanismen die tot de winst van symbiose hebben geleid, ‘zei Folk. "Ons werk is het eerste grote verzet tegen het idee van één enkele oorsprong, zoals bepleit door degenen die zich bezighouden met genoomvergelijkingen."
Folk zei dat het idee van één oorsprong zou suggereren dat de genetische manipulatie van gewassen, zoals rijst en maïs, om met stikstofbindende bacteriën te werken een "lagere hindernis" is die moet worden overwonnen.
"Onze resultaten, die wijzen op meerdere oorzaken, compliceren het beeld omdat het een kleinere rol voor gedeelde genetische machines suggereert," zei Folk. "Dit zou het moeilijker maken om gewasplanten die geen peulvruchten zijn, te transformeren om deel te nemen aan een soortgelijke stikstofbindende symbiose, maar meerdere oorsprong betekent ook diverse machines, of, zoals wij betogen, een verbeterd 'evolutionair palet' om dergelijke experimenten te begeleiden." /P>
Folk's artikel legde de basis voor zijn gedetailleerde studie van stikstofomzettingen in de natuur.
Folk's MSU-lab maakt gebruik van genomische en bio-informatische technieken om de oorsprong van plantendiversiteit vanuit evolutionair en ecologisch perspectief te documenteren met behulp van een verscheidenheid aan plantengroepen en habitats. Zijn werk is gebaseerd op het herbarium van MSU, waar ongeveer 38.000 exemplaren van vaatplanten uit de hele wereld zijn ondergebracht, met de nadruk op het zuidoosten van de VS.