National Science Foundation – Where Discoveries Begin

Fact Sheet

December 13, 2000

This material is available primarily for archival purposes. A telefonszámok vagy egyéb elérhetőségek elavultak; kérjük, tekintse meg az aktuális elérhetőségeket a médiakapcsolatoknál.

Arabidopsis thaliana a mustárfélék családjába tartozó gyomnövény, amely gyors növekedési ciklusa és kis mérete miatt ideális kísérleti modell a növénybiológiai kutatások számára. Világszerte több mint 2500 laboratórium és 8000 tudós használja az eszközök új generációját e növény genomjának vizsgálatára, feltárva az összes növényben közös folyamatokat.

A folyamat. Az Arabidopsis Genom Initiative (AGI) 1996-ban indult, egyesítve azon nemzetközi csoportok erőfeszítéseit, amelyek az 1990-es évek eleje óta dolgoztak e fontos genomszekvencia dekódolásán. Az Arabidopsis szekvenáló központok képviselői 1996 augusztusában találkoztak a Nemzeti Tudományos Alapítványnál (NSF), Arlingtonban, VA-ban, hogy megállapodjanak az együttműködési megközelítésről. Az Egyesült Államokban 1996-ban egy ügynökségek közötti program indult az NSF, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma és az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma támogatásával. Az Európai Unió, a francia kormány és a japán Chiba prefektúra kormánya hasonlóképpen támogatja az AGI-kutatásokat.

A jövő. Még a genomszekvencia befejezéséhez közeledve az NSF megkezdte az Arabidopsis thaliana genomkutatásának következő szakaszát. Az NSF új, 2010-es projektje a következő évtizedben 25 000 Arabidopsis gén funkciójának meghatározására törekszik.

Az eszközök és alkalmazások. Az Arabidopsis-kutatók számos eszközt használnak és fejlesztettek ki, többek között:

• Szintetikus DNS markerek a genom feltérképezéséhez
• Hasznos Arabidopsis mutánsok gyűjteményei
• Speciális technikák az Arabidopsis génjeinek átalakítására
• Bioinformatika. a legújabb számítástechnikai és hálózati lehetőségeket kihasználó eszközök
• Géntérképek gyűjteményei

Mindezek az eszközök lehetővé teszik a tudósok számára az Arabidopsis genom szisztematikus boncolgatását, ami a szekvencia befejezéséhez, számos egyedi gén funkciójának azonosításához és általában a növények viselkedésének jobb megértéséhez vezet. Az Arabidopsis tanulmányozása javította a betegségekkel szembeni ellenálló képesség, a gyökérfejlődés és más fontos növényi folyamatok megértését. Mivel e kutatások üteme rendkívül gyors, az alábbi kiemelések korántsem teljes körűek.

A betegségekkel szembeni ellenálló képesség javítása. Egyes növényfajták bizonyos vírusos, bakteriális vagy gombás kórokozókkal szemben ellenállóbbak, mint mások. A betegségekkel szembeni ellenálló képesség elérése a legtöbb növénynemesítési program egyik fő célja, de az ilyen hibridek előállítása a genetikai módosítással összehasonlítva időigényes. Az Arabidopsis RPS2 nevű betegség-ellenálló génjének molekuláris klónozása jelentősen hozzájárult annak megértéséhez, hogyan működik ez és a hasonló gének a gazdaságilag fontos növényekben.

A fényérzékenység megértése. Az Arabidopsis elemzésével a tudósok kimutatták, hogy a növények úgy reagálnak a fényre, hogy különböző bemenő jeleket integrálnak egy összetett genetikai hálózaton keresztül. A klónozott gének feltárták az Arabidopsisban egy kék fényreceptor korábban fel nem fedezett kémiai természetét, ami arra utal, hogy létezik egy ilyen mechanizmus, amely fiziológiai válaszokat vált ki a magasabb rendű növényekben. Ez olyan növényekhez vezethet, amelyek kevesebb fény mellett is képesek növekedni.

Egészségesebb étolajok előállítása. Az Arabidopsisban az olajok szintézisét irányító gének szoros rokonságban állnak a kereskedelmi növények ilyen génjeivel. Ezt a rokonságot használják ki, hogy egészségesebb étkezési olajokkal rendelkező növényeket állítsanak elő. Táplálékunk kalóriájának körülbelül egyharmada szójababból vagy más növényi olajokból származik. A legtöbb növényi olaj azonban nem alkalmas élelmiszernek, mert erősen többszörösen telítetlen. Az Arabidopsisból származó zsírsavgéneknek vannak megfelelői a szójában, a repcében és számos más olajnövényben.

Biológiailag lebomló műanyagok előállítása. Az Arabidopsis genomszekvenciája új, biológiailag lebomló műanyagokhoz vezethet. A tudósok az Alcaligenes eutrophus baktérium génjeit vitték be az Arabidopsisba, ami egy biológiailag lebomló műanyag (polihidroxibutirát vagy PHB) felhalmozódását eredményezte. Mivel a módosított növény száraz tömegének akár 20 százalékát is PHB teszi ki, több vállalat is megkezdte az ilyen műanyagtermelő növények fejlesztését.

A zöldségek és gyümölcsök olcsóbbá és keményebbé tétele. Az etilén nevű gáz befolyásolja a növények növekedését és fejlődését. A mezőgazdasági ipar a gyümölcsök és zöldségek érésének és a virágok öregedésének szabályozására használja. Ha megakadályoznák, hogy a növények etilént termeljenek vagy reagáljanak rá, a tudósok olyan növényeket fejleszthetnének, amelyek tetszés szerint gyorsabban vagy lassabban érnek. Egy Arabidopsis gén közvetíti az etilén biológiai hatásait, és a kutatók izoláltak egy mutáns formát, amely teljesen ellenállóvá teheti a növényeket a gázzal szemben. Ez jelentősen lelassíthatná a gyümölcsök érési és a virágok hervadási sebességét, és így tovább maradnának frissek.

Az erózióállóság javítása. Az Arabidopsis gyökérrendszere modellként szolgál e növényi szervek kialakulásának tanulmányozására. A tudósok számos olyan Arabidopsis génmutációt találtak, amelyek befolyásolják a gyökérfejlődést, és meghatározzák, hogy a növények ellenállnak-e a talajeróziónak.

A növények virágzásának megértése. A virágzás a merisztémának nevezett képződő növényi szövet fejlődésével kezdődik, amely több virágmerisztémát alkotva elágazhat, amelyek mindegyike külön virággal rendelkezik. Az Arabidopsis-kutatások kimutatták, hogy a merisztéma gének közötti kölcsönhatás diktálja a virágszervek, például a szirmok, a szepálok és a porzók növekedését.

-NSF-

Szintén lásd: Arabidopsis linkek listája.

Az Arabidopsis genomszekvenciájáról szóló streaming videót lásd: http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/00/pr0094.htm
Az NSF 2010 projektről szóló további információkért lásd: http://nsf.gov/cgi-bin/getpub?nsf0113

Médiakapcsolatok
Tom Garritano, NSF, (703) 292-8070, e-mail: [email protected]

Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa a tudomány és a technika minden területén végzett alapkutatások előmozdításával viszi előre a nemzetet. Az NSF létesítményeket, eszközöket és finanszírozást biztosítva támogatja a kutatókat és az embereket, hogy támogassa találékonyságukat, és fenntartsa az Egyesült Államokat mint a kutatás és az innováció globális vezetőjét. A 2021-es pénzügyi év 8,5 milliárd dolláros költségvetésével az NSF forrásai mind az 50 államba eljutnak a közel 2000 főiskolának, egyetemnek és intézménynek nyújtott támogatásokon keresztül. Az NSF évente több mint 40 000 versenypályázatot kap, és mintegy 11 000 új díjat ítél oda. Ezek a díjak magukban foglalják az iparral való kooperatív kutatások, az északi-sarkvidéki és antarktiszi kutatások és műveletek, valamint a nemzetközi tudományos erőfeszítésekben való amerikai részvétel támogatását.

Kapjon hírfrissítéseket e-mailben

Connect with us online
NSF website: nsf.gov
NSF News: nsf.gov/news
For News Media: nsf.gov/news/newsroom
Statistics: nsf.gov/statistics/
Awards database: nsf.gov/awardsearch/

Follow us on social
Twitter: twitter.com/NSF és twitter.com/NSFspox
Facebook: facebook.com/US.NSF />Instagram: instagram.com/nsfgov

.