National Science Foundation – Where Discoveries Begin

Fact Sheet

December 13, 2000

Ten materiał jest dostępny głównie w celach archiwalnych. Numery telefonów i inne informacje kontaktowe mogą być nieaktualne; prosimy o zapoznanie się z aktualnymi informacjami kontaktowymi w dziale kontaktów z mediami.

Arabidopsis thaliana jest chwastem z rodziny gorczycowatych, którego szybki cykl wzrostu i niewielkie rozmiary czynią go idealnym modelem eksperymentalnym do badań z zakresu biologii roślin. Ponad 2500 laboratoriów i 8000 naukowców na całym świecie wykorzystuje nową generację narzędzi do badania genomu tej rośliny, ujawniając procesy wspólne dla wszystkich roślin.

Proces. Inicjatywa Genomu Arabidopsis (AGI) rozpoczęła się w 1996 roku, jednocząc wysiłki międzynarodowych zespołów, które dekodowały sekwencję tego ważnego genomu od wczesnych lat 90-tych. Przedstawiciele każdego z głównych centrów sekwencjonowania Arabidopsis spotkali się w sierpniu 1996 roku w National Science Foundation (NSF) w Arlington, VA, aby uzgodnić wspólne podejście. W USA program międzyagencyjny rozpoczął się w 1996 roku z funduszy NSF, Departamentu Energii USA i Departamentu Rolnictwa USA. Unia Europejska, rząd Francji i rząd prefektury Chiba w Japonii podobnie wspierają badania AGI.

Przyszłość. Nawet gdy sekwencja genomu była bliska ukończenia, NSF rozpoczął następną fazę badań nad genomem Arabidopsis thaliana. Nowy Projekt 2010 NSF dąży do określenia funkcji 25,000 genów Arabidopsis w ciągu następnej dekady.

Narzędzia i zastosowania. Badacze Arabidopsis używają i rozwinęli wiele narzędzi, w tym:

• Syntetyczne markery DNA do mapowania genomu
• Kolekcje użytecznych mutantów Arabidopsis
• Specjalistyczne techniki przekształcania genów Arabidopsis
• Bioinformatyczne. narzędzia, które wykorzystują najnowsze możliwości obliczeniowe i sieciowe
• Zbiory map genetycznych

Wszystkie te narzędzia pozwalają naukowcom systematycznie analizować genom Arabidopsis, co doprowadziło do poznania jego sekwencji, identyfikacji funkcji wielu genów i lepszego zrozumienia zachowania roślin w ogóle. Badania nad Arabidopsis poprawiły nasze zrozumienie odporności na choroby, rozwoju korzeni i innych ważnych procesów zachodzących w roślinach. Ponieważ tempo tych badań jest niezwykle szybkie, poniższe informacje nie są bynajmniej wyczerpujące.

Poprawa odporności na choroby. Niektóre odmiany roślin uprawnych są bardziej niż inne odporne na określone patogeny wirusowe, bakteryjne lub grzybowe. Osiągnięcie odporności na choroby jest głównym celem większości programów hodowli roślin, ale produkcja takich hybryd jest czasochłonna w porównaniu z modyfikacjami genetycznymi. Klonowanie molekularne genu odporności na choroby Arabidopsis o nazwie RPS2 znacząco przyczyniło się do naszego zrozumienia, jak ten gen i podobne działają w roślinach o znaczeniu gospodarczym.

Zrozumieć światłoczułość. Analizując Arabidopsis, naukowcy wykazali, że rośliny reagują na światło integrując różne sygnały wejściowe poprzez złożoną sieć genetyczną. Sklonowane geny ujawniły wcześniej niewykrytą chemiczną naturę receptora światła niebieskiego w Arabidopsis, sugerując istnienie takiego mechanizmu wyzwalania reakcji fizjologicznych u roślin wyższych. To może prowadzić do roślin, które są w stanie rosnąć z mniej światła.

Creating zdrowsze oleje jadalne. Geny, które kierują syntezą olejów w Arabidopsis są blisko spokrewnione z takimi genami w uprawach komercyjnych. Związek ten jest wykorzystywany do produkcji roślin o zdrowszych olejach jadalnych. Około jedna trzecia kalorii w naszej diecie pochodzi z soi lub innych olejów roślinnych. Większość olejów roślinnych nie nadaje się jednak do jedzenia, ponieważ są one wysoce wielonienasycone. Geny kwasów tłuszczowych z Arabidopsis mają swoje odpowiedniki w soi, rzepaku i kilku innych roślinach oleistych.

Produkcja biodegradowalnych tworzyw sztucznych. Sekwencja genomu Arabidopsis może doprowadzić do powstania nowych biodegradowalnych tworzyw sztucznych. Naukowcy wprowadzili geny bakterii Alcaligenes eutrophus do Arabidopsis, powodując gromadzenie się biodegradowalnego plastiku (polihydroksymaślanu lub PHB). Z do 20 procent suchej masy zmodyfikowanej rośliny wykonane z PHB, kilka firm rozpoczęło programy rozwoju takich plastikowych upraw produkcyjnych.

Making Warzywa i owoce tańsze i bardziej wytrzymałe. Gaz etylen wpływa na wzrost i rozwój roślin. Przemysł rolniczy wykorzystuje go do kontrolowania dojrzewania owoców i warzyw oraz starzenia się kwiatów. Uniemożliwiając roślinom wytwarzanie etylenu lub reagowanie na niego, naukowcy mogliby stworzyć uprawy, które dojrzewałyby szybciej lub wolniej, w zależności od potrzeb. Gen Arabidopsis pośredniczy w biologicznych efektach działania etylenu, a naukowcy wyizolowali jego zmutowaną formę, która mogłaby całkowicie uodpornić rośliny na działanie tego gazu. Mogłoby to znacznie spowolnić tempo dojrzewania owoców i więdnięcia kwiatów, utrzymując ich świeżość na dłużej.

Zwiększenie odporności na erozję. System korzeniowy Arabidopsis jest modelem do badania, jak tworzą się te organy roślinne. Naukowcy znaleźli wiele mutacji genetycznych Arabidopsis, które wpływają na rozwój korzeni i określają, czy rośliny są odporne na erozję gleby.

Zrozumienie, jak rośliny kwitną. Wzrost kwiatów rozpoczyna się od rozwoju formatywnej tkanki roślinnej zwanej merystemem, który może rozgałęziać się tworząc kilka merystemów kwiatowych, każdy z osobnym kwiatem. Badania Arabidopsis wykazały, że interakcja między genami merystemów dyktuje wzrost organów kwiatowych, takich jak płatki, działki i pręciki.

-NSF-

Zobacz także: Lista linków Arabidopsis.

Do streamingowego filmu o sekwencji genomu Arabidopsis, zobacz: http://www.nsf.gov/od/lpa/news/press/00/pr0094.htm
Więcej informacji o projekcie NSF 2010, zobacz: http://nsf.gov/cgi-bin/getpub?nsf0113

Kontakty z mediami
Tom Garritano, NSF, (703) 292-8070, email: [email protected]

U.S. National Science Foundation napędza naród do przodu poprzez wspieranie badań podstawowych we wszystkich dziedzinach nauki i inżynierii. NSF wspiera badania i ludzi, zapewniając obiekty, instrumenty i fundusze, aby wspierać ich pomysłowość i utrzymać USA jako światowego lidera w dziedzinie badań i innowacji. Z budżetem na rok fiskalny 2021 w wysokości 8,5 miliarda dolarów, fundusze NSF docierają do wszystkich 50 stanów poprzez dotacje dla prawie 2000 szkół wyższych, uniwersytetów i instytucji. Każdego roku NSF otrzymuje ponad 40 tys. konkurencyjnych wniosków i przyznaje około 11 tys. nowych nagród. Nagrody te obejmują wsparcie dla badań współpracy z przemysłem, Arktyki i Antarktyki badań i operacji, a udział USA w międzynarodowych wysiłków naukowych.

Get News Updates by Email

Connect with us online
NSF website: nsf.gov
NSF News: nsf.gov/news
For News Media: nsf.gov/news/newsroom
Statistics: nsf.gov/statistics/
Baza danych o nagrodach: nsf.gov/awardsearch/

Śledź nas na portalach społecznościowych
Twitter: twitter.com/NSF i twitter.com/NSFspox
Facebook: facebook.com/US.NSF />Instagram: instagram.com/nsfgov

.