การเปลี่ยนแปลงของทรานสคริปโตมและฮอร์โมนในรากข้าวสาลีที่เสริมสร้างการเจริญเติบโตภายใต้สภาวะดินแห้งปานกลาง

ความแห้งแล้งเป็นหนึ่งในปัจจัยจำกัดที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชและผลผลิตทั่วโลก การทำความเข้าใจกลไกการตอบสนองต่อความเครียดจากความแห้งแล้งในพืชมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาพันธุ์พืชที่ทนทานต่อสภาวะขาดน้ำได้ดีขึ้น

บทความวิจัยเรื่อง "Transcriptomic and Hormonal Changes in Wheat Roots Enhance Growth under Moderate Soil Drying" ที่ตีพิมพ์ในวารสาร International Journal of Molecular Sciences (IJMS), Vol. 25, Pages 9157 ได้ทำการศึกษาการตอบสนองระดับโมเลกุลของข้าวสาลีต่อสภาวะดินแห้งปานกลาง โดยมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนแปลงของการแสดงออกของยีนและระดับฮอร์โมนในราก

วิธีการศึกษา

ในงานวิจัยนี้ นักวิจัยได้ทำการปลูกข้าวสาลีสองสายพันธุ์ คือ สายพันธุ์ที่ทนทานต่อความแห้งแล้งและสายพันธุ์ที่อ่อนแอต่อความแห้งแล้ง ภายใต้สภาวะควบคุมความชื้นในดิน โดยแบ่งเป็นสองกลุ่ม คือ กลุ่มควบคุมที่มีความชื้นในดินปกติ และกลุ่มที่ได้รับความเครียดจากความแห้งแล้งปานกลาง

หลังจากนั้น ได้ทำการเก็บตัวอย่างรากของข้าวสาลีทั้งสองสายพันธุ์ในแต่ละกลุ่มการทดลอง เพื่อทำการวิเคราะห์การแสดงออกของยีนโดยใช้เทคโนโลยี RNA sequencing (RNA-Seq) และวิเคราะห์ระดับฮอร์โมนพืชที่สำคัญ เช่น กรดแอบไซซิก (ABA), ออกซิน, ไซโตไคนิน และ gibberellin

ผลการศึกษาที่สำคัญ

จากการวิเคราะห์ RNA-Seq พบว่ามีการแสดงออกของยีนที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในรากของข้าวสาลีทั้งสองสายพันธุ์ภายใต้สภาวะดินแห้งปานกลาง โดยยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความเครียดจากความแห้งแล้ง การสังเคราะห์สาร osmoprotectant การควบคุมสมดุลของน้ำ และการส่งสัญญาณของฮอร์โมน มีการแสดงออกเพิ่มขึ้นในสายพันธุ์ที่ทนทานต่อความแห้งแล้ง

ในขณะที่ยีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของเซลล์มีการแสดงออกลดลงในสายพันธุ์ที่อ่อนแอต่อความแห้งแล้ง

สำหรับการวิเคราะห์ระดับฮอร์โมนพืช พบว่าระดับ ABA เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในรากของข้าวสาลีทั้งสองสายพันธุ์ภายใต้สภาวะดินแห้งปานกลาง

อย่างไรก็ตาม ระดับออกซินและไซโตไคนินลดลงในสายพันธุ์ที่อ่อนแอต่อความแห้งแล้ง ในขณะที่ระดับ gibberellin ไม่ได้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสองสายพันธุ์

สรุปผลการศึกษา

บทความวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของกลไกการตอบสนองต่อความเครียดจากความแห้งแล้งในข้าวสาลี โดยการเปลี่ยนแปลงของการแสดงออกของยีนและระดับฮอร์โมนในรากมีบทบาทสำคัญในการปรับตัวและความทนทานต่อสภาวะขาดน้ำ

การค้นพบนี้ช่วยให้เราเข้าใจกลไกการตอบสนองต่อความแห้งแล้งในระดับโมเลกุลได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาพันธุ์ข้าวสาลีที่ทนทานต่อความแห้งแล้งในอนาคต

ข้อมูลน่าสนใจเพิ่มเติม

• รู้หรือไม่ว่า ข้าวสาลีเป็นพืชอาหารที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งของโลก โดยคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 20% ของปริมาณแคลอรี่ที่บริโภคทั่วโลก
• ความแห้งแล้งเป็นปัจจัยจำกัดที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อผลผลิตข้าวสาลี โดยสามารถลดผลผลิตได้ถึง 50%

#ข้าวสาลี #ความแห้งแล้ง #ทรานสคริปโตม #ฮอร์โมนพืช