ปมในพืชตระกูลถั่ว
Janet I. Sprent
สวนพฤกษศาสตร์หลวง: 2001. 146 หน้า 27 ปอนด์
การก่อ20รับ100ตัวของก้อนตรึงไนโตรเจนบนรากของพืชตระกูลถั่ว (ถั่ว ถั่ว และญาติของพวกมัน) เป็นพื้นฐานของการหมุนเวียนพืชผล ซึ่งเป็นแกนนำของการทำการเกษตรแบบยั่งยืน ก้อนเหล่านี้เป็นผลมาจากความสัมพันธ์ระหว่างพืชตระกูลถั่วกับไรโซเบียมและแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง การอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาอาศัยกันนี้เป็นความมหัศจรรย์ของวิวัฒนาการ และเป็นเป้าหมายสำหรับการศึกษาระดับโมเลกุล พันธุกรรม สรีรวิทยา และระดับประชากรเป็นเวลาหลายปี
คำถามมากมายได้ถูกกล่าวถึงผ่านการศึกษาระบบแบบจำลองของแบคทีเรียและพืชตระกูลถั่ว ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียและโฮสต์รู้จักกันและกันได้อย่างไร? พวกเขาประสานการกระทำอย่างไรเพื่อให้พืชสร้างอวัยวะใหม่อย่างสมบูรณ์ซึ่งเป็นปมรากซึ่งแบคทีเรียบุกรุกและอาศัยอยู่? เหตุใดแบคทีเรียแบบพึ่งพาอาศัยกันจึงแสดงเครื่องมือที่มีเอนไซม์สำหรับการตรึงไนโตรเจนหลังจากพัฒนาเป็นรูปแบบเฉพาะภายในปมเท่านั้น และทำไมพวกเขาถึงล้มเหลวในการดูดซึมไนโตรเจนคงที่ของตัวเอง แทนที่จะส่งออกไปเพื่อให้พืชดูดซึม?
และความลึกลับยังคงอยู่
ทำไมพืชตระกูลถั่ว? คำถามนี้หักเหเป็นสเปกตรัมของประเด็นที่เกี่ยวข้องกับความจำเพาะและการปรับตัว เหตุใดพืชตระกูลถั่วหรือสกุลต่างๆ จึงมีแบคทีเรียที่แตกต่างกัน (บางครั้งมีหลายสกุล) ทำไมพืชตระกูลถั่วบางชนิดถึงไม่สนับสนุนการปม เราคิดว่าพืชได้รับความได้เปรียบทางสรีรวิทยาจากการมีอยู่ของ symbiosis แต่ข้อสันนิษฐานนี้แข็งแกร่งแค่ไหน? เรารู้เพียงพอเกี่ยวกับข้อจำกัดทางสรีรวิทยาที่จำกัดผลผลิตของพืชสำหรับพืชตระกูลถั่วที่หลากหลายหรือไม่?
ขอบเขตของคำถามชุดที่สองนี้มีขนาดใหญ่พอๆ กับตระกูลตระกูลถั่ว (เป็นตระกูลไม้ดอกที่ใหญ่เป็นอันดับสาม) และกว้างเท่ากับโลกสีเขียว สำหรับพืชตระกูลถั่วที่อาศัยอยู่ในเขตร้อนและอาร์กติก ทะเลทราย และป่าฝน , ชายหาดและภูเขา Nodulation ของ Janet Sprent ในพืชตระกูลถั่วมีค่ามากเป็นพิเศษ เพราะมันเตือนเราว่าระบบแบบจำลองเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของเรื่องราวใหญ่ๆ เท่านั้น: วิธีที่พืชตระกูลถั่วและกลุ่มพืชตระกูลถั่วของพวกมันทำงานร่วมกันในโลกแห่งความเป็นจริง
บทแรกนำเสนอภาพรวมโดยย่อของความหลากหลาย สรีรวิทยา และกลไก พืชตระกูลถั่วมีอยู่ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย และการเจริญเติบโตอาจมีข้อจำกัดที่แตกต่างกัน ในระหว่างการพัฒนาของปม แบคทีเรียและพืชจะสื่อสารกันผ่านชุดสัญญาณ และโครงสร้างใหม่และการแสดงออกของยีนใหม่จะแสดงลักษณะเฉพาะทั้งในระยะเริ่มต้นและระยะหลังของการเป็นปม สรีรวิทยาของสถานะการตรึงไนโตรเจนนั้นเกี่ยวข้องกับการควบคุมอย่างระมัดระวัง (และมักจะควบคุมโดย) ระดับและการไหลของออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์โบไฮเดรต หรือกรดอินทรีย์ บทเหล่านี้อ่านง่ายและกระชับ และโดยทั่วไปไม่ได้อ้างอิงถึงวรรณกรรมหลักที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับกลไกของการโน้มน้าวใจ เนื่องจากพื้นที่การวิจัยนี้เป็นแบบไดนามิก โดยมีการตรวจสอบข้อสรุปและภาพรวมอย่างต่อเนื่อง นักศึกษาที่สนใจศึกษาต่อควรปรึกษาการทบทวนเฉพาะทางเพิ่มเติม
ชุดของบทเพิ่มเติมสำรวจ nodulation ในแต่ละตระกูลย่อยของตระกูลถั่วสามตระกูล: Caesalpinoiodeae, Mimosoideae และ Papilionideae สิ่งเหล่านี้มีค่าอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากทิศทางที่วิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการกำลังมุ่งไป: การวิเคราะห์การจัดลำดับจีโนมที่สมบูรณ์ได้แสดงให้เห็นความหลากหลายที่น่าประหลาดใจเมื่อเร็วๆ นี้ที่ระดับจีโนมทั้งหมดของไรโซเบียที่หลากหลาย ในทางคู่ขนานกัน พันธุศาสตร์พืชและจีโนมจะทำให้สามารถมองหายีน symbiosis ที่เข้ารหัสตัวรับและวิถีการตอบสนองในพืชตระกูลถั่วที่หลากหลายได้ในไม่ช้า สำหรับนักวิจัยตระกูลถั่วรุ่นต่อไป หนังสือของ Sprent จะเป็นเวทีสำหรับการขยายการศึกษาจากระบบแบบจำลองสองสามระบบไปสู่โลกอันกว้างใหญ่ของแบคทีเรียและพืชตระกูลถั่ว20รับ100
