ترابری آب در گیاهان توسط دیواره سلولی ثانویه صورت می‌گیرد. این دیواره ثانویه از سه نوع پلیمر سلولز، همی‌سلولز و لیگنین تشکیل شده است. در مطالعه ای جدید محققان دریافتند در سلول‌های زایلم جهش یافته، برای تشکیل دیواره سلولی ثانویه، این سه پلیمر مستقل از یکدیگر مشارکت می‌کنند. این یافته، مدلی را که دانشمندان در ارتباط با رشد گیاه ارائه داده بودند، به چالش کشیده است.
برهمکنش بین سلولز و همی‌سلولز در دیواره برای استحکام بخشیدن و قابلیت ارتجاعی آن و نیز تأمین فشار جریان آب به سمت بالا، حیاتی است. اضافه شدن لیگنین، موجب افزودن قدرت آبگریزی به دیواره می‌شود که این امر با وارد شدن بار الکتریکی به فشار جریان آب همراه است. طی مطالعات انجام شده در اوایل دهه ۱۹۸۰، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که تشکیل دیواره سلولی ثانویه طی رویدادهایی پی‌درپی رخ می‌دهد. سنتز سلولز در سطح سلول آغاز شده، با رسوب همی‌سلولز که در نهایت به سلولز متصل می‌شود، ادامه پیدا کرده و در نهایت با پلیمریزاسیون لیگنین خاتمه می‌یابد.
این برهمکنش‌ها باعث تشکیل الگوی فضایی مشخصی از این سه پلیمر در سلول‌های زایلم می‌شوند. با این حال، جهشی که محققان در سلول‌های زایلم Arabidopsis thaliana، گیاه کوچک رایج و مدل مطالعاتی رشد گیاه، ایجاد کردند، نشان داد که اختلال در سنتز سلولز، با ایجاد اختلال در الگوی فضایی همی‌سلولز یا لیگنین همراه نیست.
دکتر Misato Ohtani توضیح می‌دهد که: “جهش در ژن CESA7 که مسئول سنتز سلولز است، مانع تشکیل سلولز می‌شود. در عین حال، علی‌رغم نبود الگوی رسوب سلولز، ما الگوی رسوب همی‌سلولز و لیگنین را مشاهده کردیم.” مطالعات بیشتر نشان داد که ایجاد الگوی پایدار می‌تواند به میکروتوبول‌ها، مولکول‌هایی که تقریبا در تمام طول عمر دیده می‌شوند و مسئول انتقال مواد درون سلول‌ها هستند، نسبت داده شود.
استفاده از برخی داروهایی که در عملکرد میکروتوبول‌ها اختلال ایجاد می‌کند، متعاقبا موجب ایجاد اختلال در الگوی تشکیل لیگنین و همی‌سلولز خواهد شد. این نشان می‌دهد که در طول تشکیل دیواره ثانویه، میکروتوبول ها تنظیم کننده الگوی تشکیل همی‌سلولز و لیگنین هستند.
سازوکارهایی که چگونگی ایجاد ساختار‌های اصلی گیاه مانند دیواره سلولی ثانویه را توضیح می‌دهند، به دانشمندان برای رسیدن به اهدافی چون تولید گیاهان با بهره وری بالاتر و مقاوم در برابر تغییرات شدید آب و هوایی کمک خواهد کرد. درک و شناخت عدم ارتباط الگوهای تشکیل سلولز، همی‌سلولز و xylan به یکدیگر، نشان می‌دهد که می‌توان یکی از آن‌ها را بدون وارد شدن آسیبی به بقیه، اصلاح کرد.
✅ منبع خبر
✅ لینک مقاله
