معلومة

هل الأشجار الناضجة معرضة للطفرات من التعرض للإشعاع كالشتلات؟

هل الأشجار الناضجة معرضة للطفرات من التعرض للإشعاع كالشتلات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا تعرض نبات ، مثل اللبخ أو خشب الساج ، مثل الشتلة للإشعاع ، وكانت شجرة من نفس النوع موجودة على نفس المسافة ، فأي النوعين سيكون أكثر عرضة للطفرة؟


التنوع الجيني في مجموعات الصنوبر الاسكتلندي على طول تدرج التعرض للإشعاع

تمت دراسة تعدد أشكال الإنزيمات المضادة للأكسدة في مجموعات الصنوبر الأسكتلندي المصابة.

تزيد العمليات الجينية في مجموعات الصنوبر الإسكتلندي المتأثرة من التنوع الجيني.

التعرض المزمن بمعدلات جرعة من 0.8 ميكروغرام / ساعة يؤدي إلى زيادة معدلات الطفرات.

لوحظت تغييرات في التركيب الجيني للسكان بمعدلات جرعة من 10.4 ميكروغرام / ساعة.

لم يكن لارتفاع معدل الطفرات أي تأثير على أنشطة إنزيمات مضادات الأكسدة.


مقدمة

تتنبأ نظرية تاريخ الحياة الكلاسيكية بأن الكائنات الحية ستخصص الموارد لسمات مختلفة لتاريخ الحياة ، وهي الخصائص التي تؤثر على التكاثر والتكاثر والبقاء على قيد الحياة ، لتحسين اللياقة العامة 1. تتشكل سمات تاريخ الحياة من خلال التفاعل بين العوامل البيئية الخارجية التي تؤثر على اللياقة البدنية والقيود الجينية الجوهرية 2. إن فهم كيفية تأثير البيئة على النمو والبقاء والتكاثر وبالتالي اللياقة يسمح بالتنبؤ بتطور استراتيجيات تاريخ الحياة 3. ومع ذلك ، فإن عدم التجانس البيئي ، حتى على نطاق محلي للغاية ، يولد لياقة بدنية غير متجانسة ويؤثر على التباين داخل السكان في تاريخ الحياة 4. وبالتالي يمكن أن يحافظ عدم التجانس البيئي على التباين في الشخصيات ويكشف عن المقايضات بين سمات تاريخ الحياة 5.

تحدث مقايضة تاريخ الحياة عندما تتم معارضة الزيادة في اللياقة بسبب تغيير في إحدى السمات من خلال انخفاض اللياقة الناجم عن سمة أخرى مرتبطة وظيفيًا 6. بينما تلعب المقايضات في خصائص تاريخ الحياة أدوارًا حاسمة في تشكيل المسارات التطورية ، غالبًا ما يكون من غير الواضح سبب استمرار المفاضلات. تتمثل إحدى الآليات المحتملة للحفاظ على تعدد الأشكال في تاريخ الحياة في عدم التجانس المكاني الذي يوفر فرصة للحفاظ على أفضلية مختلفة في السمات المتعلقة باللياقة البدنية مع تقليل إمكانية التنبؤ بالتنوع البيئي 5. يمكن لعدم التجانس البيئي أن يعزز مجموعات مختلفة من سمات تاريخ الحياة ويولد مقايضات حتى على المستويات المحلية المكانية 4. وبالتالي ، قد يتم تحدي استراتيجية واحدة مثالية لتاريخ الحياة 7. تشير دراسة حديثة إلى أنه حتى بين الأقارب المقربين ، يمكن التوسط في المفاضلة بين النمو والصيانة من خلال زيادة مستوى الإجهاد التأكسدي 8 ، واختلال التوازن بين إنتاج أنواع الأكسجين أثناء العمليات الفسيولوجية العادية ومستوى الدفاع المضاد للأكسدة 8.

غالبًا ما ترتبط المقايضات في النباتات بمحدودية الموارد التي تقيد الإنفاق على الدفاع ضد الحيوانات العاشبة وغيرها من عوامل الإجهاد ، أو التي يمكن تخصيصها للنمو والتنمية 9. هذا له عواقب محتملة على الاستجابات التكيفية والبلاستيكية. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤثر التلوث ، مثل الموجود في تشيرنوبيل وفوكوشيما 10،11 ، على كل من معدل النمو والبقاء على قيد الحياة 12 ، حيث يمكن أن يتسبب التعرض للإشعاع المؤين المنخفض ، ولكن المزمن ، في زيادة الضرر التأكسدي وانخفاض الدفاعات المضادة للأكسدة 13. في منطقة تشيرنوبيل ، الملوثة بشكل رئيسي بالسيزيوم -137 ، تم العثور على عدم استقرار في النمو في ثلاثة أنواع نباتية أظهرت زيادة تدريجية في عدم التناسق المتقلب وتكرار المواد الفينودية مع زيادة الإشعاع 14. علاوة على ذلك ، تم ربط الإجهاد التأكسدي والإشعاع المؤين بمجموعة متنوعة من التأثيرات الضارة 13 ، بما في ذلك معدلات الطفرات المرتفعة 15 والانحرافات في تطوير حبوب اللقاح 16 ، وقد ثبت أنهما يؤثران على التعبير الجيني والتنظيم اللاجيني للاستجابات للإجهاد أثناء نمو النبات. 17. كشفت التحقيقات التجريبية للأرز في منطقة فوكوشيما عن تأثيرات نسخ قوية من خلال تنشيط الجينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي والاستجابات الدفاعية / الإجهاد بعد تعرض الشتلات للإشعاع في الحقول الملوثة 18،19. يشير تنشيط إصلاح الحمض النووي وآليات مكافحة الإجهاد إلى إعادة تخصيص الموارد في الشتلات من التطوير إلى مسارات الدفاع ، على الرغم من أن المؤلفين لم يقدموا أي مقاييس لتكاليف التطوير 18. تأتي الفرضية القائلة بأن تطوير النبات يمكن بالفعل تقييده في المناطق الملوثة بسبب التعرض للإشعاع 20 من الأبحاث التي تظهر أن الصنوبر الاسكتلندي صنوبر سيلفستريس انخفض النمو بعد الكارثة النووية في تشيرنوبيل 21. ومن المثير للاهتمام أن الاستجابة في نمو الأشجار قد تأثرت أيضًا بسمات بيئية ومظهرية أخرى تشير إلى تفاعل معقد بين سمات تاريخ الحياة المتعلقة بالإجهاد التنموي والبيئي الناجم عن الإشعاع المؤين 21. ومع ذلك ، فإن الاختبارات التجريبية التي تستخدم نهج الحدائق الشائعة مطلوبة للتحقق من أن التعرض للإشعاع المؤين المزمن مسؤول بالفعل عن الآثار التي لوحظت في التجمعات البرية.

أدى حادث تشيرنوبيل النووي (26 أبريل 1986) إلى تلوث مناطق شاسعة من أوروبا ، لكن أجزاء من أوكرانيا وبيلاروسيا وروسيا تضررت بشدة بشكل خاص 11.22. حتى داخل منطقة استبعاد تشيرنوبيل ، منطقة الدخول المحدودة حول محطة الطاقة ، كان ترسب النويدات المشعة غير متجانسة إلى حد كبير ، مما أدى إلى مستويات من الإشعاع المؤين تتفاوت بمقدار خمس مرات من حيث الحجم ضمن مسافات قصيرة نسبيًا تصل إلى بضع مئات من الأمتار. يمكن لمثل هذا التباين في مستويات الإشعاع أن يسبب تباينًا في الانتقاء داخل المجموعة ، مما يحتمل أن يمنع تطور التكيفات للتخفيف من الإجهاد التأكسدي المرتفع الناجم عن الإشعاع المؤين 23 اعتمادًا على كميات تدفق الجينات بين الميتوبوليتونات. هنا ، أجرينا تجربة حديقة مشتركة خاضعة للرقابة في ظل ظروف دفيئة حميدة للنباتات البرية التي نشأت من مواقع اختلفت في التعرض للتلوث الإشعاعي بعامل يقارب 400 (الجدول S2). لقد اختبرنا أهمية التعرض للتلوث الإشعاعي للنباتات الأم عند تطور الجيل التالي ، من إنبات البذور حتى نمو العديد من الأوراق في النباتات الصغيرة. لقد درسنا معدل النمو بين عدة مراحل تنموية متميزة لاختبار ما إذا كان مستوى التعرض للتلوث الإشعاعي والموارد المخزنة المتراكمة في البذور ، قد أثر على خصائص تاريخ الحياة والمفاضلات المحتملة بينهما. في النباتات ، غالبًا ما تكون مرحلة الشتلات عنق الزجاجة ديموغرافيًا في تاريخ حياة الأنواع المعرضة بشكل خاص لمحدودية الموارد وهجمات الحيوانات العاشبة 24. أجنة الجزر البري دوقوس كاروتا، subsp. كاروتا، الأنواع النموذجية التي تمت دراستها هنا ، تتطور ببطء على مدى عدة أسابيع 25 ، وبالتالي تكون عرضة للإجهاد البيئي في وقت مبكر خلال فترة النمو 26. تنمو شتلات الجزر عادة في الخريف ، ثم يتم فصلها لاحقًا خلال الشتاء للحث على الإزهار في الصيف المقبل 27. وبالتالي ، افترضنا أن إنبات البذور سيكون عرضة بشكل خاص للتأثيرات السلبية للإشعاع وأن مراحل النمو اللاحقة ستتأثر بالمراحل السابقة. بالإضافة إلى ذلك ، توقعنا أن التأثيرات القابلة للقياس للإشعاع المؤين ستنخفض في مراحل النمو اللاحقة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الأفراد الحساسين سيتم تطهيرهم من السكان خلال فترات النمو السابقة (أي اختيار التنقية) ، مع كون النباتات القديمة أقل حساسية للإشعاع نتيجة لذلك. هذا الاختيار.


المواد والأساليب

أخذ عينات التكاثر

تم جمع التكاثر الناضج من 15 Avicennia schaueriana Stapf & amp Leechman ex الأشجار الأم لمولدنكي التي كانت على بعد 100 متر على الأقل من بعضها البعض في المجموعتين التاليتين المتناقضتين وراثيًا 22: (1) الحد الأقصى للنطاق الجنوبي لأشجار المانغروف الأمريكية ، في المنطقة شبه الاستوائية ، و (2) موقع استوائي في واحدة من أكبر غابات المنغروف في العالم 28،29 ، بالقرب من الحد الأقصى الشمالي لمدى الأنواع (الشكل 1). نشير إلى العينات التي تم جمعها في الموقع السابق على أنها "شبه استوائية" وتلك الموجودة في الموقع الأخير على أنها "استوائية" خلال هذا العمل. كان أخذ العينات في المزيد من المواقع غير عملي بسبب عدم وجود تكاثر ناضج أثناء العمل الميداني. يمكن العثور على توصيف تفصيلي لكل من هذه المواقع المتناقضة في الجدول 1 ، في الطرق التكميلية وفي المعلومات التكميلية الشكل S1.

الفيزيولوجيا البيئية المقارن باستخدام تجربة حديقة مشتركة

تم إنبات البثور كما هو موصوف ل Avicennia germinans 30. قمنا بزراعة التكاثر في صواني بتربة المنغروف المحلية لمدة شهرين. بعد هذه الفترة ، تم زرع 44 شتلة متشابهة الحجم من 30 شجرة أم مميزة ، و 15 من المناطق الاستوائية و 15 من المواقع شبه الاستوائية - بمتوسط ​​ارتفاع 18 سم ، معظمها بثلاثة أزواج من الأوراق ونباتات نباتية كبيرة الحجم - تم زرعها في أواني سعة 6 لترات مليئة بالتربة السطحية. والرمل (1: 1). تمت زراعة الشتلات لمدة سبعة أشهر في ظل ظروف متجانسة في بيت زجاجي في جامعة كامبيناس ، ساو باولو ، البرازيل (22 ° 49′S 47 ° 04′W) ، حيث تم قياس أجهزة الاستشعار الأوتوماتيكية إلى جانب مسجل البيانات (Onset Computer Corp.) الرطوبة ودرجة الحرارة في الغلاف الجوي كل 15 دقيقة. تم ري الشتلات يوميا في العاشرة صباحا والخامسة مساءا. مع رذاذ الماء العذب لمدة 3 دقائق. تمت إضافة المغذيات إلى التربة مرتين في الأسبوع باستخدام 600 مل من محلول هوغلاند 0.4X مع 15.0 جم لتر -1 NaCl لكل وعاء. تم تدوير الأواني أسبوعياً لتقليل آثار عدم التجانس البيئي. كانت الظروف البيئية في البيت الزجاجي مختلفة عن تلك الموجودة في كل موقع لأخذ العينات ، كما هو موضح في المعلومات التكميلية الشكل S2.

تم قياس انعكاس الضوء للسيقان في عشرة نباتات من كل موقع أخذ العينات باستخدام مقياس الطيف الضوئي USB4000 (OceanOptics ، Inc.) إلى جانب مصدر ضوء الديوتيريوم والهالوجين (DH-2000 OceanOptics) باستخدام نطاق انبعاث ضوئي من 200-900 نانومتر. تم قياس معدلات التمثيل الضوئي والتوصيل الثغري والنتح كل 2.0-2.5 ساعة في خمسة أفراد بعمر ستة أشهر من كل موقع أخذ عينات في يومين مختلفين باستخدام Li-Cor 6400 XT (Li-Cor Corp.).

بعد الحصاد ، تم تقسيم ثلاثة نباتات بدون أزهار أو براعم أزهار من كل موقع لأخذ العينات إلى أوراق وسيقان وجذور ، وغسلها بالماء المقطر ، وتجفيفها لمدة 7 أيام عند 70 درجة مئوية ووزنها. تم قياس مساحة الورقة الفردية ومساحة الورقة الكلية وزاوية الصفيحة الورقية لكل نبات من خلال التحليلات الفوتوغرافية باستخدام ImageJ 31. تم أيضًا حساب مساحة الورقة المحددة (SLA ، مساحة الورقة سم 2 كجم - 1 ورقة الكتلة الحيوية الجافة) لهذه العينات. تم إصلاح السيقان في FAA (حمض أسيتيك كحول الفورمالديهايد) ، وتم تخزينها في 70٪ كحول لتحليل تشريح الخشب وتقطيعها إلى أقسام عرضية بسمك 30 ميكرون. تم تلطيخ المقاطع بمزيج من 1٪ Astra Blue و 50٪ كحول (1: 1) متبوعًا بـ 1٪ Safranin O. تم التقاط الصور المجهرية باستخدام مجهر Olympus BX51 مقترنًا بكاميرا Olympus DP71 (Olympus Corp.). تم قياس سمات الخشب التالية باستخدام ImageJ و R v.4.0.0: منطقة تجويف السفينة (A) ، وكثافة الوعاء في نسيج الخشب (عدد السفن / منطقة النسيج الخشبي) ، ومؤشر تجميع السفينة (متوسط ​​عدد السفن لكل مجموعة سفينة) والسفينة منطقة التجويف في sapwood (منطقة تجويف الوعاء / منطقة sapwood). تم تقدير القطر الحسابي للوعاء (D) ​​وفقًا لشولز وآخرون. 32 .

تم إجراء اختبارات الحالة الطبيعية لشابيرو ويلك واختبارات فيشر F لتساوي التباينات في R v.4.0.0 لتحديد مدى ملاءمة الاختبارات الإحصائية للمقارنة الجماعية. في المقارنات بين العينات الاستوائية وشبه الاستوائية ، استخدمنا اختبارات الطالب غير المزاوجة أو ، بدلاً من ذلك ، اختبارات مان-ويتني-ويلكوكسون. تم إجراء مقارنات بين مجموعات متعددة لتحليل الظروف البيئية في المجال مقابل في البيت الزجاجي باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) مع اختبارات الفروق الكبيرة الصادقة (HSD) التي أجراها توكي. تم استخدام مستوى دلالة 0.05 باعتباره ألفا لجميع الاختبارات. تم إجراء تعديل Bonferroni لقيم P لمقارنات متعددة.

المواد النباتية لاستخراج الحمض النووي الريبي وتسلسل الحمض النووي الريبي

تم جمع المواد النباتية المستخدمة لتسلسل الحمض النووي الريبي (RNA-Seq) من المواقع الاستوائية وشبه الاستوائية الموصوفة في قسم "أخذ عينات الانتشار" وتم تخزينها على الفور في RNAlater (Ambion، Inc.). نظرًا لأن التحديد الدقيق للأنواع يتطلب تحليل كل من الفروع النباتية ومورفولوجيا الأزهار ، فقد كانت فرص أخذ العينات محدودة بسبب الفينولوجيا الإنجابية في كل موقع تمت زيارته. تم جمع الأوراق والسيقان والزهور من ثلاث أشجار بالغة على مسافة 100 متر على الأقل من يوليو إلى أغسطس 2014 ، وهو ما يتوافق مع نهاية فصل الشتاء في الموقع شبه الاستوائي وبداية موسم الجفاف في الموقع الاستوائي. لتقليل اكتشاف تعبير النص التفاضلي بسبب التغيرات اليومية ، تم إجراء أخذ العينات أثناء المد المنخفض ومن الساعة 10:30 صباحًا إلى 4:00 مساءً. يتوفر وصف مفصل للظروف البيئية في وقت أخذ العينات في جدول المعلومات التكميلية S1.

استخرجنا الحمض النووي الريبي وفقًا لأوليفيرا وآخرون. 33 وتقييم سلامتها ونقاوتها باستخدام الاغاروز الكهربائي للهلام ومقياس الطيف الضوئي NanoVue (GE Healthcare Life Sciences). تم استخدام مجموعات إعداد عينة Illumina TruSeq RNA (Illumina ، Inc.) لبناء مكتبات (كدنا). تم تقييم جودة (كدنا) باستخدام Agilent 2100 Bioanalyzer (Agilent Technologies) وتم قياس التركيزات بواسطة qPCR باستخدام مجموعة أدوات القياس الكمي لمكتبة التسلسل qPCR (Illumina ، Inc.). تم إجراء التسلسل باستخدام مجموعتين من مجموعات TruSeq SBS ذات النهاية المزدوجة ذات 36 دورة (Illumina ، Inc.) ومنصة Genome Analyzer IIx (Illumina ، Inc.).

تجميع وتوصيف A. schaueriana نسخة

تم قطع تسلسل المحول ، وتم تصفية قراءات النهاية المزدوجة 72-bp حسب الجودة (درجة Phred ≥ 20 لما لا يقل عن 70 ٪ من طول القراءة) باستخدام NGS QC Toolkit v.2.3 34. تم استخدام قراءات عالية الجودة لتجميع النسخ في CLC Genomics Workbench (https://www.qiagenbioinformatics.com/). استخدمنا الإعدادات الافتراضية ، باستثناء المسافة بين الأزواج (300-500 نقطة أساس) وحجم k-mer (45 نقطة أساس).

تم تعيين القراءات على النصوص باستخدام bowtie1 35 في وضع القراءة المفردة باستخدام المعلمات الافتراضية. تمت إزالة النصوص بدون دعم قراءة الخرائط. تم إجراء التعليق التوضيحي الوظيفي باستخدام blastx v.2.2.31 36 بقيمة إلكترونية & lt 1 10. المرجع NCBI. 37 ، تم استخدام قواعد بيانات Arabidopsis Information Resource (TAIR) 38 وقواعد بيانات NCBI غير الزائدة عن الحاجة (nr) كقواعد بيانات مرجعية. استبعدنا النصوص التي كانت متشابهة حصريًا مع التسلسلات غير النباتية. تم تحديد مجالات عائلة البروتين باستخدام HMMER3 39 ، والتي بحثت بشكل متكرر في النصوص مقابل قاعدة بيانات Pfam. لتعيين مصطلحات علم الوجود الجيني (GO) إلى النصوص ، استخدمنا نبات الأرابيدوبسيس thaliana ملف ارتباط الجينات من GO Consortium 40 واسترداد المعلومات الخاصة بالنصوص التي تعرض تسلسلات تشفير مماثلة في A. thaliana الجينوم. تم تجميع النصوص الزائدة باستخدام Cd-hit-est v.4.6.1 41 باستخدام وضع المحاذاة المحلي بهوية 95 ٪ وتغطية 70 ٪ لأقصر عتبات التسلسل. تم تحديد إطارات القراءة المفتوحة (ORFs) باستخدام Transdecoder (//transdecoder.sf.net). لقد قللنا من تكرار النصوص في التجميع النهائي من خلال الاحتفاظ لكل مجموعة CD-HIT-EST إما بالتسلسل ذي أطول ORF أو ، في حالة عدم وجود تسلسلات تحتوي على ORF ، أطول تسلسل.

تم تقييم اكتمال النسخة النهائية باستخدام BUSCO 42. بالإضافة إلى ذلك ، تم استخدام محاذاة متبادلة باستخدام عتبة القيمة الإلكترونية من 10 إلى 10 وطول محاذاة بحد أدنى 100 نيوكليوتيدات مع هوية 70 ٪ على الأقل لمقارنة A. schaueriana النسخ مع النسخ الأخرى المتاحة للجمهور للأنواع المتجانسة.

النسخ المقارنة باستخدام تسلسل الحمض النووي الريبي

تم الحصول على بيانات العد الخاصة بالأنسجة من عدد القراءات التي تم تعيينها بشكل فريد لكل نسخة من النسخة غير الزائدة عن الحاجة باستخدام ربطة القوس وتطبيعها باستخدام edgeR 43. تم الكشف عن النصوص المعبر عنها تفاضليًا (DETs) بين العينات الخاصة بأنسجة الأشجار الاستوائية وشبه الاستوائية باستخدام الاختبار الدقيق للتوزيعات السالبة ذات الحدين باستخدام FDR & lt 0.05 (Benjamini-Hochberg). تم إجراء تحليلات التخصيب لمصطلح GO من DETs باستخدام GOseq 44 مع طريقة تقريب Wallenius و P-value & lt0.05. تم التحقق من نتائج التعبير التفاضلي باستخدام PCR في الوقت الحقيقي للنسخ العكسي (qRT-PCR) (طرق تكميلية).

الكشف عن مواقع التكيف المرشح

قمنا بأخذ عينات أوراق من 79 نباتًا بالغًا في عشرة مواقع تغطي معظم توزيع A. schaueriana Stapf & amp Leechman ex Moldenke (الشكل 1 ، جدول المعلومات التكميلية S2). قمنا بعزل الحمض النووي باستخدام مجموعة DNeasy Plant Mini Kit (QIAGEN) و NucleoSpin Plant II (Macherey Nagel) باتباع إرشادات الشركات المصنعة. تم تقييم جودة وكمية الحمض النووي باستخدام 1 ٪ من الاغاروز الكهربائي ونظام QuantiFluor dsDNA مع مقياس التألق الكمي (Promega). تم تحضير مكتبات DNA (nextRAD) ذات العلامات المختزلة 45 وتسلسلها بواسطة SNPsaurus (SNPsaurus) على HiSeq. 2500 (Illumina، Inc.) مع كيمياء أحادية الطرف 100 نقطة أساس. تم إجراء تجزئة الحمض النووي الجيني وربط المحول القصير باستخدام كاشف Nextera (Illumina ، Inc.) متبوعًا بالتضخيم باستخدام أحد البادئات المطابقة للمحول وتمديد تسعة نيوكليوتيدات تعسفية في الحمض النووي الجيني. تم إجراء التجميع ، ورسم الخرائط وتحديد مواقع النوكليوتيدات الفردية (SNP) باستخدام البرامج النصية المخصصة (SNPsaurus) ، والتي أنشأت كتالوجًا مرجعيًا للقراءات الوفيرة عبر مجموعة العينات المجمعة والقراءات المعينة لهذا المرجع ، مما يسمح بوجود اثنين من عدم التطابق والاحتفاظ بالموقع الثنائي الموجود في 10٪ على الأقل من العينات. قمنا أيضًا بتصفية العلامات من خلال السماح بما لا يزيد عن 65 ٪ من البيانات المفقودة ، ودرجة Phred و GT 30 ، وتغطية الحد الأدنى 8x ، و SNP واحد فقط لكل موضع وتردد أليل ثانوي ≥0.05 باستخدام vcftools v.0.1.12b 46. لتقليل الشلل أو مكالمات النمط الجيني منخفضة الجودة ، استخدمنا تغطية قراءة قصوى تبلغ 56 (متوسط ​​عمق القراءة مضروبًا في 1.5 الانحراف المعياري).

بعد استبعاد النباتات المحددة شكليًا على أنها A. schaueriana مع علامات التهجين الجينومية مع A. germinans (L) L. ، قمنا بتقييم البنية الجينية مع الأخذ في الاعتبار جميع SNPs ، باستخدام التحليل المميز للمكونات الرئيسية (DAPC) 47 و ADMIXTURE v.1.3.0 48. بالنسبة لتحليلات DAPC ، أخذنا في الاعتبار عدد المجموعات (K) المتفاوتة من 1 إلى 50 ومعايير معلومات Bayesian لاستنتاج K. بالإضافة إلى ذلك ، استخدمنا دالة النتيجة المثالية لتجنب فرط التخصيص أثناء خطوات التمييز. بالنسبة لتحليلات ADMIXTURE ، أجرينا ثلاث عمليات تشغيل منفصلة لـ K تتراوح من 1 إلى 15 باستخدام طريقة استرخاء الكتلة لحساب تقدير النقاط تم إنهاؤها عندما زادت التقديرات بمقدار & lt0.0001 ، وتم تحديد K على الأرجح عن طريق التحقق المتبادل.

استخدمنا برنامجين لتقليل العلامات الإيجابية الخاطئة للانتقاء الطبيعي: LOSITAN 49 ، بافتراض وجود نموذج أليل لانهائي للطفرة ، باستخدام فاصل ثقة قدره 0.99 ، ومعدل اكتشاف خاطئ (FDR) 0.1 ، والمتوسط ​​المحايد FST وإجبار متوسط ​​خيارات FST و pcadapt 3.0.4 50 ، والذي يحدد في وقت واحد بنية السكان والمواقع المرتبطة بشكل مفرط بهذه البنية ، باستخدام FDR & lt 0.1.

تم النظر في الأدلة المفترضة على الاختيار فقط لمواقع SNP التي تم تحديدها بشكل متحفظ بواسطة pcadapt وخمسة عمليات مستقلة من LOSITAN لتجنب الإيجابيات الخاطئة 51. نظرًا لأن الانتقاء يفترض أنه أقوى في مناطق ترميز الجينوم ولا يوجد جينوم مرجعي للأنواع ، فقد استخدمنا من جديد نسخة مجمعة ، تتميز هنا ، كمرجع لتحديد المواقع المرشحة داخل مناطق التشفير المفترضة. أجرينا محاذاة متبادلة بين متواليات RAD التالية (75 نقطة أساس) والتسلسلات المعبر عنها الأطول (≈300-11600 نقطة أساس) باستخدام blastn v.2.2.31 36 ، مع حد لا يقل عن 50 نيوكليوتيدات محاذاة ، بحد أقصى عدم تطابق واحد ولا توجد فجوات .


التحول الجيني والاختلاف الجسدي النسوني في الصنوبريات

يتم الآن إنتاج الصنوبريات المقاومة الحيوية وغير الحيوية في المقام الأول من خلال إنتاج الجينات المشتقة من الأجنة. علاوة على ذلك ، توفر أنظمة الدفع الجيني مثل CRISPR / Cas9 الآن توقعات متفائلة لمعالجة أكثر دقة للجينات في جينوم الصنوبر. ومع ذلك ، تشير الدلائل الإرشادية التجريبية إلى أن الإنتاج الضخم المهمل للنباتات قد يؤدي إلى خسارة تجارية فادحة لأن الطفرات النادرة تمر أحيانًا دون أن يلاحظها أحد حتى مراحل متأخرة من تطور النبات أو حتى في النسل. يمكن أن يساهم إجراء التكاثر الدقيق ، وأنواع النباتات المستأصلة ، ومدة الثقافة الفرعية ، و PGRs ، في الغالب من خلال فرط الميثيل ، في حدوث اختلافات في وتيرة الطفرات. علاوة على ذلك ، قد تخضع الخلايا سريعة الانقسام لطفرة في الجينات الضرورية للتجديد ، مما يتسبب في عدم الاستقرار الجيني في النسل نتيجة لذلك. مراقبة MET1 ، KYP ، H3K4 JMJ14 ، HAC1 ، يمكن أن تسلط الحمض النووي الريبي و sRNAs الضوء على التغيرات اللاجينية أثناء التكاثر الدقيق. يمكن تحقيق انخفاض في تواتر التباين الناجم عن زراعة الأنسجة من خلال تطبيق مزيج من عمليات الفحص البصري ، والعلامات الجزيئية ، والمسوحات الوراثية الخلوية من خلال قياس الكتلة / التدفق الخلوي ، والنظر في نقص / فرط الميثيل ، ونسب الأستلة ، وتقييم الجينات الرئيسية المشاركة في هذه العملية ، ومن خلال مزيد من استراتيجيات الرصد ذات الصلة. معًا ، من شأن فحص الجوانب المختلفة لزراعة الأنسجة الصنوبرية والتحول الجيني أن يسهم في فهم أفضل للعناصر المحورية التي يمكن أن تعزز جودة وكمية أعلى من إنتاج الصنوبر. علاوة على ذلك ، يمكن أن يمنع هذا اللدونة المظهرية غير المرغوب فيها والتي قد تمر أحيانًا دون أن يلاحظها أحد حتى مراحل متأخرة جدًا في النسل.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


مقدمة

شبكة الاستجابة لتلف الحمض النووي المتشابك (DDR) عبارة عن مجموعة رائعة من مسارات استشعار تلف الحمض النووي ومسارات نقل الإشارة التي تؤدي إلى إصلاح الحمض النووي وبقاء الخلية أو ، بدلاً من ذلك ، التسبب في موت الخلية. تساهم التفاعلات بين مستشعرات DDR ومحولات الطاقة والمؤثرات في الحفاظ على سلامة الجينوم ، مما يوفر مثالًا فريدًا "للوعي الذاتي للحمض النووي" أو "الذكاء الكيميائي" [1]. تتوسع المعرفة الحالية لنزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في النباتات بسرعة ، مما يوفر نظرة ثاقبة للطريقة التي يمكن بها للكائن الحي أن يتعامل مع الإجهاد السام الجيني الناجم عن البيئات المعاكسة والعوامل الكيميائية / الفيزيائية [[2] ، [3] ، [4]]. ومع ذلك ، لا تزال الاستراتيجيات التي تستخدمها النباتات لدمج اكتشاف الإجهاد السام للجينات مع استجابات الإشارات والإصلاح بحاجة إلى توضيح كامل ، على الرغم من أن التقنيات المبتكرة (مثل "omics") قد ساهمت بشكل كبير في هذا المجال [[5] ، [6] ، [7] ، [8] ، [9]]. تمثل الميزات المحفوظة لنزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج التي تم إبرازها في النباتات والحيوانات فرصة صعبة لتطوير تحقيقات جديدة متعددة التخصصات تهدف إلى توسيع مجموعات المؤشرات الحيوية لتلف الحمض النووي المتاحة حاليًا لرصد التعرض للإشعاع (REM) في التطبيقات البيئية والطبية الحيوية. في محاولة للتحقق من جدوى هذا النهج المبتكر ، تسلط المراجعة الحالية الضوء على بعض الميزات المحفوظة والمتباينة لمكونات نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في الحيوانات والنباتات ، مما يوفر تحديثًا عن النسخ المتاحة المستجيبة للإشعاع ، مع التركيز على الإشعاع المؤين (IR) و أشعة فوق البنفسجية. يتم تقديم ومناقشة إيجابيات وسلبيات استخدام النباتات كمصادر للعلامات الحيوية الجديدة لتلف الحمض النووي ، والتي تتكون من ملفات تعريف النسخ ، لرصد الاستجابة للإجهاد السام الجيني الناتج عن الإشعاع.

يطلق الإشعاع أحداثًا خلوية وجزيئية تؤدي إلى تأثيرات محددة كنقاط نهاية محددة للعمليات السريرية والجينية الخلوية والجزيئية (`` المؤشرات الحيوية للتعرض '') وكذلك `` المؤشرات الحيوية للاستجابة '' التي يُتوقع أن تكشف نقاط النهاية عن التغيرات الحركية فيما يتعلق بالعلاجات ، مما يوفر تلميحات مفيدة لـ تحسين بروتوكولات العلاج الإشعاعي. تم تحديد أربع فئات مختلفة من المؤشرات الحيوية للإشعاع: ط) تنبؤية (يمكن اكتشافه قبل حدوث التشعيع) و ب) النذير (يمكن اكتشافه بعد التعرض) ، وكلاهما يدل على زيادة المخاطر على الصحة ، ثالثا) التشخيص (يصاحب ذلك أعراض سريرية تدل على تأثير الإشعاع) و رابعا) قياس الجرعات (دلالة على الجرعة التي يتم تسليمها للكائن الحي) [10]. يعد تحديد المؤشرات الحيوية للإشعاع أمرًا صعبًا ، وقد أدى البحث عن علامات حساسة ومحددة بدرجة كافية للأغراض السريرية والبيئية إلى تشريح شبكات DDR في الخلايا الحيوانية. يقوم الباحثون بالتحقيق في تأثير الإشعاع على التعبير الجيني DDR وربط الملامح الجزيئية الناتجة بحساسية الإشعاع. يعد الاستبانة عالية المستوى لمسارات إصلاح الحمض النووي المتعددة والعمليات المتعلقة بدورة الخلية / موت الخلية على مستوى النسخ طريقًا واعدًا للتنبؤ بالاستجابة للإشعاع. في الوقت نفسه ، تظهر نقاط نهاية جزيئية جديدة تُقاس باستخدام الترانسكريبتوميكس ، مما يوسع نطاق نقاط النهاية التقليدية (مثل انحرافات الكروموسومات) [11].

تقدم المراجعة معرفة محدثة عن نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في النباتات والحيوانات وتطرح سؤالاً عما إذا كانت المعرفة الحالية مفصلة بشكل كافٍ لدعم استخدام النباتات كمصدر محتمل للعلامات الحيوية للإشعاع لتقييم المخاطر لدى البشر. يثير هذا سؤالًا صعبًا: كيف يجب أن تعمل المؤشرات الحيوية للإشعاع المشتق من النبات؟ علاوة على ذلك ، بالنظر إلى السمات المميزة للخلايا النباتية والحيوانية ، هل من الممكن دمج نقاط النهاية النباتية والحيوانية لتقييم المخاطر على البشر؟ من ناحية أخرى ، يوفر DDR للنبات للباحثين ميزات فريدة جنبًا إلى جنب مع إمكانات مؤكدة من حيث الآليات الجزيئية الكامنة وراء التحمل الإشعاعي. حتى الآن ، قد يكون السيناريو الأكثر واقعية هو استخدام المؤشرات الحيوية للنبات / نقاط النهاية لرصد المخاطر البيئية بالإضافة إلى شاشة الدخول لإدخال مواد كيميائية وأدوية طبية جديدة قد تساعد في توقع أكثر دقة لصحة الإنسان.

يجب أن يؤدي بيان المؤشرات الحيوية النباتية في الكائنات الحية الأخرى وظيفتين: أنا) رصد خطر السمية الجينية الخارجية داخل الكائنات الحية كضغط بيئي بسبب التلوث الطبيعي أو البشري واختبار المخاطر المرتبطة بالمواد الكيميائية أو الأدوية الجديدة ، ب) تساعد في وصف العمليات داخل الخلايا التي ، بسبب القيود البيولوجية ، لا يمكن الوصول إليها في الحيوانات وخاصة في الثدييات. في هذا السياق ، يعد اختيار النماذج النباتية / الحيوانية المستخدمة لتقييم المكاسب الناتجة في المعرفة ، ثم فعالية وتوافق المؤشرات الحيوية ، قضية ذات صلة. يجب أن تساعد النماذج المناسبة في تحديد المسارات البيولوجية بالتفصيل التي تشارك فيها المؤشرات الحيوية السريرية وما إذا كانت مؤشرات حيوية مناسبة لفعالية الدواء أو دراسات مراقبة السلامة. يمكن استخدام النباتات والعلامات الحيوية النباتية للمساعدة في الاختيار والموافقة والتحقق والارتباط بالمتغيرات الإحصائية المستخدمة في البحث ونقاط النهاية السريرية وكذلك لتصميم مجموعات التشخيص للأغراض البحثية أو السريرية أو المراقبة. تم إثبات أهمية استخدام النباتات كنماذج إعلامية للاستجابة للإشعاع بالنسبة للكائن البشري من خلال البحث المستمر في هذا المجال. إلى جانب ذلك ، توجد حاليًا مختبرات عالمية تستخدم مجموعة متنوعة من أنظمة المصانع نبات الأرابيدوبسيس thaliana، لدراسة الاستجابة للإشعاع المؤين وآليات إصلاح الحمض النووي. حقق Einset و Collins [12] تلف الحمض النووي ، والذي تم قياسه على أساس تكرار كسر الخيط الكلي ، في نوى معزولة لستة أنواع نباتية مختلفة (حجم الجينوم من 2.6 إلى 19.2 جيجا بايت) معرضة للأشعة السينية ، باستخدام مقايسة المذنب القلوي. تم الكشف عن حساسية عالية للإشعاع في النباتات ذات حجم الجينوم الكبير. كما لوحظت قدرة إصلاح تفاضلية ، على غرار كائنات الثدييات. الدراسات السابقة والحديثة جدًا حول التأثير المطفر لأيون الكربون عالي LET (نقل الطاقة الخطي) في نبات الأرابيدوبسيس thaliana كشفت معلومات مفيدة للغاية عن قدرة الإشعاعات عالية LET على إحداث عدم استقرار الجينوم [[13] ، [14]].

نظرًا لأسلوب حياتها القاسي ، تم تجهيز النباتات بمرونة جينومية مذهلة. بصرف النظر عن المناطق المدارية الواسعة التي يقودها توافر الموارد ، تفتقر النباتات بالتأكيد إلى القدرة على الحركة كما لوحظ في الحيوانات. تلتقط النباتات الطاقة الشمسية وتخزنها في شكل منتجات كيميائية. يستخدمون آليات حساسة للغاية لإدراك التغيرات المكانية والزمانية في البيئة ، من حيث الضوء والماء ومصادر المغذيات. تم تقديم مفهوم "فهم النبات" مؤخرًا بواسطة Scheres و van der Putten [15] ، بناءً على التشابه مع النماذج الرياضية المطبقة على الخلايا العصبية كوحدات معالجة المدخلات. تم تعريف نظام معالجة المعلومات الناتج باسم "الإدراك الحسي". وفقًا لهؤلاء المؤلفين ، يمكن اعتبار الجينات والبروتينات النباتية كوحدات معالجة ذات روابط كيميائية حيوية تؤدي إلى نظام معالجة معلومات قادر على تحديد الخيارات الأكثر ملاءمة للتكيف مع البيئة المتغيرة [15]. يعد وجود جدار خلوي وبلاستيدات عالية التخصص في النباتات من أكثر الاختلافات اللافتة للنظر مقارنة بالحيوانات. يتم تضمين الخلايا الحيوانية في مصفوفة خارج الخلية مصنوعة من السكريات والبروتينات ، وبالتالي توفير الدعم الهيكلي للأنسجة وتنظيم التفاعلات الخلوية الأساسية داخل الكائن الحي متعدد الخلايا. البروتين الأكثر وفرة في مصفوفة الأنسجة الحيوانية هو الكولاجين. بشكل مختلف ، يحيط بالخلية النباتية غلاف صلب ، جدار الخلية ، وهو عبارة عن شبكة معقدة من الكربوهيدرات (السليلوز هو الأكثر وفرة) والبروتينات الضرورية للحفاظ على التوازن التناضحي بين العصارة الخلوية والبيئة خارج الخلية [16]. يتم إثراء "المناظر الطبيعية للعضيات" للخلايا النباتية بالبلاستيدات ، وهي عضيات مرتبطة بشكل وثيق بالغشاء ، من بينها البلاستيدات الخضراء المسؤولة عن التمثيل الضوئي [17].

في كل من النباتات والحيوانات ، يتم الحفاظ على الخلايا الجذعية التي تولد خلايا وأنسجة جديدة في بيئات دقيقة متخصصة ، "منافذ الخلايا الجذعية" ، والتي تمنع التمايز. تحافظ منافذ الخلايا الجذعية النباتية ، المترجمة في النبتة الجذعية الجذعية والأورام وكذلك في الأنسجة الوعائية ، على نشاطها طوال حياة النبات (في حالة الأشجار ، حتى ألف عام) ، مما يسمح بالإنتاج المستمر لأعضاء جديدة [18] . على العكس من ذلك ، تفتقر الحيوانات البالغة إلى هذه القدرة وتعتمد على الخلايا الجذعية فقط للحفاظ على توازن الأنسجة وإصلاح الإصابات [18]. تتميز منافذ الخلايا الجذعية الحيوانية والنباتية بفرط الحساسية لتلف الحمض النووي مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج المعتمد على البروتين p53 وموت الخلايا المبرمج (PCD) ، على التوالي [[19] ، [20]]. حماية السلالة الجرثومية من الطفرات الضارة ، التي يضمنها PCD ، أمر ضروري في قمة إطلاق النار. يعتبر PCD بديلاً أسرع لإزالة الخلايا التالفة ، مقارنةً بتنشيط نقطة تفتيش دورة الخلية وإصلاح الحمض النووي ، في منافذ الخلايا الجذعية الجذرية. وبالمثل ، فإن الخلايا الحيوانية التالفة تخضع لموت الخلايا المبرمج أثناء المعدة [21]. في هذا السيناريو ، تتم مناقشة المقارنة بين DDR للحيوان والنبات من خلال تشريح العملية على مستوى المستشعرات / محولات الطاقة والمؤثرات.

يتم حفظ معظم مشغلات نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج ذات الخصائص الوظيفية في النباتات والحيوانات كما هو موضح في الشكل 1. يمكن أن ينتج تلف الحمض النووي عن البيئة (مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية) والداخلية (على سبيل المثال ، الفسفرة التأكسدية الخلوية التي تولد أنواع الأكسجين التفاعلية ، ROS) عوامل. تمارس الأخيرة نشاطها السمي للجينات إما مباشرة على الحلزون المزدوج للحمض النووي أو عن طريق إحداث تغييرات هيكلية تزيد من خطر حدوث المزيد من الإصابات [22]. التأثير السام للجينات للعوامل الفيزيائية مثل الأشعة فوق البنفسجية [23] والأشعة تحت الحمراء [24] بالإضافة إلى العوامل الكيميائية ، من بينها العوامل المؤلكلة [25] ، والأدوية الإشعاعية [26] ، والعوامل المؤكسدة [27] ، والمواد الكيميائية التي تحفز الحمض النووي تم التحقيق على نطاق واسع في الروابط المتشابكة بين الحمض النووي الريبي / الحمض النووي والبروتين [28]. تؤدي فواصل شرائط الحمض النووي إلى تحفيز DDR من خلال التنشيط المبكر لـ ATM (ترنح توسع الشعيرات المتحور) و ATR (ATM و RAD3 ذات الصلة) كينازات البروتين في كل من الخلايا الحيوانية والنباتية (الشكل 1). يتم استشعار فواصل الحمض النووي المزدوجة (DSBs) المستحثة بالأشعة تحت الحمراء بواسطة مجمع MRN (MRE11-RAD50-NBS1). في كل من الحيوانات والنباتات ، يقوم مجمع MRN بتجنيد أجهزة الصراف الآلي في موقع DSB وفوسفوريلات الكيناز ، والذي بدوره يفسفر متغير هيستون H2AX إلى γH2AX ، يُنظر إليه على أنه إشارة تلف الحمض النووي لتوظيف بروتينات DDR. في الخلايا الحيوانية ، فسفورات أجهزة الصراف الآلي CHK2 (نقطة تفتيش كيناز 2) التي تفسفر عامل النسخ p53. هذا الأخير يتوسط في تنشيط نقاط فحص دورة الخلية ، مما يسمح بتنظيم جينات DDR وبالتالي إصلاح الحمض النووي أو ، بدلاً من ذلك ، يدفع الخلايا إلى موت الخلايا المبرمج. مطلوب بروتينات الوسيط 53BP1 (بروتين ربط p53 1) و MDC1 / NFBD1 (وسيط نقطة فحص تلف الحمض النووي 1 / العامل النووي الذي يحتوي على مجال BRCT 1) ، المعينين في موقع DSB ، للحفاظ على كتلة دورة الخلية [29] (الشكل . 1). يتم تغليف مناطق الحمض النووي المفرد التي تقطعت بها السبل بسرعة بواسطة RPA (بروتين النسخ المتماثل A) الذي يحفز توظيف مجمع كيناز ATR-ATRIP (البروتين المتفاعل ATR) والمنظمين الرئيسيين ، RAD17 (حساس للإشعاع) و 9-1-1 المجمعات [29] (الشكل 1). يتراكم TOPBP1 (بروتين 1 رابط لـ DNA topoisomerase 1) على الكروماتين ، ويتفاعل مع بروتين RAD9 متعدد الأغراض وينشط أخيرًا ATR. يقوم الفوسفوريلات الأخير بتفعيل CHK1 ، مما يؤدي إلى تنشيط CDC25 (دورة انقسام الخلية) الفوسفاتيز ويؤدي إلى تأخر تقدم دورة الخلية ، بالتعاون مع G2 checkpoint kinase WEE1 (من اللهجة الاسكتلندية "وي" لـ "صغير") [30] (الشكل . 1).

كما يتضح من الشكل 1 ، تُظهر النباتات بعض الاختلافات المثيرة للاهتمام في نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج ، مقارنة بالحيوانات. في النباتات ، البروتينات الوسيطة 53BP1 و MDC1 مفقودة بينما MEI1 (الانقسام الاختزالي المعيب 1) يتشابه مع بروتين TOPBP1 البشري. لم يتم تحديد متماثلات من كينازات نقاط التفتيش CHK1 و CHK2 في النباتات. الحيوان والنبات BRCA (القابلية للإصابة بسرطان الثدي) و BARD1 تشترك الجينات (بروتين المجال الحلقي 1 المرتبط بـ BRCA1) في سلف مشترك حقيقي النواة ، لكن منتجاتها تعرض ميزات هيكلية ووظيفية خاصة بالمملكة. في سياق DDR ، تمثل عوامل النسخ SOG1 (مثبط استجابة جاما 1) وعوامل النسخ p53 (الشكل 1) مثالًا فريدًا للبروتينات المتباينة ، التي تفتقر إلى تشابه كبير في تسلسل الأحماض الأمينية ، وتطورت لتنفيذ وظيفة مماثلة (المنظم الرئيسي لـ DDR و حارس استقرار الجينوم) في ممالك مختلفة [31]. قائمة شاملة بـ أرابيدوبسيس يتم توفير البروتينات المشاركة في مسارات DDR جنبًا إلى جنب مع أخصائيي تقويم العظام البشريين في الجدول 1. من أجل تحديد منتجات الجينات المتعامدة (البروتينات) للإنسان و نبات الأرابيدوبسيس thalianaتم استخدام الرموز و / أو الأوصاف لجميع الجينات / البروتينات المذكورة في هذه المخطوطة في البداية لاسترداد تسلسل البروتين المقابل من قاعدة البيانات المتاحة للجمهور UniProtKB [32]. بعد ذلك ، تم تطبيق BLASTp المتبادل [33] للتعرف على الإنسان أو أرابيدوبسيس تقويم العظام لكل بروتين. على الرغم من أن معظم بروتينات DDR المدرجة في الجدول 1 موجودة في كلا المملكتين ، إلا أن هناك مكونات DDR موجودة في النباتات ، ولكنها مفقودة في البشر ، من بينها بعض الحمض النووي والهيستون methyltransferases (CMT3 ، SDG26 ، SUVH5) ، مثبطات بروتين كينيز SMR المعتمدة على السيكلين ، والعديد من أجهزة إعادة تشكيل الكروماتين (SWC6 ، BRM ، CHR12 ، CHR23 ، SYD). Viceversa ، تفتقر النباتات إلى كينازات سيرين / ثريونين بروتين CHK1 و CHK2 ، والبروتينات الوسيطة MDC1 و 53BP1 (الجدول 1). يتم توفير مقارنة متعمقة بين أكثر مشغلات نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج النباتية والحيوانية ذات الصلة في الفقرات التالية.

تعتبر ATM و ATR من المكونات الرئيسية لنزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج ، في كل من الحيوانات والنباتات ، حيث تقوم بفسفرة مئات البروتينات المستهدفة داخل أشكال Ser / Thr-Gln (S / TQ) المحفوظة للغاية [[34] ، [35]].

تنظم ATM استجابة الخلية لأجهزة DSB. الطفرات في الإنسان ماكينة الصراف الآلي يتسبب الجين في اضطراب وراثي جسمي متنحي نادر يسمى ترنح توسع الشعريات بينما في الخلايا الحيوانية تؤدي هذه التغييرات إلى عدم الاستقرار الجيني وزيادة حساسية الأشعة تحت الحمراء ، كما في حالة Caenorhabditis elegans atm-1 متحولة [36]. يستجيب ATR لشوكات النسخ المتوقفة وفواصل الحمض النووي أحادية الخيط (SSBs) ، مما يمنع تراكم آفات الحمض النووي أثناء النسخ المتماثل [[37] ، [38] ، [39]]. وبالتالي ، فإن ATR ضروري لبقاء الخلايا في الأنسجة المتكاثرة ، كما أن تعطيلها يعيق النمو الجنيني ، مما يحد من استخدام الحيوانات التي تم إخراجها من ATR [40].

روتينجر وآخرون. [41] استخدم منهج الفوسفوبروتيوم للتحقيق في أهداف ATM / ATR في أرابيدوبسيس. حددوا LIG4 (ligase 4) ، MRE11 ، بالإضافة إلى معاد تشكيل الكروماتين PIE1 (الإزهار المبكر المستقل عن فترة الضوء 1) و SDG26 (مجموعة مجال SET 26).تضمنت الأهداف الإضافية PCNA1 (مستضد نووي لخلية الانتشار 1) ، والبروتينات المرتبطة بالكويسين WAPL (الأجنحة متباعدة مثل) و PDS5 (التفكك المبكر للأخوات) ، و ASK1 (Arabidopsis SKP1-like) المتورطة في الانقسام الاختزالي [41]. ال Arabidopsis thaliana atm-1 و أجهزة الصراف الآلي -2 الطفرات متطابقة ظاهريًا مع النباتات البرية ، باستثناء وجود عقم جزئي ، وهي تظهر فرط الحساسية للأشعة تحت الحمراء ، ولكن ليس للأشعة فوق البنفسجية - باء [42]. بالمقابل أرابيدوبسيس أتر المسوخات قابلة للحياة وخصبة وحساسة للأشعة فوق البنفسجية [42]. في أرابيدوبسيس، ATM و ATR يؤخر إنبات البذور أثناء الشيخوخة بينما البذور من ماكينة الصراف الآلي و atr تنبت المسوخات تظهر انحرافات صبغية واسعة النطاق [43]. أهمية طفرات DDR النباتية مع أنماط ظاهرية قابلة للحياة ضد. تمت مناقشة المسوخات القاتلة للحيوانات بمزيد من التفصيل في القسم 3.1.

تعمل المنظمات الرئيسية لنزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج بمثابة "محاور" حيث تتلاقى الإشارات الخارجية / الداخلية لمساعدة الخلايا على تحمل الإجهاد.

عامل النسخ p53 ، المنظم الرئيسي لنزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في الحيوانات ، يشارك في التحكم في دورة الخلية وإصلاح الحمض النووي وموت الخلايا المبرمج ، ويتم فسفرته بواسطة أجهزة الصراف الآلي استجابةً لتلف الحمض النووي [[44] ، [45]]. وفقًا للدراسات التطورية ، فإن بروتين الأسلاف p53 ملتزم بشكل خاص بإصلاح DSBs في الخلايا الانتصافية بينما في الخلايا الجسدية يستجيب أيضًا لأنواع أخرى من آفات الحمض النووي ، كما لوحظ في الديدان الخيطية C. ايليجانس [46]. يبدو أن التوسع في وظائف p53 في مراقبة الجينوم مرتبط بتطور الكائنات متعددة الخلايا [46]. ومن المثير للاهتمام أن الحيوانات طويلة العمر تمتلك نسخًا متعددة من TP53 (بروتين الورم p53 ، الجين الحيواني p53 البشري) (على سبيل المثال ، يتضمن جينوم الفيل الأفريقي ما يصل إلى 20 نسخة) ، مع آثار في الاستجابات الخلوية لتلف الحمض النووي [47].

تم تحديد SOG1 ، وهو عامل نسخ NAC (NAM و ATAF1 / 2 و CUC2) ، بناءً على النمط الظاهري لـ أرابيدوبسيس sog1-1 متحولة تتميز بطفرة مغلوطة تؤدي إلى استبدال بقايا حمض أميني محفوظة بدرجة عالية في مجال NAC المرتبط بالدنا [[48] ، [49]]. لم يتم الكشف عن التنظيم الأعلى لجينات إصلاح الحمض النووي المتعددة في أرابيدوبسيس sog1-1 الشتلات بعد التعرض لأشعة جاما ، على غرار ما لوحظ في أرابيدوبسيس ATM المسوخ [42]. علاوة على ذلك ، أظهر تحليل الترسيب المناعي للكروماتين (ChIP) -PCR أن SOG1 يرتبط مباشرة بمناطق المروج في SMR 5 (سيامي ذات الصلة 5) و SMR7 الجينات (ترميز مثبطات كيناز الخاصة بالنبات المعتمدة على السيكلين) استجابة لتلف الحمض النووي. يربط هذا الاكتشاف المنظم الرئيسي SOG1 بالتحكم في نقطة تفتيش دورة الخلية (الشكل 1) [50].

عند الفسفرة بطريقة تعتمد على ATM و ATR ، يؤدي SOG1 إلى تشغيل نسخ DDR وجينات نقطة تفتيش دورة الخلية (الشكل 1). في الثدييات ، يتم التحكم في نقطة تفتيش تكرار الحمض النووي في الغالب بواسطة فوسفاتيز CDC25 ، بمساهمة WEE1. في الخلايا النباتية ، تتم الاستجابة لإجهاد النسخ المتماثل عن طريق تحريض WEE1 كيناز [51] (الشكل 1). ومع ذلك ، يمكن للنباتات التي تعاني من نقص WEE1 أن تتحمل أنواعًا أخرى من تلف الحمض النووي ، مما يشير إلى تورط مسارات مستقلة عن WEE1 في التحكم في دورة الخلية. في الواقع ، SMR5 و SMR7 ، اللذان يتم تنظيمهما بشكل أساسي من خلال المسارات المعتمدة على ATM و SOG1 ، يكملان WEE1 في تثبيط تقدم دورة الخلية [50] (الشكل 1).

تشبه وظيفة وآليات تنظيم SOG1 تلك التي يتوسط فيها بروتين p53 الحيواني. على الرغم من أن النباتات تفتقر على ما يبدو إلى أخصائي تقويم العظام p53 ، إلا أن اكتشاف SOG1 كشف أن هذا البروتين هو على الأرجح التماثل الوظيفي النباتي للحيوان p53 (الجدول 1). نظرًا لأن متواليات الأحماض الأمينية SOG1 و p53 شديدة التباين ، فمن الممكن أن تطور بروتين NAC في النباتات للحصول على دور وظيفي في DDR [[52] ، [53]].

SNI1 (القامع لـ NPR1-1 المحرض 1) هو منظم سلبي لإعادة التركيب المتماثل (HR) في النباتات ، غير موجود في الثدييات (الجدول 1) ، يشارك في إشارات المسارات التي تعدل عمل NPR1 (غير التعبير عن جينات العلاقات العامة 1) المنظم الرئيسي لمناعة النبات [54]. يتحكم SNI1 في التعبير عن العديد من جينات الموارد البشرية ، من بينها RAD51D, SWI2 / SNF2, MuDR, BRCA2, RAD51, RAD17, ATR1. الإفراط في التعبير عن الإنسان ص 53 الجين فيها أرابيدوبسيس كشف قدرة p53 على التفاعل مع SNI1 في سياق الموارد البشرية. في الواقع ، التعبير خارج الرحم عن ص 53 الجين في بلانتا تسبب في الشيخوخة المبكرة وتعزيز تردد الموارد البشرية بوساطة مسار إشارات SNI1-RAD51D [54].

تم اكتشاف أطباء تقويم العظام SOG1 في معظم النباتات البرية ، بما في ذلك عاريات البذور. لا يزال وجود SOG1 في الطحالب محل نقاش لأن هذا البروتين يظهر مجال NAC المحفوظ ولكن المنطقة المسؤولة عن تفاعل البروتين والبروتين مختلفة هيكليًا [[46] ، [52]]. العمل الأخير في أرابيدوبسيس سلط الضوء على دور عامل النسخ RBR (المرتبط بالورم الأرومي الشبكي) في حماية سلامة الجينوم من خلال التفاعل مع BRCA1 [55]. قد يؤدي التوظيف الملحوظ لمجمع RBR-E2FA في المواقع التالفة في الحمض النووي إلى إطلاق مسار الإشارات الذي يعدل جينات DDR. يتفاعل AtBRCA1 ، المعين بشكل مستقل لبؤر تلف الحمض النووي ، مع RBR ، مما يساهم في مسار تنظيمي جديد يعمل بالتوازي مع التحكم في النسخ بوساطة SOG1 لجينات DDR (الشكل 1).

التواجد هو تعديل متعدد الاستخدامات وقابل للانعكاس لما بعد الترجمة ، وهو مناسب بشكل خاص لتعديل العمليات الخلوية الديناميكية والمعقدة مثل DDR. لا يزال اللاعبون الجزيئيون المشاركون في الإشارات بوساطة اليوبيكويتين أثناء DDR غير مفهومة تمامًا. مجموعة من يوبيكويتين ومعدلات شبيهة باليوبيكويتين ، من بينها سومو (معدل صغير يشبه اليوبيكويتين) ، ينسق الأحداث الخلوية المتعددة الكامنة وراء إصلاح DSB [56]. يتطلب Ubiquitylation إنزيم منشط يوبيكويتين (E1) ، وإنزيم يوبيكويتين مترافق (E2) و ligase يوبيكويتين (E3) ، والذي ينقل بشكل متناسق جزء اليوبيكويتين إلى بقايا ليسين داخل البروتين المستهدف.

يشتمل البروتين البشري الكلي على أكثر من 1.000 مكون من نظام يوبيكويتين وأكثر من 10.000 موقع انتشار في كل مكان [57]. يتم فك رموز إشارات Ubiquitin و SUMO بواسطة المستجيبات التي تحتوي على ما يسمى بمجالات ربط اليوبيكويتين (UBDs) ، وبعضها موجود بشكل متكرر في بروتينات DDR [58]. يتم التوسط في تجنيد البروتين في مواقع DSB من خلال مسار RNF (Ring Finger Protein) 8-RNF168. يتم نقل الهستونات والبروتينات الأخرى المرتبطة بالكروماتين في كل مكان في بقايا ليسين K63 بواسطة إنزيم E2 UBC13 و E3 ligases RNF8 و RNF168. بهذه الطريقة ، يتم إنشاء مواقع الربط لبروتينات DDR التي تحتوي على UBDs في المناطق المحيطة بآفة DSB [59]. يحفز RNF168 التواجد الأحادي للهيستون H2A بينما يمد RNF8 الأحادي على H2A لتشكيل سلاسل يوبيكويتين المرتبطة بـ K63 ، وهو أمر حاسم لتوظيف مؤثرات DDR ، مثل مجمع BRCA1-A. RNF168-catalyzes H2A monoubiquitination يؤثر على اختيار مسار الإصلاح من خلال توظيف 53BP1 (بروتين ربط p53) لآفات DSB. ثم يتحول 53BP1 إلى سقالة لتجميع البروتينات الأخرى التي تتحكم في استئصال نهاية الحمض النووي. يعتمد النموذج الحالي الذي يدمج الانتشار الشامل ونزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج في الحيوانات على المفهوم القائل بأن التواجد المحدد للهستونات في مواقع مختلفة يوجه اختيار مسار الإصلاح المناسب [60].

التفاعل بين الانتشار الشامل ونزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج أقل استكشافًا في النباتات ، ومع ذلك فإن التقارير عن السمات المحفوظة للغاية للإشارات المعتمدة على يوبيكويتين في DDR متاحة [[61] ، [62] ، [63]]. لم يتم تحديد أي متماثلات نباتية لـ ubiquitin ligases RNF168 و RNF8 حتى الآن بينما أرابيدوبسيس تظهر طفرات اليوبيكويتين ligase RAD5 حساسية متزايدة للعوامل الضارة بالحمض النووي [62].

ال BRCA1 تعد جينات BARD1 جزءًا من شبكة جزيئية تتحكم في استجابة المتفرج التي يسببها الإشعاع ، ولا سيما تنشيط نقطة التفتيش داخل المرحلة S وإصلاح الحمض النووي بوساطة الموارد البشرية [64].

يحتوي بروتين BRCA1 البشري على مجال N-terminal RING واثنين من C-terminal BRCT (مجالات BRCA1 C-terminal). يعرض مجال N-terminal RING نشاط E3 ubiquitin ligase ويتفاعل مع BARD1 (بروتين مجال RING 1 المرتبط بـ BRCA1) ، مما يؤدي إلى تكوين مغاير مع نشاط E3 ubiquitin ligase المحسن والقدرة على ربط وسيطة إصلاح الحمض النووي. يتفاعل مجال C-terminal BRCT مع البروتينات التي تحتوي على بقايا سيرين فسفرة في شكل Ser-X-X-Phe. هذا الأخير موجود في العديد من مشغلات إصلاح الحمض النووي ودورة الخلية [[65] ، [66]]. بعد الفسفرة بوساطة ATM / ATR (الشكل 1) ، يتحكم BRCA1 في استئصال نهاية الحمض النووي بمقدار 5 - 3 في مواقع القطع ، وهي خطوة حاسمة لاختيار مسارات إصلاح DSB HR أو NHEJ. العمل الأخير من قبل Isono et al. [67] أظهر أن BRCA1 يعزز إصلاح DSBs عبر الموارد البشرية خلال مرحلتي G2 و S عن طريق تحفيز نزع الفسفرة لـ 53BP1 ، وهو منظم رئيسي لـ NHEJ. بعد الفسفرة بوساطة ATM ، يتم تجنيد 53BP1 في الموقع التالف حيث يمنع استئصال الحمض النووي بالتعاون مع RIF1 (عامل التفاعل RAP1 1) و PTIP (البروتين المتفاعل مع المجال PAX) ، مما يسهل NHEJ في المرحلة G1 [68].

تم تحديد المتعاملين في أرابيدوبسيس تحتوي على مجالات RING و BRCT المحفوظة [[69] ، [70]]. في ظل الظروف الفسيولوجية ، AtBRCA1 و AtBARD1 عرضت الجينات ملامح تعبير مماثلة في بلانتا. ومع ذلك ، فقط AtBRCA1 تم تحفيزها بشدة عن طريق تشعيع بيتا ، مما يشير إلى حدوث آليات تنظيمية مختلفة في النباتات ، مقارنة بالبشر [71]. دور مميز لـ AtBRCA1 و AtBARD1 تم اقتراح الجينات في DDR التي يتم تنشيطها بواسطة عوامل الارتباط المتبادل ، بناءً على الحساسية المتزايدة لـ أرابيدوبسيس brca1 و الشاعر 1 المسوخات لميتومايسين سي وتحليل مقايسة المذنب [[71] ، [72]]. حقق نفس المؤلفين في تورط AtBARD1 الجين في إصلاح DSBs بوساطة الموارد البشرية. في أرابيدوبسيس، إصلاح الحمض النووي بعد التعرض لجرعات الأشعة السينية الحادة (5 أو 15 غراي) يشمل مرحلتين "بطيئة" (80-120 دقيقة) و "سريعة" (لمدة 30 دقيقة). تتضمن المرحلة البطيئة ، وهي فترة مبكرة من إصلاح أجهزة DSB القائمة على الموارد البشرية ، زيادة التنظيم AtBRCA1 و AtRAD51 الجينات [71]. الجزء الأكثر حفظًا من بروتينات BRCA1 و BARD1 النباتية ، منطقة PHD (المجال الداخلي للنبات) ، مفقود في نظرائهم من الحيوانات. يثير هذا الاكتشاف أسئلة مثيرة للاهتمام حول تطور جينات سرطان الثدي والوقت الذي تم فيه اكتساب مجال الدكتوراه في النباتات. لا تزال وظيفة مجال PHD غير معروفة ، ومع ذلك فقد اقترح أنها قد تكون مسؤولة عن توظيف فيBRCA1 في موقع DSB [[73] ، [74]].

تم تحديد مجمع CSN ، الذي يتكون من ثماني وحدات فرعية مختلفة ، لأول مرة كمنظم سلبي لتطوير النبات بوساطة الضوء. يتحكم CSN في تدهور البروتين باستخدام deneddylation و deubiquitination [[75] ، [76]].

يتفاعل CSN مع مجمعات CRL4 (حلقة كولين يوبيكويتين ليغاز) التي تشارك في إصلاح الحمض النووي والتحكم في نقطة تفتيش دورة الخلية وإعادة تشكيل الكروماتين [[77] ، [78] ، [79]]. تتفاعل الوحدة الفرعية CSN8 مع أجهزة الصراف الآلي بينما يتم فسفرة الوحدة الفرعية CSN3 عقب تلف الحمض النووي [78] (الشكل 1). من خلال التفاعل مع مجمعات CRL4 ، تشارك CSN في مسار إصلاح ختان النيوكليوتيدات (NER) المطلوب للاعتراف المبكر والإصلاح اللاحق للمنتجات الضوئية المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية [[80] ، [81] ، [82]]. يتم تثبيت تفاعل بروتين مستشعر الضرر DDB2 (ربط تلف الحمض النووي) مع CRL4 في ظل الظروف الفسيولوجية عن طريق deneddylation بوساطة CSN. عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، يتعرف DDB2 على الآفات التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية ويربطها ، مما يؤدي إلى فك الحمض النووي. بمجرد أن يرتبط مركب DDB2-CRL4 بالكروماتين ، يتم تحرير CSN ، مما يسهل تواجد الهيستون في كل مكان وتوظيف بروتينات NER في المواقع التالفة [83].

أرابيدوبسيس CSN المسوخات تخضع لتراكم DSBs المحسن مما يؤدي إلى تأخر تقدم دورة الخلية في المرحلة G2 [84]. تم إثبات دور CRL4 المعتمد على ATR في الحفاظ على سلامة الجينوم (إصلاح الجينوم العالمي- GGR) عند الإجهاد فوق البنفسجي [85]. ال أرابيدوبسيس CSN7أظهرت الطفرات الخاملة التي تفتقر إلى الوحدة الفرعية الوظيفية CSN7 نشاطًا متزايدًا في اختزال الريبونوكليوتيد (RNR2) ، مما أدى إلى زيادة تنظيم جينات إصلاح الحمض النووي ، بما في ذلك BRCA, RAD51، و PARP1 (بولي (ADP- ريبوز) بوليميراز 1) [86].

إلى جانب منظمات DDR الرئيسية ، يجب أيضًا مراعاة دور مُعاد تشكيل الكروماتين عند البحث عن مؤشرات حيوية تنبؤية جديدة لتلف الحمض النووي. تعد إعادة تشكيل الكروماتين أمرًا ضروريًا لتوفير إمكانية وصول الإنزيمات إلى المواقع التالفة ومنصة لرسو السفن لآلة إصلاح الحمض النووي [[87] ، [88] ، [89] ، [90] ، [91] ، [92] ، [93] ، [94] ، [95]]. لذلك ، يمكن اعتبار عوامل إعادة تشكيل الكروماتين بمثابة مؤشرات حيوية تنبؤية مفترضة لتلف الحمض النووي. تخضع الهستونات المحفوظة بشكل كبير ، وهي بروتينات أساسية مرتبطة بالحمض النووي لتكوين الكروماتين ، لتعديلات ما بعد الترجمة الحاسمة لتعديل النسخ المتماثل والنسخ وإصلاح الحمض النووي. تبادل الهستونات الأساسية مع متغيرات هيستون ، مثيلة ، أسيتيل ، وفسفرة لبقايا Arg و His و Lys و Ser و Thr التي تحدث على ذيل الهيستون يساهم في تنظيم ديناميات الكروماتين أثناء DDR [[88] ، [91] ، [92] ، [93]]. دمج H2AX المتغير هيستون H2A وما تلاه من فسفرة على Ser139 (γH2AX) هو حدث مبكر في نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج ، وقد تم الحفاظ عليه طوال فترة التطور. ينظم ATM و ATR و DNA-PK (بروتين كيناز المعتمد على الحمض النووي) انتشار γH2AX على طول الموقع ، يتحكم بهذه الطريقة في إشارات تلف الحمض النووي والتوظيف اللاحق لآلية إصلاح الحمض النووي [93].

في الخلايا البشرية ، يؤدي دمج متغير هيستون H2AZ في الموقع التالف إلى تعزيز الانتقال إلى هياكل الكروماتين النشطة نسبيًا ، مما يسهل وصول آلية إصلاح الحمض النووي إلى أجهزة DSBs [88]. مجمعات إعادة تشكيل الكروماتين INO80 (التي تتطلب الإينوزيتول) و SWR1 (المرتبطة بـ SWI2 / SNF2) ، والتي تؤدي إلى إخلاء النيوكليوسومات ودمج H2AZ في النيوكليوسومات ، وتعديل تنقل الحمض النووي أثناء نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج والتحكم في توظيف ونشر عوامل إصلاح الحمض النووي [89] ، [90]]. تؤثر بنية الكروماتين أيضًا على توقيت إصلاح الحمض النووي. في الواقع ، المناطق متجانسة اللون ، الأكثر عرضة لتلف الحمض النووي بسبب حالة الكروماتين "المفتوحة" ، يتم إصلاحها بشكل أكثر كفاءة مقارنة بالكروماتين المغاير [94]. كشف عمل حديث [95] أن CRL4 ligase مطلوب للتكوين الحيوي للهيستون ، مما يضمن مستويات مناسبة للهيستون ليس فقط أثناء تكرار الحمض النووي ولكن أيضًا للحفاظ على الجينوم.

على الرغم من أنه تم التعرف على العديد من أخصائيي تقويم العظام من أجهزة إعادة تشكيل الكروماتين الحيوانية في النباتات ، إلا أن دورهم في نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج لا يزال غير معروف إلى حد كبير [96]. يتم حفظ متغيرات هيستون والتعديلات اللاحقة للترجمة في النباتات ، لكن تأثيرها على تعديل التعرض للحمض النووي والتعبير الجيني لا يزال ضعيف التحقيق [97]. في أرابيدوبسيس، مركب SWR1 الذي يقوم بترسيب هيستون H2AZ ، متورط في إصلاح الحمض النووي. تؤدي الطفرات في ترميز الجينات للوحدات الفرعية المعقدة SWR1 المسماة PIE1 (الإزهار المبكر المستقل عن الفترة الضوئية 1) و ARP6 (البروتين المرتبط بالأكتين 6) و SWC6 (مجمع SWR1 6) إلى تراكم تلف الحمض النووي في غياب الإجهاد السام الجيني وكذلك في فرط الحساسية للسموم الجينية [98].

بروتينات SMC (الصيانة الهيكلية للكروموسوم) عبارة عن قواعد ATPs محفوظة بدرجة عالية تتحكم في تكرار الكروموسوم والفصل ، وتلعب دورًا مهمًا في استقرار الجينوم.

يتم تجميع ستة بروتينات SMC (SMC1-6) لتشكيل مجمعات مغايرة SMC cohesin و condensin و SMC5 / 6 ، وكلها تساهم في إصلاح الحمض النووي [99] ، [100]]. ترتبط جميع مغايرات SMCx / x بعناصر غير SMC ، على سبيل المثال يشكل مغاير SMC1 / 3 بنية تشبه الحلقة بالاشتراك مع RAD21 ، وهو kleisin (الكلمة اليونانية لـ "الإغلاق & # x27) [[101] ، [102]]. يحتوي مجمع SMC5 / 6 ، إلى جانب بروتينات SMC5 و SMC6 ، على العناصر غير SMC NSE1 و NSE2 / MMS21 و NSE3 / MAGE-G1 و NSE4 و NSE5 و NSE6 [100]. في الواقع، NSE1, NSE3، و NSE4 (مجمع كلايسين) وكذلك SMC5، و SMC6 هي جينات أساسية والطفرات الفارغة قاتلة. في الثدييات ، الطفرات في NSE1 و NSE3 ترتبط الجينات بالسرطان [103]. السمة المشتركة لـ SMCs هي تكوين مجمعات SMC / kleisin. بروتينات Kleisin هي المسؤولة عن سد وتعميم مجمع SMC. في حالة SMC5 / 6 ، يكون مجمع kleisin هو NSE1 و NSE3 و NSE4 (نباتات) و NSE1 و MAGE و NSE4 (البشر). Kleisin من Cohesin SMC1 / 3 هو Scc1 و Scc3 و RAD21.1 و RAD21.3 في النباتات [[101] ، [102]].

في الثدييات ، لوحظت خطوتان رئيسيتان لإعادة برمجة مثيلة الحمض النووي خلال التطور المبكر. تم العثور على نزع ميثيل الحمض النووي النشط أثناء التطور المبكر للخلايا الجرثومية وفي البيضة الملقحة بعد الإخصاب مباشرة. تتم إزالة السيتوزين الميثيل من خلال آليات إصلاح مختلفة ، وبالتالي فإن نزع السلاح والتسريح وإعادة الإدماج أمر بالغ الأهمية في الحيوانات عند الإخصاب وأثناء بداية التطور الجنيني. تعمل آليات المراقبة على إزالة تلف الحمض النووي ، وتجنب الآثار الضارة على إعادة البرمجة الزيجوتية [[104] ، [105]]. يتطلب استبدال السيتوزينات الميثيلية إنزيمات الجليكوزيلات BER وتولد DSBs. تم افتراض تورط الموارد البشرية لإصلاح DSBs وتفعيل نقطة التفتيش بوساطة CHK1 أثناء إعادة البرمجة الزيجوتية. وفقًا لـ Ladstatter و Tachibana-Konwalski [106] ، يلعب مجمع التماسك المتراكم في البويضات دورًا أساسيًا في إصلاح آفات الحمض النووي الذاتية بينما يؤدي فشل الإصلاح إلى فقد الجنين. في البيضة الملقحة ، تنشط كينازات DDR ATM و ATR و DNA-PK دورة الخلية التي تعتمد على CHK1 استجابة لآفات الحمض النووي الذاتية [106].

تتوسط بروتينات SMC DDR في المراحل الحاسمة من التطور المبكر للجنين في كل من الحيوانات والنباتات ، وهي بروتينات أخرى محفوظة عبرميزة -المملكة. في كاسيات البذور ، ينتج عن الإخصاب المزدوج الجنين والسويداء ، وهما المكونان الرئيسيان للبذور. يخضع الجنين لانقسامات خلوية متسلسلة يتم خلالها تكوين أنسجة جديدة بينما يدخل السويداء سلسلة من الانقسامات ، ويتطور إلى السويداء المخلوي الذي يتحلل في مرحلة التطور الجنيني المتأخر. في أرابيدوبسيس، ال AtNSE1 و AtNSE3 تعد مكونات ترميز الجينات لمركب SMC5 / 6 ضرورية للتكوين الجنيني المبكر وتطور ما بعد الجنين لأن الطفرات تسبب انقسامًا خلويًا مضطربًا في الأجنة المبكرة وتعزز الحساسية لـ DSBs ، مع ما يترتب على ذلك من إجهاض البذور [107]. أظهر نفس المؤلفين ذلك AtNSE1 و AtNSE3 تم تنظيم التعبير الجيني بشكل كبير في أرابيدوبسيس الخطوط المعدلة وراثيا overexpressing AtSOG1، مما يشير إلى التحكم في النسخ بوساطة ATM و SOG1 لـ AtNSE1 و AtNSE3 الجينات.

يحدث تعدد الصبغيات عندما يتم تحويل دورة الخلية الكنسية المكونة من أربع مراحل (G1 و S و G2 و M) إلى دورة التكرار الداخلي (endocycle) التي يحدث فيها تكرار الحمض النووي دون انقسام الخلية. تستخدم الخلايا هذه الإستراتيجية للتغلب على الظروف المعاكسة التي تمنع النمو وتجديد الأنسجة [108]. يشجع الإجهاد السام الجيني على مضاعفة الخلايا السرطانية المعينة ، مما قد يساهم في المقاومة الإشعاعية [109]. تعد الدورة الداخلية للنبات جزءًا من نظام تنظيمي معقد ينسق تكاثر الخلايا وتوسع الخلايا بعد الانقسام الفتيلي أثناء التطور. لوحظ ما يسمى بـ "ظاهرة التعويض" [110] في الشتلات المشععة بأشعة جاما التي تنمو أوراقًا بها خلايا أقل ولكن أكبر ، مقارنة بالشتلات غير المشععة. إن CAF-1 شديد الحفظ (عامل تجميع الكروماتين 1) ، مساعد هيستون يشارك في تجنيد الهيستونات H3 و H4 على الحمض النووي المركب حديثًا ، مطلوب للبقاء في الخلايا الحيوانية [111] بينما أرابيدوبسيس فاس (fasciata) المسوخات مع خلل CAF1 قابلة للحياة وتعرض أنماطًا تعويضية [112]. Adachi et al. [113] أظهر أن كلا المسارين ATM-SOG1 و ATR-SOG1 متورطان في التكرار الداخلي الناجم عن DSBs والذي يحدث في أرابيدوبسيس فاس المسوخ. قد تكون هناك حاجة لـ ATR ، الذي يستشعر إجهاد تكرار الحمض النووي ، للتعامل مع الإجهاد الناشئ أثناء التقدم المتكرر للدورات الداخلية. بعد الإصابة بالسموم الجينية ، تعتبر الدورة الداخلية "الخيار الثالث" للخلايا النباتية ، إلى جانب إصلاح PCD و DNA. الخلايا النباتية ، على عكس الخلايا الحيوانية ، لا تهاجر داخل الأنسجة لتحل محل المجموعات السكانية المفقودة ، وبالتالي فقد تطور التكرار الداخلي كاستراتيجية للحفاظ على سلامة الأنسجة أثناء دورة حياة النبات ، مما يمنع تكاثر الخلايا التالفة [113]. ال أرابيدوبسيس فاس تتميز الطفرات بفرط الحساسية للعوامل السامة للجينات وتعويض عدم استقرار الجينوم مع نشاط الموارد البشرية المحسن والتكرار الداخلي [[112] ، [114] ، [115]]. تتحكم عائلة SMR الخاصة بالنبات لمثبطات كيناز المعتمدة على السيكلين في الانتقال من دورة الخلية الانقسامية إلى الدورة الداخلية (الشكل 1) ، مع مشاركة سائدة لـ SMR2 ​​أثناء الانتقال المبكر من الانتشار إلى التكرار الداخلي ودور متأخر لـ SMR1 في الحجب تكاثر الخلايا والحفاظ على الدورة الداخلية [115].


أساليب

التسمية الجينية

يشار إلى الجينات بأحرف مائلة صغيرة. النوع البري المهيمن ز. ميس تتم الإشارة إلى الأليلات بأحرف مائلة مع كتابة الحرف الأول بحرف كبير. تشير الأحرف المائلة الصغيرة إلى متنحية ز. ميس الأليلات. يشار إلى الأليلات متماثلة اللواقح بتسمية واحدة ، على سبيل المثال ، pac1- المرجع يشير إلى فرد متماثل الزيجوت لـ pac1- المرجع أليل. باك 1/(باك 1 أو pac1- المرجع) يشير إلى أليل من النوع البري باك 1 بالاشتراك مع أليل من النوع البري أو متحور باك 1. يشار إلى البروتينات بأحرف كبيرة غير مائلة. في A. thaliana, TTG1 يشير إلى أليل من النوع البري ، و ttg1-1 و ttg1-13 تشير إلى الأليلات الطافرة المتنحية.

أصل وتحليل pac1- المرجع, pac1-2، و pac1-3 الأليلات

عزل pac1- المرجع الأسهم كما وصفها Selinger and Chandler (1999). تستخدم البذور لاستنساخ PCR العكسي لـ pac1- المرجع كان من التلقيح الذاتي pac1-المرجع / Pac1 في 1 R-r ب مصنع. أليلات معينة من ص أو ب مطلوبة لرؤية باك 1 الأنماط الظاهرية في الأليرون. في هذا العمل ، مراقبة باك 1 تم تسهيل النمط الظاهري بواسطة أي من R-r أليل ص، ال ب- بيرو أليل ب، او كلاهما. عزلنا pac1-2 أليل باستخدام مخطط وضع العلامات الموجه على النحو التالي: ب R-r pac1- المرجع تم عبور النباتات من قبل ب- بيرو ص ص مو النباتات ، مما أدى إلى التعرف على نواة aleurone شاحبة متغايرة الزيجوت من أجل التعرف عليها حديثًا pac1-2 أليل و pac1- المرجع أليل. وبالمثل ، قمنا بعزل pac1-3 أليل باستخدام مخطط وضع العلامات الموجه على النحو التالي: B-Peru / B-I pac1- المرجع تم عبور النباتات إلى بي بيرو مو النباتات ، مما أدى إلى التعرف على نواة aleurone شاحبة متغايرة الزيجوت من أجل التعرف عليها حديثًا pac1-3 أليل و pac1- المرجع أليل. ال pac1-2 و pac1-3 تم فصل الأليلات عن pac1- المرجع الأليل من خلال سلسلة من التهجينات والتلقيح الذاتي وأكده تحليل لطخة هلام الحمض النووي باستخدام مسبار SacI / SmaI 700-bp (الشكل 2).

تعيين باك 1 مكان

ال باك 1 تم تعيين الموضع سابقًا إلى النهاية البعيدة للذراع الطويل للكروموسوم 5 (Selinger and Chandler ، 1999). لتسهيل استنساخ باك 1 الموضع ، أ PAC1 / PAC1-المرجع كان النبات المشتق من خلفية غير متجانسة عبارة عن نباتات ذاتية التلقيح وذرية تستخدم لرسم الخرائط. حددنا علامة جزيئية مرتبطة للتمييز pac1- المرجع و باك 1 الأليلات عن طريق فحص عدة علامات تكرار تسلسل بسيط (SSR) على الكروموسوم 5. الوالدين pac1- المرجع و باك 1 عرضت الخطوط حجم تعدد الأشكال (140 و 170 نقطة أساس ، على التوالي) باستخدام بادئات SSR Phi087 (إلى الأمام ، 5′-GAGAGGAGGTGTTGTTTGACACAC-3 ′) و Phi087 (عكسي ، 5′-ACAACCGGACAAGTCAGCAGATTG-3 ′) (Genetics وقاعدة بيانات Maize : //www.maizegdb.org). تم فحص النباتات من البذور الباهتة والداكنة في مجتمع رسم الخرائط للارتباط بها باك 1. كانت جميع النباتات الـ 25 من البذور الباهتة موجبة فقط للمنتج الذي تبلغ قوته 140 نقطة أساس ، مما يشير إلى مسافة & lt3.9 سمورجان من علامة phi087 SSR. كانت عشرة نباتات من البذور الداكنة إيجابية لكل من منتجات 140 و 170 نقطة أساس ، وثلاثة مصانع أنتجت فقط منتج 170 نقطة أساس. التحقيق اللاحق مع Mu1 (الموضح أدناه وفي النتائج) أكد وجود pac1- المرجع شريط تجميلي في 11 نباتًا من البذور الباهتة وغيابها في النباتات البرية الثلاثة ، والتي تم الحصول منها فقط على منتج Phi087 PCR الذي تبلغ قوته 170 نقطة أساس.

تحليل التجميع والتعرف على PCR لـ pac1- المرجع, pac1-2، و pac1-3 الأليلات

عينات الحمض النووي من النباتات متماثلة اللواقح pac1- المرجع أو باك 1 تم هضمها باستخدام EcoRI و HindIII ، وتم تجفيفها ، ثم فحصها باستخدام a Mu1- تسلسل محدد من البلازميد صأ / ب5 (تالبرت وآخرون ، 1989). لاستعادة الحمض النووي الذي يحيط بـ Mu1 عنصر، pac1- المرجع تم هضم الحمض النووي باستخدام EcoRI وتم ربطه ذاتيًا في ظل ظروف مخففة للغاية للحصول على منتجات دائرية. عكس PCR من pac1- المرجع استخدم الموضع البادئات vc141 (5′-CGCACGGGAACGTAAACGGGGACAGAAAAC-3) و vc143 (5′-TGACAGAGACGAGACGAAACAAGCTGAAGG-3 ′) داخل Mu1 عنصر ، مما أدى إلى تضخيم عبر الطرف المتكرر المقلوب في الحمض النووي الذي يحيط بالعنصر. تم استخدام منتجات PCR كقوالب للتفاعل الثاني مع البادئات vc140 (5′-AGTTTGCTGTCGCGTGCGTCTCCAAAACAG-3 ′) و vc144 (5′-AGTTTGGCTGTCGCGTACGTCTCTAAAACAG-3 ′) ، والتي تتداخل نحو نهايات Mu1 عنصر متعلق بـ vc141 و vc143. كان منتج 1588-bp موجودًا في عينات متحولة متماثلة اللواقح وغائبًا في عينات التحكم من النوع البري المتماثل. أرقام انضمام GenBank AY442344 و AY442345 لـ pac1- المرجع من هذا المنتج. جزء من منتج 1588-bp تم تخصيصه لمسبار SacI / SmaI 700 واستخدم للتهجين لبقع هلام DNA. ال pac1-2 تم تضخيم الأليل من pac1-2 الحمض النووي الجيني باستخدام مادة أولية شائعة لدى الكثيرين مو عنصر ترميني (rm005 ، 5′-CATTTCGTCGAATCCCCTTCC-3 ′) وأساس في باك 1 الموضع (vc293 ، 5′-GGTACAGCCGCCGCCGCCGTCTCAG-3 ′). التسلسل الذي تم الحصول عليه من pac1-2 تضمن locus (رقم الانضمام إلى GenBank AY442262) 28 نقطة أساس من التسلسل الذي يتوافق بشكل أفضل مع نهايات MuDR، وكشف تحليل لطخة هلام الحمض النووي عن موقع BamHI بالقرب من الإدخال. حجم النطاق (∼1400 نقطة أساس) الذي تم تصويره باستخدام تحليل لطخة هلام DNA باستخدام pac1-2 تشير إنزيمات DNA و SacI / SmaI 700 و EcoRI / HindIII إلى أن pac1-2 يحتوي الأليل على أ MuDR مع حذف داخلي كبير أدى إلى الحفاظ على أحد مواقع BamHI في MuDR. ال pac1-3 تم تضخيم الأليل (رقم دخول GenBank AY442261) من pac1-3 الحمض النووي الجيني باستخدام اثنين من الاشعال في باك 1 الموضع: vc181 (5′-CAACCGCAAGGCCTCCTCCGAGTTCTG-3 ′) و vc189 (5′-GTACACTAGCACAGGATCAATCC-3 ′).

تحديد وتسلسل استنساخ BAC التي تحتوي على باك 1 و النائب 1 Loci

مرشحات BAC من CUGI زيا ميس تم تهجين مكتبة National Science Foundation B73 وفقًا للإرشادات (http://www.genome.clemson.edu/groups/bac/protocols/bacmanual.html) باستخدام مسبار SacI / SmaI 700-bp. لقد طلبنا العديد من أقوى الحيوانات المستنسخة المهجنة وقمنا بفحصها عن طريق تضخيم PCR لـ باك 1 موضع باستخدام الاشعال vc178 (5′-CGCCTTTGAGAACAAGGTCCAG-3 ′) و vc182 (5′-AGAGCTGGAATTAAAGTTCAATTCCTTGC-3 ′). تضمنت النسخ الإيجابية ZMMBBb0174B16 و ZMMBBb0176H10 و ZMMBBb0213M14 و ZMMBBb0231M22 و ZMMBBb0124P19 و ZMMBBb0156C21 و ZMMBBb0227P08. تم عزل ثلاث نسخ فرعية متداخلة من استنساخ ZMMBBb0124P19 وتسلسلها وتجميعها في كونتيج 8239 نقطة أساس (رقم دخول GenBank AY115485). لتحديد المتجانسات المحتملة لـ باك 1، قمنا بفحص استنساخ BAC الإضافي الذي تم تهجينه إلى مسبار SacI / SmaI سعة 700 نقطة أساس باستخدام رسم خرائط التقييد وتحليل لطخة هلام الحمض النووي ، والتهجين بالتتابع مع النصفين 5 و 3 من باك 1 منطقة الترميز. تم عرض العديد من الحيوانات المستنسخة ، التي تم تهجينها بقوة إلى نصفي منطقة التشفير ، من خلال تعيين التقييد بحيث لا يتم باك 1. لتحديد ما إذا كانت هذه الحيوانات المستنسخة BAC تحتوي على جينات متماثلة باك 1، فقد تعرضوا لتخطيط قيود إضافية ، واستنساخ فرعي ، وتسلسل. استنساخ ZMMBBb099L23 ، الذي تم استنساخه وتسلسله ، واستنساخ ZMMBBb0139C12 ، والذي تبين أنه يتداخل مع ZMBBb099L23 بناءً على نمط التقييد الخاص به ، كلاهما يحتوي على النائب 1 locus (رقم انضمام GenBank AY339884) ، وهو جين تم تحديده مسبقًا بواسطة Hernandez et al. (2000) لكونه لديه تجانس مع أن 11. قدم لنا Erich Grotewold ملف النائب 1 تسلسل EST ، مما يتيح التحقق من أن الحيوانات المستنسخة الجينومية تمثل نفس الجين مثل النائب 1.

تحليل الحمض النووي الريبي

تم تحضير إجمالي الحمض النووي الريبي باستخدام كاشف TRIzol (Invitrogen Life Technologies ، سان دييغو ، كاليفورنيا) للقشر ، والغمد (بعد التلقيح) ، والشرابة غير الناضجة (بطول 2 سم) أو طريقة عزل الحمض النووي الريبي السويداء التي وصفها Wessler (1994) للأليورون ، scutellum ، والطبقة السوداء ، والسويداء ، والقشرة كلها عند 23 إلى 25 يومًا بعد التلقيح. تم أيضًا تحضير الحمض النووي الريبي من الحرير الناشئ حديثًا ، والبراقة / اللمة ، وكوز / قبيبات من نفس الأذن وجذر الشتلات البالغ من العمر 3 أسابيع ، والأوراق ، والغمد ، والأوراق الداخلية / النسيج الإنشائي باستخدام طريقة عزل الحمض النووي الريبي السويداء. تم إجراء 3 ′ RACE لشرابة غير ناضجة وإجمالي الحمض النووي الريبي aleurone وفقًا للتعليمات الواردة في مجموعة RACE 5/3 من Boehringer Mannheim (Roche Diagnostics ، Indianapolis ، IN) باستخدام باك 1 التمهيدي vc177 (5′-TGATCTGGAACTGCCTGAGAC-3 ′) أو vc178 (5′-CGCCTTTGAGAACAAGGTCCAG-3). 3 ، كان RACE أكثر نجاحًا مع الشرابة غير الناضجة منه مع aleurone ، وبالتالي كان مصدر جميع الحيوانات المستنسخة 3-RACE. تم وصف حماية RNase كما وصفها Selinger و Chandler (1999) باستخدام تحقيقات مضادة للدلالة مصممة ضد باك 1 كدنا. نتج المسبار pac1-rp-3 عن تفاعلات 3-RACE باستخدام باك 1 التمهيدي vc177 وبالتالي يمتد إلى موقع لصق الاثنين باك 1 exons وينتهي في موقع poly (A) الأكثر شيوعًا. المسبار pac1-rp-300 ، الذي يمتد على مواقع الثلاثة باك 1 الطفرات ، بواسطة PCR من الحمض النووي من النوع البري باستخدام الاشعال vc554 (5′-TCACCTCCTTCGATTGGAAC-3 ′) و vc555 (5′-GCCATATAGCGGAGGTCAGA-3). في جميع وسائل الحماية ، من 5 إلى 10 ميكروغرام من إجمالي الحمض النووي الريبي والضوابط الداخلية أكتين 1 (سيلينجر وتشاندلر ، 1999) أو يوبيكويتين 2 (Dorweiler et al. ، 2000).

تكملة ttg1 المسوخ

أ باك 1 تم استنساخ الجزء الجينومي في ناقل تعبير ثنائي عن طريق استبدال GUS في ناقل GSA1131 (http://www.chromdb.org/) باستخدام مواقع NcoI و BamHI المصممة هندسيًا في باك 1 نسخة في البداية وإيقاف الكودونات باستخدام الاشعال vc280 (5′-CATGCCATGGACCCACCCAAGCCGCC-3 ′) و vc281 (5′-GCGGGATCCTCAGACCCTAAGAAGCTGGACC-3 ′). كان مصدر القالب استنساخًا فرعيًا لـ BAC ZMMBBb0124P19 ، وبالتالي ، أليل B73. تضمن ناقل GSA1131 جينًا مقاومًا للباستا لاختيار المحولات المقاومة لمبيدات الأعشاب. ال أغروباكتريوم توميفاسيانزتم استخدام طريقة غمس الأزهار بوساطة (Clough and Bent ، 1998) لتحويل ttg1-1 و ttg1-13 الخطوط الموضحة في Larkin et al. (1999) ، و ttg1-1 تم الحصول على المخزون (CS89) من Koornneef (1981) من ABRC. كانت الأسهم السابقة في الغالب في خلفية كولومبيا ، وكان المخزون الأخير في لاندسبيرج منتصب معرفتي. تم زرع ما مجموعه 32000 بذرة. كانت كفاءة التحويل 0.2٪ لكل خط. تم فصل الخطوط التي تم نشرها بنسبة 60 إلى 81٪ من مقاومة الباستا بمتوسط ​​71٪ ، مما يشير إلى أن الخطوط المنتشرة فصلت موضعًا واحدًا معدلاً وراثيًا في النسبة المتوقعة 3: 1. لوحظت الأنماط الظاهرية Trichome في 35S-PAC1 ttg1 المجددات من الثلاثة ttg1 خطوط متحولة. كان الوسيط المستخدم للألواح MS (Sigma ، St. Louis ، MO) مع 3 ٪ (وزن / حجم) سكروز و 4 جم من فيتاجار. للاختيار ، تم استخدام الباستا بتركيز 10 ميكروغرام / مل. تم تشرب البذور لمدة 3 أو 8 أيام عند 4 درجات مئوية ثم تلبيسها. تم زرع الشتلات في التربة في مراحل الأوراق من 4 إلى 8 للزراعة الأولى من البذور المحولة أو في مراحل الأوراق من 2 إلى 4 للزراعة الثانية للمحولات. في معظم التجارب ، تضمنت الضوابط سلالات متحولة الوالدين وكذلك البذور الناتجة عن A. الورم- غمس الأزهار الذي لا يبدو أنه قد تغير. معًا ، يشار إلى هذه الضوابط على أنها غير محولة. تمت زراعة النباتات لجميع التجارب في دورة مظلمة 18 ساعة / 6 ساعات مع إضاءة فلورية. تم وصف تلطيخ الروثينيوم الأحمر لصمغ طبقة البذور كما وصفه Penfield et al. (2001).

ز. ميس نتيجة لون جذور الشتلات

أ pac1-2 / Pac1 B-Peru نبات متغاير الزيجوت من أجل وظيفية وغير وظيفية ص كان الأليل مُلقحًا ذاتيًا ، مما أدى إلى ظهور بذور ذات بقع أرجوانية شاحبة. أربعة عشر أرجواني (باك 1 -) و 14 شاحبًا (pac1-2) نبتت البذور المرقطة في مناشف ورقية مبللة بماء الصنبور ونمت في الظلام حتى بلغ طول الجذور 15 سم في المتوسط ​​، وعند هذه النقطة تم تسجيلها للصبغة وحصادها للحصول على الحمض النووي. بسبب ال ص كان الأليل المسؤول عن تصبغ الجذر متغاير الزيجوت مع أليل غير قادر على الوظيفة في الجذر ، تم فحص النسل باستخدام تحليل لطخة هلام الحمض النووي لوجود تعدد الأشكال في طول القيد مما يدل على عمل الجذر ص أليل. استبعدنا جميع الشتلات التي لا تحمل الوظيفة ص أليل ، وترك 11 pac1-2 متحولة و 9 من النوع البري باك 1 أو PAC1 / pac1-2 النباتات. حصلت جميع الشتلات المستبعدة على درجة لون جذر تبلغ 1. باك 1 تم تأكيد الأنماط الجينية عن طريق تحليل لطخة هلام الحمض النووي.

جيل من في 1 PR1 R-r فصل المخزون pac1- المرجع و باك 1

ان في 1 PR1 R-scm (عائد من R-mb أليل يعطي لون البذور الكامل لقاعدة بيانات علم الوراثة وعلم الجينوم ، http://www.maizegdb.org) تم عبور النبات مع pac1- المرجع في 1(بالوزن) R-r مصنع. كانت جميع البذور الناتجة مظلمة. كانت النباتات المشتقة من هذه البذرة ذاتية التلقيح ، مما أدى إلى إنتاج بذور حمراء شاحبة ومظلمة. زرعت بذور حمراء (PR1 PAC1 / PR1 [باك 1 أو pac1- المرجع] في 1/[في 1 أو في 1]) والنباتات الناتجة ذاتية التلقيح. زرعت بذور ذرية داكنة (PR1[باك 1 أو pac1- المرجع]/PR1[باك 1 أو pac1- المرجع] في 1) والتلقيح الذاتي. ولّد اثنان من هذه النباتات ذاتية التلقيح (ds1432-4 و ds1474-1) آذانًا تفصل بين الربع الشاحب وثلاثة أرباع الظلام. تم استخدام تعدد أشكال علامة phi087 SSR وتحليل لطخة هلام DNA لتحديد باك 1 الأنماط الجينية البرية والطفرة. كانت جميع البذور الشاحبة المقايسة من أذن واحدة (ds1432-4) pac1- المرجع في حين أن جميع البذور الداكنة التي تم فحصها من نفس الأذن كانت متغايرة الزيجوت أو من النوع البري باك 1. تم الحصول على نتائج مماثلة مع الأذن الأخرى (ds1474-1).

المعلوماتية الحيوية وبناء المحاذاة / الأنساب

تم جمع التسلسلات المتاحة للجمهور من GenBank من خلال NCBI (//www.ncbi.nlm.nih.gov/) ، من قاعدة بيانات الجينوم النباتي (http://www.plantgdb.org/) ، ومن مؤشرات الجينات ( Quackenbush وآخرون ، 2001) في قواعد بيانات مؤشر الجينات TIGR ، معهد الأبحاث الجينية ، روكفيل ، ماريلاند (http://www.tigr.org/tdb/tgi) من مايو إلى يوليو 2003. قمنا بمحاذاة مجموعة أولية من 33 متماثلًا يستخدمون CLUSTAL W في كلية بايلور للطب (http://searchlauncher.bcm.tmc.edu/) مع مصفوفة وزن الطفرة المقبولة في نسبة Dayhoff الافتراضية. تم ضبط المحاذاة يدويًا باستخدام GeneDoc (//www.psc.edu/biomed/genedoc/). تمت إضافة التسلسلات المتبقية ، ومحاذاة يدويًا ، وإتاحتها بتنسيق Fasta (انظر البيانات التكميلية عبر الإنترنت). تم اختيار المنطقة التي تضمنت أول 131 حمضًا أمينيًا من PAC1 لبناء المحاذاة المستخدمة في نسالة ، مما أدى إلى استخدام 46 منطقة تشفير فريدة من 31 نوعًا ، والتي تمت إزالة جميع مناطق عمليات الإدراج والحذف وترك كل تسلسل مع 97 الأحماض الأمينية (يشار إليها عن طريق التظليل أو استخدام الأحرف الصغيرة في تسلسل PAC1 في البيانات التكميلية عبر الإنترنت). تم إنشاء السلالات باستخدام حزمة PHYLIP من البرامج (http://evolution.genetics.washington.edu/phylip.html) (Felsenstein ، 1989) و Protml (Adachi and Hasegawa ، 1996). تم استخدام برامج الانضمام إلى Fitch و Kitsch والجيران كما هو موثق في حزمة PHYLIP من البرامج ، مع إعطاء كل منها نفس هيكل الشجرة تقريبًا. بالنسبة للنتائج المعروضة في الشكل 6 ، تم إجراء 500 عملية تمهيد مع انضمام الجار لاشتقاق شجرة إجماع تم استخدامها كمدخل لبرنامج Protml مع الخيارات الافتراضية لاشتقاق قياسات المسافة. يشار إلى قيم التمهيد لشجرة الإجماع من الانضمام المجاور على طول الفروع للقيم & gt250. ال أرز أسيوي (أرز و Z. ميس باك 1 المواقع متزامنة ، كما هو محدد باستخدام موقع ويب Gramene (http://www.gramene.org/).

أرقام تعريف الانضمام والتسلسل

مؤشرات الجينات TIGR ، وبنك الجينات ، وتقرير قاعدة بيانات الجينوم النباتي ، والانضمام ، وأرقام المعرفات ، والأسماء العلمية هي على النحو التالي للتسلسلات المستخدمة في نسالة.يتم التعليق على كل منها في البيانات التكميلية عبر الإنترنت. تقارير مؤشرات الجينات TIGR: TC73929 (الشعير 1 Hordeum vulgare) ، TC66955 (البطاطس 1 Solanum tuberosum) ، TC126206 (طماطم 1 Lycopersicon esculentum) ، TC146713 (فول الصويا 1 جلايسين ماكس) ، TC146716 (فول الصويا 2 ماكس) ، TC93713 (البرسيم 1 ميديكاغو truncatula) ، TC17885 (قطن 1 جوسيبيوم هيرسوتوم) ، TC15388 (قطن 2 G. هيرسوتوم) ، TC185139 (TTG1_Arabidopsis1 A. thaliana) ، TC5440 (Iceplant1 البلورية Mesembryanthemum) ، TC16648 (قطن 3 G. هيرسوتوم) ، TC21234 (Chlamydomonas_reinhardtii1 C.reinhardtii) ، TC10687 (العنب 1 كرمة العنب الاوروبي) ، TC89552 (البرسيم 2 م. truncatula) ، TC17903 (قطن 4 G. هيرسوتوم) و TC52375 و TC51908 و GenBank BE592997 (Sorghum2 الذرة الرفيعة ثنائية اللون) ، TC78949 (الشعير 2 فولغار) ، TC142332 (Frog1 Xenopus Laevis) ، TC804879 (Mouse1 موس العضلات) ، THC1438474 (الإنسان 1 H. العاقل) ، TC153935 (ذبابة الفاكهة 1 ذبابة الفاكهة سوداء البطن) ، TC36782 (البعوض 1 أنوفيليس غامبيا) ، TC75759 (نيماتودا 1 أنواع معينة انيقة) ، TC26097 (Ciona_intestinalis1 Ciona intestinalis) و TC11950 (Saccharomyces_cerevisiae1 S. cerevisiae).

أرقام انضمام GenBank و GenInfo: BG560471 GI13589469 (Sorghum1 S. propinquum) ، AY115485 (PAC1_Maize1 ز. ميس) ، AP004178 GI 15718435 (Rice1 يا ساتيفا النطاق 71305 إلى 72372) ، AB059642 GI 14270084 (Perilla1 P. frutescens) ، AF220203 GI 6752885 (Apple1 Malus x domestica) ، U94748 GI 2290531 (AN11_Petunia1 البطونية x الهجين)، BQ087012 GI 20046213 (Ceratopteris_richardii1 (فيرن) C. richardii)، U94746 GI 2290527 (ATAN11A_Arabidopsis2 A. thaliana)، X97488 GI 1495264 (ATAN11B_Arabdidopsis3 A. thaliana) ، BE033994 GI 8329003 (Iceplant2 M. crystallinum) ، AF530912 GI 22324808 (قطن 5 G. هيرسوتوم) ، AY339884 (MP1_Maize2 ز. ميس) ، AP004772 GI 18844992 (رايس 2 يا ساتيفا النطاق 96686 إلى 97918) ، CB611069 GI 29550682 (برتقالي 1 سينينسيس الحمضيات) ، BF098437 GI 10904147 (Tomato2 L. esculentum) ، BU825070 GI 23996202 (الحور 1 Populus tremula x P. tremuloides) ، CAB02116.2 GI 7160713 (نيماتودا 2 C. ايليجانس) ، T39719 GI 7490148 (Schizosaccharomyces_pombe1 شيزوساكارومايس بومب) و EAA38483 GI 29246903 (Giardia1 جيارديا لامبليا).

أرقام اتصال قاعدة تاريخ الجينوم النباتي EST: BVSVtuc03-04-08.2097 (Beet1 بيتا فولغاريس) و TAtuc02-12-22.2204 (قمح 1 Triticum aestivum).

تم إيداع بيانات التسلسل من هذه المقالة في مكتبات بيانات EMBL / GenBank تحت أرقام الانضمام AY115485 و AY339884 و AY442261 و AY442262 و AY442344 و AY442345.


محتويات

وصف عالم النبات الاسكتلندي ديفيد دون الخشب الأحمر بأنه تاكسوديوم دائم الخضرة (تاكسوديوم سيمبيرفيرين) في أعمال زميله أيلمر بورك لامبرت عام 1824 وصف جنس الصنوبر. [9] أقام عالم النبات النمساوي ستيفان إندليشر الجنس سيكويا في عمله 1847 ملخص الصنوبريات، مع إعطاء الخشب الأحمر اسمه الحالي ذي الحدين سيكويا سيمبيرفيرينز. [10] من المحتمل أن إندليشر اشتق اسم سيكويا من اسم الشيروكي لجورج جيست ، وعادة ما يتم تهجئة سيكوياه ، الذي طور مقطعي شيروكي الذي لا يزال مستخدمًا. [11] الخشب الأحمر هو واحد من ثلاثة أنواع حية ، كل في جنسه الخاص ، في الفصيلة الفرعية Sequoioideae. أظهرت الدراسات الجزيئية أن الثلاثة هم أقرب الأقارب لبعضهم البعض ، بشكل عام مع الخشب الأحمر والسيكويا العملاقة (Sequoiadendron giganteum) كأقرب أقرباء بعضهم البعض. ومع ذلك ، تساءل يانغ وزملاؤه في عام 2010 عن حالة تعدد الصيغ الصبغية للخشب الأحمر وتكهنوا بأنه ربما نشأ كهجين قديم بين أسلاف السكويا العملاقة والخشب الأحمر الفجر (ميتاسيكويا). باستخدام نسختين مختلفتين من الجينات النووية ، LFY و NLY ، لتوليد أشجار النشوء والتطور ، وجدوا ذلك سيكويا تم تجميعها مع ميتاسيكويا في الشجرة التي تم إنشاؤها باستخدام جين LFY ، ولكن باستخدام سيكوياديندرون في الشجرة التي تم إنشاؤها باستخدام جين NLY. مزيد من التحليل دعم بقوة الفرضية التي سيكويا كان نتيجة حدث تهجين يشمل ميتاسيكويا و سيكوياديندرون. وهكذا ، يفترض يانغ وزملاؤه أن العلاقات غير متسقة بين ميتاسيكويا, سيكويا و سيكوياديندرون يمكن أن تكون علامة على التطور الشبكي (حيث يتم تهجين نوعين مما يؤدي إلى ظهور نوع ثالث) بين الأجناس الثلاثة. ومع ذلك ، فإن التاريخ التطوري الطويل للأجناس الثلاثة (أقدم حفرية بقايا من العصر الجوراسي) يجعل تحديد تفاصيل متى وكيف سيكويا نشأت مرة واحدة وإلى الأبد مسألة صعبة - خاصة أنها تعتمد جزئيًا على سجل أحفوري غير مكتمل. [12]

من المعروف أن الخشب الأحمر الساحلي وصل ارتفاعه إلى 115 مترًا (377 قدمًا) وقطر جذع يبلغ 9 أمتار (30 قدمًا). [13] لها تاج مخروطي ، مع فروع أفقية متدلية قليلاً. يمكن أن يكون اللحاء سميكًا جدًا ، حتى 30 سم (1 قدم) ، وناعمًا إلى حد ما ولليفي ، ولونه أحمر-بني فاتح عند تعرضه حديثًا (ومن هنا اسم الخشب الأحمر) ، يصبح أكثر قتامة. يتكون نظام الجذر من جذور جانبية ضحلة واسعة الانتشار.

تركيبته الجينية غير معتادة بين الصنوبريات ، كونه سداسي الصيغة الصبغية (6n) وربما متعدد الصيغ الصبغية (AAAABB). [14] كل من جينومات الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء للخشب الأحمر موروثة من الأب. [15]

تحتل الأخشاب الحمراء الساحلية شريطًا ضيقًا من الأرض يبلغ طوله حوالي 750 كم (470 ميل) وعرضه من 8 إلى 75 كم (5–47 ميل) على طول ساحل المحيط الهادئ بأمريكا الشمالية ، ويقع أقصى بستان في الجنوب في مقاطعة مونتيري بكاليفورنيا. تقع معظم بساتين الشمال في أقصى جنوب غرب ولاية أوريغون. نطاق الارتفاع السائد هو 30-750 مترًا (100-2،460 قدمًا) فوق مستوى سطح البحر ، وأحيانًا يصل إلى 0 ويصل إلى حوالي 900 متر (3000 قدم). [16] وعادة ما تنمو في الجبال حيث يكون هطول الأمطار من الرطوبة القادمة من المحيط أكبر. توجد الأشجار الأطول والأقدم في الوديان العميقة والأخاديد ، حيث يمكن أن تتدفق الجداول على مدار العام ، ويكون تقطير الضباب منتظمًا. كما جعلت التضاريس من الصعب على قاطعي الأشجار الوصول إلى الأشجار وإخراجها بعد قطعها. الأشجار فوق طبقة الضباب ، التي يزيد ارتفاعها عن 700 متر (2300 قدم) ، تكون أقصر وأصغر بسبب الظروف الجوية الأكثر جفافاً والرياح والبرودة. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يزاحم التنوب والصنوبر والتانواك دوغلاس الخشب الأحمر في هذه المرتفعات. ينمو القليل من الأخشاب الحمراء بالقرب من المحيط ، بسبب رذاذ الملح الشديد والرمل والرياح. يمثل اندماج الضباب الساحلي جزءًا كبيرًا من احتياجات الأشجار المائية. [17]

تتميز الحدود الشمالية لنطاقها ببساتين على نهر شيتكو على الحافة الغربية لجبال كلاماث ، بالقرب من حدود كاليفورنيا وأوريجون. [18] يقع أقصى الشمال داخل منتزه Alfred A. Loeb State Park وغابة Siskiyou الوطنية عند الإحداثيات التقريبية 42 ° 07'36 "N 124 ° 12'17" W. الحد الجنوبي لنطاقها هو Silver Peak Wilderness في غابة لوس بادريس الوطنية في جبال سانتا لوسيا في منطقة بيج سور في مقاطعة مونتيري ، كاليفورنيا. يقع أقصى جنوب البستان في منطقة Southern Redwood Botanical Area ، إلى الشمال مباشرة من مسار Salmon Creek للغابات الوطنية وبالقرب من خط مقاطعة San Luis Obispo. [19] [20]

توجد أكبر (وأطول) عددًا من السكان في متنزهات ريدوود الوطنية والمتنزهات الحكومية (مقاطعتي ديل نورتي وهومبولدت) ومتنزه هومبولت ريدوودز الحكومي (مقاطعة هومبولت ، كاليفورنيا) ، مع وجود الغالبية في مقاطعة هومبولت الأكبر بكثير.

كان نطاق الأحافير الموجودة في عصور ما قبل التاريخ أكبر بكثير ، مع توزيع شبه عالمي يشمل أوروبا وآسيا حتى حوالي 5 ملايين سنة مضت. خلال العصر الجليدي الأخير ، ربما قبل 10000 عام ، نمت أشجار الخشب الأحمر جنوباً حتى منطقة لوس أنجلوس (تم العثور على لحاء الخشب الأحمر الساحلي في حفريات مترو الأنفاق وفي حفر La Brea Tar).

توفر هذه المنطقة الأصلية بيئة فريدة من نوعها مع هطول أمطار موسمية غزيرة تصل إلى 2500 ملم (100 بوصة) سنويًا. الهواء الساحلي البارد وقطرات الضباب تحافظ على هذه الغابة رطبة باستمرار على مدار السنة. تخلق عدة عوامل ، بما في ذلك هطول الأمطار الغزيرة ، تربة تحتوي على عناصر غذائية أقل مما تحتاجه الأشجار ، مما يجعلها تعتمد بشكل كبير على المجتمع الحيوي بأكمله في الغابة ، مما يجعل إعادة التدوير الفعال للأشجار الميتة أمرًا مهمًا بشكل خاص. يشمل مجتمع الغابات هذا ساحل دوغلاس التنوب ، والباسيفيك مادرون ، والتانواك ، والشوكران الغربي ، وأشجار أخرى ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة متنوعة من السرخس والطحالب والفطر وحميض الخشب الأحمر. توفر غابات الخشب الأحمر موطنًا لمجموعة متنوعة من البرمائيات والطيور والثدييات والزواحف. توفر أكشاك الخشب الأحمر القديمة موطنًا للبومة المرقطة المهددة فيدراليًا و murrelet الرخامية المهددة بالانقراض في كاليفورنيا.

خشب الساحل الأحمر مقاوم لهجوم الحشرات والعدوى الفطرية والعفن. تُمنح هذه الخصائص من خلال تركيزات التربينويدات وحمض التانيك في أوراق الخشب الأحمر والجذور واللحاء والخشب. [21] على الرغم من هذه الدفاعات الكيميائية ، لا تزال الأخشاب الحمراء عرضة للإصابة بالحشرات ، ومع ذلك ، لا أحد قادر على قتل شجرة سليمة. [21] كما يواجه الخشب الأحمر أيضًا الحيوانات العاشبة من الثدييات: تفيد التقارير أن الدببة السوداء تستهلك اللحاء الداخلي للأخشاب الحمراء الصغيرة ، والغزلان ذو الذيل الأسود معروف بأكل براعم الخشب الأحمر. [21]

يبلغ عمر أقدم خشب الساحل الأحمر المعروف حوالي 2200 عام [22] ويتجاوز العديد من الأخشاب الأخرى في البرية 600 عام. الادعاءات العديدة للأخشاب الحمراء القديمة غير صحيحة. [22] نظرًا لأعمارها التي تبدو صالحة لكل زمان ، فقد اعتبرت أخشاب السواحل الحمراء "الخشب الأحمر الأبدي" في مطلع القرن باللاتينية ، سيمبيرفيرين تعني "دائمة الخضرة" أو "أبدية". يجب أن يتحمل الخشب الأحمر العديد من الاضطرابات البيئية لبلوغ مثل هذه العصور العظيمة. استجابة لحرائق الغابات ، طورت الأشجار تكيفات مختلفة. اللحاء السميك الليفي لأخشاب السواحل الحمراء مقاوم للغاية للحريق ، حيث يصل سمكه إلى قدم واحد على الأقل ويحمي الأشجار الناضجة من أضرار الحرائق. [23] [24] بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي الأخشاب الحمراء على القليل من القار أو الراتنج القابل للاشتعال. [24] في حالة تلفها بالنار ، ينبت الخشب الأحمر بسهولة أغصانًا جديدة أو حتى تاجًا جديدًا تمامًا ، [23] [21] وإذا قُتلت الشجرة الأم ، تنبت براعم جديدة من قاعدتها. [21] علاوة على ذلك ، يبدو أن الحرائق تفيد بالفعل الأخشاب الحمراء من خلال التسبب في وفيات كبيرة في الأنواع المنافسة بينما يكون لها تأثيرات طفيفة فقط على الخشب الأحمر. المناطق المحروقة مواتية لإنبات بذور الخشب الأحمر بنجاح. [23] في دراسة نُشرت في عام 2010 ، وهي أول دراسة لمقارنة البقاء على قيد الحياة بعد حرائق الغابات وتجديد الخشب الأحمر والأنواع المرتبطة به ، خلصت إلى أن الحرائق بجميع شدتها تزيد من الوفرة النسبية للخشب الأحمر وتوفر الحرائق الأكثر خطورة أكبر فائدة. [25]

غالبًا ما تنمو الأخشاب الحمراء في المناطق المعرضة للفيضانات. يمكن أن تشكل رواسب الرواسب حواجز غير منفذة تخنق جذور الأشجار ، وغالبًا ما تؤدي التربة غير المستقرة في المناطق التي غمرتها الفيضانات إلى انحناء الأشجار إلى جانب واحد ، مما يزيد من خطر سقوط الرياح عليها. مباشرة بعد الفيضان ، تنمو الأخشاب الحمراء جذورها الموجودة إلى أعلى إلى طبقات الرواسب المترسبة مؤخرًا. [26] ثم يتطور نظام الجذر الثاني من براعم عرضية على الجذع المدفون حديثًا ويموت نظام الجذر القديم. [26] لمواجهة العجاف ، تزيد الأخشاب الحمراء من إنتاج الخشب على الجانب الضعيف ، مما يخلق دعامة داعمة. [26] خلقت هذه التعديلات غابات من أشجار الخشب الأحمر بشكل شبه حصري في المناطق المعرضة للفيضانات. [21] [26]

ارتفاع S. sempervirens يرتبط ارتباطًا وثيقًا بتوافر الضباب تصبح الأشجار الأطول أقل تواترًا حيث يصبح الضباب أقل تواترًا. [27] كما S. sempervirens ' يزيد الارتفاع ، ويصبح نقل المياه عبر الإمكانات المائية للأوراق صعبًا بشكل متزايد بسبب الجاذبية. [28] [29] [30] على الرغم من هطول الأمطار الغزيرة التي تتلقاها المنطقة (حتى 100 سم) ، فإن الأوراق الموجودة في المظلة العلوية تتعرض دائمًا للإجهاد من أجل الماء. [31] [32] يتفاقم هذا الإجهاد المائي بسبب فترات الجفاف الطويلة في الصيف. [33] يُعتقد أن الإجهاد المائي يسبب تغيرات شكلية في الأوراق ، مما يؤدي إلى تقليل طول الأوراق وزيادة نضارة الأوراق. [29] [34] لتكملة احتياجاتها من المياه ، تستخدم الأخشاب الحمراء أحداث الضباب الصيفية المتكررة. يتم امتصاص مياه الضباب من خلال مسارات متعددة. تأخذ الأوراق الضباب مباشرة من الهواء المحيط عبر أنسجة البشرة ، متجاوزة نسيج الخشب. [35] [36] تمتص أخشاب الساحل الأحمر الماء مباشرة من خلال لحاءها. [37] امتصاص الماء من خلال إصلاحات الأوراق واللحاء ويقلل من شدة انسداد نسيج الخشب ، [38] [37] والذي يحدث عندما تتشكل التجاويف في نسيج الخشب مما يمنع نقل الماء والمواد المغذية. [37] قد يتجمع الضباب أيضًا على أوراق الخشب الأحمر ، ويتساقط على أرض الغابة ، وتمتصه جذور الشجرة. قد يشكل هذا التنقيط الضبابي 30٪ من إجمالي المياه التي تستخدمها الشجرة في السنة. [33]

تحرير الاستنساخ

يتكاثر خشب الساحل الأحمر عن طريق الجنس عن طريق البذور وغير جنسيا عن طريق تنبت البراعم ، أو الطبقات ، أو lignotubers. يبدأ إنتاج البذور في سن 10-15 سنة. تتطور المخاريط في الشتاء وتنضج بحلول الخريف. في المراحل المبكرة ، تبدو الأقماع مثل الزهور ، ويطلق عليها عادة "الزهور" من قبل خبراء الغابات المحترفين ، على الرغم من أن هذا ليس صحيحًا تمامًا. تنتج غابات الساحل الأحمر العديد من المخاريط ، حيث تنتج الأخشاب الحمراء في الغابات الجديدة الآلاف سنويًا. [23] تحتوي المخاريط نفسها على 90-150 بذرة ، لكن صلاحية البذور منخفضة ، وعادة ما تكون أقل بكثير من 15٪ مع تقدير واحد لمتوسط ​​المعدلات من 3 إلى 10 في المائة. [39] [23] قد يؤدي ضعف الصلاحية إلى تثبيط مفترسات البذور التي لا تريد إضاعة الوقت في فرز القشر (البذور الفارغة) من البذور الصالحة للأكل. غالبًا ما يتطلب الإنبات الناجح نشوب حريق أو فيضان ، مما يقلل من المنافسة على الشتلات. البذور المجنحة صغيرة وخفيفة ، تزن 3.3-5.0 مجم (200-300 بذرة / جم 5600-8500 / أونصة). الأجنحة ليست فعالة للتشتت على نطاق واسع ، وتشتت البذور بواسطة الرياح بمعدل 60-120 مترًا (200-390 قدمًا) فقط من الشجرة الأم. الشتلات عرضة للعدوى الفطرية والافتراس بواسطة رخويات الموز والأرانب والديدان الخيطية. [21] معظم الشتلات لا تعيش سنواتها الثلاثة الأولى. [23] ومع ذلك ، فإن تلك التي ترسخت تنمو بسرعة ، ومن المعروف أن الأشجار الصغيرة يصل ارتفاعها إلى 20 مترًا (66 قدمًا) في غضون 20 عامًا.

يمكن أيضًا أن تتكاثر أخشاب الساحل الأحمر اللاجنسي عن طريق وضع طبقات أو تنبت من تاج الجذر أو الجذع أو حتى الفروع المتساقطة إذا سقطت شجرة ، فإنها تولد صفًا من الأشجار الجديدة على طول الجذع ، لذلك تنمو العديد من الأشجار بشكل طبيعي في خط مستقيم. تنشأ البراعم من براعم نائمة أو عرضية على سطح اللحاء أو تحته. يتم تحفيز البراعم الخاملة عندما يتلف الجذع الرئيسي البالغ أو يبدأ في الموت. تنفجر العديد من البراعم تلقائيًا وتتطور حول محيط جذع الشجرة. في غضون فترة قصيرة بعد الإنبات ، يطور كل برعم نظام الجذر الخاص به ، حيث تشكل البراعم المهيمنة حلقة من الأشجار حول تاج أو جذع الجذر الأصلي. هذه الحلقة من الأشجار تسمى "حلقة الجنية". يمكن أن تصل البراعم إلى ارتفاع 2.3 متر (7.5 قدم) في موسم نمو واحد.

قد تتكاثر الخشب الأحمر أيضًا باستخدام الخيوط. العقدة عبارة عن قشرة خشبية تظهر عادةً على شجرة خشب أحمر أسفل خط التربة ، على الرغم من أنها عادة ما تكون على عمق 3 أمتار (10 أقدام) من سطح التربة. تنمو أشجار الخشب الأحمر في الساحل على شكل شتلات من محاور نبتاتها ، وهي سمة نادرة للغاية في الصنوبريات. [23] عندما تسبب التلف ، تنبت براعم خامدة في الضفائر براعم وجذور جديدة. البرلس قادر أيضًا على النمو في أشجار جديدة عند فصله عن الشجرة الأم ، على الرغم من أن كيفية حدوث ذلك بالضبط لم تتم دراستها بعد. عادة ما تنبت الحيوانات المستنسخة من البرميل وغالبًا ما يتم تحويلها إلى تحوطات زخرفية عند العثور عليها في الضواحي.

يعد خشب الساحل الأحمر أحد أكثر أنواع الأخشاب قيمة في صناعة الأخشاب. في كاليفورنيا ، تم تسجيل 3640 كيلومترًا مربعًا (899000 فدان) من غابات الخشب الأحمر ، وكلها تقريبًا نمو ثانٍ. [40] على الرغم من وجود العديد من الكيانات في مجال قطع وإدارة الأخشاب الحمراء ، فربما لم يكن لأي منها دور أكبر من شركة باسيفيك لامبر كومباني (1863-2008) في مقاطعة هومبولت بولاية كاليفورنيا ، حيث امتلكت وأدار أكثر من 810 كيلومترات مربعة ( 200000 فدان) من الغابات ، وخاصة الخشب الأحمر. يتمتع خشب خشب الساحل الأحمر بتقدير كبير لجماله وخفة وزنه ومقاومته للتعفن. إن نقص الراتنج يجعلها تمتص الماء [41] وتقاوم النار.

P.H. كتب شونيسي ، كبير المهندسين في إدارة إطفاء سان فرانسيسكو:

في حريق سان فرانسيسكو الكبير الأخير ، الذي بدأ في 18 أبريل 1906 ، نجحنا أخيرًا في إيقافه في جميع الاتجاهات تقريبًا حيث كانت المباني غير المحترقة بالكامل تقريبًا من الهياكل الهيكلية ، وإذا لم يكن التشطيب الخارجي لهذه المباني من الخشب الأحمر خشب ، أنا مقتنع بأن منطقة الحي المحروق كانت ستمتد إلى حد كبير.

نظرًا لمقاومته الرائعة للتحلل ، فقد تم استخدام الخشب الأحمر على نطاق واسع في روابط السكك الحديدية والحوامل في جميع أنحاء كاليفورنيا. تم إعادة تدوير العديد من الروابط القديمة لاستخدامها في الحدائق مثل الحدود ، والخطوات ، وعوارض المنازل ، وما إلى ذلك. تُستخدم خيوط الخشب الأحمر في إنتاج أسطح الطاولات ، والقشرة ، والسلع المخروطة.

كان شعب اليوروك ، الذين احتلوا المنطقة قبل الاستيطان الأوروبي ، يحرقون بانتظام الغطاء الأرضي في غابات الخشب الأحمر لتعزيز مجموعات التانواك التي حصدوا منها البلوط ، والحفاظ على فتحات الغابات ، ولزيادة أعداد الأنواع النباتية المفيدة مثل تلك المستخدمة في الطب أو صناعة السلال . [21]

بدأ قطع الأشجار على نطاق واسع للأخشاب الحمراء في أوائل القرن التاسع عشر. قُطعت الأشجار بالفأس ونُشرت على أسرة من أطراف الأشجار والشجيرات لتخفيف سقوطها. [21] تم تجريد جذوع الأشجار من لحائها ، وتم نقلها إلى طواحين أو مجاري مائية بواسطة الثيران أو الخيول. [21] ثم يحرق الحطابون أطراف الأشجار والشجيرات واللحاء المتراكمة. فضلت الحرائق المتكررة الغابات الثانوية للأخشاب الحمراء في المقام الأول حيث تنبت شتلات الخشب الأحمر بسهولة في المناطق المحترقة. [21] [42] سمح إدخال المحركات البخارية لأطقم العمل بسحب جذوع الأشجار عبر مسارات طويلة للانزلاق إلى خطوط السكك الحديدية القريبة ، [21] مما يزيد من وصول الحطابين إلى ما وراء الأرض القريبة من الأنهار التي كانت تستخدم سابقًا لنقل الأشجار. [42] لكن طريقة الحصاد هذه أزعجت كميات كبيرة من التربة ، مما أدى إلى إنتاج غابات ثانوية النمو من أنواع أخرى غير الخشب الأحمر مثل دوغلاس التنوب ، التنوب الكبير ، والشوكران الغربي. [21] بعد الحرب العالمية الثانية ، حلت الشاحنات والجرارات تدريجياً محل المحركات البخارية ، مما أدى إلى ظهور طريقتين للحصاد: إزالة القطع والحصاد. يتضمن Clearcutting قطع جميع الأشجار في منطقة معينة. تم تشجيعه من خلال قوانين الضرائب التي أعفت جميع الأخشاب القائمة من الضرائب إذا تم قطع 70 ٪ من الأشجار في المنطقة. [21] على النقيض من ذلك ، دعا تسجيل الانتقاء إلى إزالة 25٪ إلى 50٪ من الأشجار الناضجة على أمل أن تسمح الأشجار المتبقية بالنمو وإعادة البذر في المستقبل.[42] ومع ذلك ، شجعت هذه الطريقة على نمو أنواع الأشجار الأخرى ، وتحويل غابات الخشب الأحمر إلى غابات مختلطة من الخشب الأحمر ، والتنوب الكبير ، وتنوب سيتكا ، والشوكران الغربي. [42] [21] علاوة على ذلك ، غالبًا ما كانت الأشجار التي تُركت واقفة تقطع بفعل الرياح ، والتي غالبًا ما كانت تهب عليها الرياح.

تم تجنس خشب الساحل الأحمر في نيوزيلندا ، ولا سيما في غابة Whakarewarewa ، روتوروا. [43] تمت زراعة الخشب الأحمر في مزارع نيوزيلندا لأكثر من 100 عام ، وتتمتع تلك المزروعة في نيوزيلندا بمعدلات نمو أعلى من تلك الموجودة في كاليفورنيا ، ويرجع ذلك أساسًا إلى توزيع الأمطار على مدار العام. [44] مناطق أخرى من الزراعة الناجحة خارج النطاق الأصلي تشمل بريطانيا العظمى وإيطاليا والبرتغال ، [٤٥] هايدا غواي ، المرتفعات الوسطى من هاواي ، هوجسبك في جنوب أفريقيا ، غابات كنيسنا أفرومونتان في كيب الغربية ، محمية غابات جروتفادرسبوش بالقرب من سويليندام ، جنوب أفريقيا ومشتل توكاي على منحدرات جبل تيبل فوق كيب تاون ، وهي منطقة صغيرة في وسط المكسيك (جيلوتيبيك) ، وجنوب شرق الولايات المتحدة من شرق تكساس إلى ماريلاند. كما أنه يعمل بشكل جيد في شمال غرب المحيط الهادئ (أوريغون وواشنطن وكولومبيا البريطانية) ، أقصى الشمال من نطاقه الأصلي في أقصى الشمال في جنوب غرب ولاية أوريغون. تم استخدام أشجار الخشب الأحمر في الساحل في عرض في مركز روكفلر ومن ثم تم إعطاؤها إلى Longhouse Reserve في إيست هامبتون ، لونغ آيلاند ، نيويورك ، وهذه الأشجار تعيش الآن هناك منذ أكثر من عشرين عامًا وقد نجت عند 2 درجة فهرنهايت (-17 درجة مئوية) ). [46]

يمكن زراعة هذه الشجرة سريعة النمو كعينة زينة في تلك المتنزهات والحدائق الكبيرة التي يمكن أن تستوعب حجمها الهائل. وقد حصلت على جائزة الاستحقاق في الحدائق من الجمعية الملكية البستانية. [47] [48]

تشير الأدلة القوية إلى حد ما إلى أن الأخشاب الحمراء الساحلية كانت أكبر الأشجار في العالم قبل قطع الأشجار ، مع وجود العديد من العينات التاريخية التي يزيد ارتفاعها عن 122 مترًا (400 قدمًا). [49]: 16،42 يُعتقد أن الحد الأقصى للارتفاع المحتمل النظري للأخشاب الحمراء الساحلية يقتصر على ما بين 121.9 و 129.5 مترًا (400 و 425 قدمًا) ، حيث أن التبخر النتح غير كافٍ لنقل المياه إلى الأوراق خارج هذا النطاق. [28] أشارت دراسات أخرى إلى أن الضباب يخفف من هذا الغطاء السائد في البيئة الطبيعية لهذه الأشجار. [50]

تم قطع شجرة يبلغ طولها 375 قدمًا (114.3 مترًا) في مقاطعة سونوما بواسطة مطحنة منشار مورفي براذرز في سبعينيات القرن التاسع عشر ، [51] وزعم أن هناك شجرة أخرى يبلغ قطرها 115.8 مترًا (380 قدمًا) وقطرها 7.9 مترًا (26 قدمًا). أسفل بالقرب من يوريكا في عام 1914 ، [52] [53] وتم توثيق ارتفاع شجرة ليندسي كريك على ارتفاع 120 مترًا (390 قدمًا) عندما اقتلعت من جذورها وسقطتها عاصفة في عام 1905. يقال إن الشجرة 129.2 مترًا (424 قدمًا) ) طويل القامة تم قطعه في نوفمبر 1886 من قبل شركة Elk River Mill and Lumber Co. في مقاطعة Humboldt ، مما أسفر عن 79،736 قدمًا قابلة للتسويق من 21 قطعة. [54] [55] [56] في عام 1893 ، قطع الخشب الأحمر في نهر إيل ، بالقرب من سكوتيا ، ويقال إن طوله يبلغ 130.1 مترًا (427 قدمًا) وطوله 23.5 مترًا (77 قدمًا). [57] [58] [59] ومع ذلك ، هناك أدلة محدودة تدعم هذه القياسات التاريخية.

اليوم ، الأشجار التي يزيد ارتفاعها عن 60 مترًا (200 قدم) شائعة ، والعديد منها يزيد طوله عن 90 مترًا (300 قدمًا). أطول شجرة حاليًا هي شجرة Hyperion ، بقياس 115.61 مترًا (379.3 قدمًا). [22] تم اكتشاف الشجرة في حديقة ريدوود الوطنية خلال صيف عام 2006 من قبل كريس أتكينز ومايكل تايلور ، ويُعتقد أنها أطول كائن حي في العالم. كان صاحب الرقم القياسي السابق هو Stratosphere Giant في Humboldt Redwoods State Park على 112.84 مترًا (370.2 قدمًا) (كما تم قياسه في عام 2004). حتى سقوطه في مارس 1991 ، كان "ديرفيل جيانت" هو صاحب الرقم القياسي. وقفت أيضًا في Humboldt Redwoods State Park وكان ارتفاعها 113.4 مترًا (372 قدمًا) ويقدر عمرها بـ 1600 عام. تم الحفاظ على هذا العملاق الساقط في الحديقة.

اعتبارًا من عام 2016 ، لا توجد عينة حية من أنواع الأشجار الأخرى تتجاوز 100 متر (328.1 قدمًا). أكبر خشب أحمر معروف للساحل هو Grogan's Fault ، الذي اكتشفه كريس أتكينز وماريو فادن في عام 2014 في حديقة ريدوود الوطنية ، [22] مع حجم جذع رئيسي لا يقل عن 1،084.5 متر مكعب (38299 قدمًا مكعبًا) [22] حجم كبير آخر تشمل الأخشاب الحمراء الساحلية إيلوفاتار ، بحجم جذع رئيسي يبلغ 1033 مترًا مكعبًا (36470 قدمًا مكعبًا) ، [49]: 160 والعاهل المفقود ، بحجم جذع رئيسي يبلغ 988.7 متر مكعب (34914 قدمًا مكعبًا). [60]

من المعروف وجود حوالي 230 خشبًا أحمر ألبينو (أفراد متحورون لا يستطيعون تصنيع الكلوروفيل) ، [61] تصل إلى ارتفاعات تصل إلى 20 مترًا (66 قدمًا). [62] تعيش هذه الأشجار كطفيليات ، وتحصل على الغذاء عن طريق تطعيم أنظمة جذورها مع تلك الموجودة في الأشجار العادية. بينما تحدث طفرات مماثلة بشكل متقطع في الصنوبريات الأخرى ، لا توجد حالات معروفة عن هؤلاء الأفراد على قيد الحياة حتى النضج في أي نوع آخر من الصنوبريات. [ بحاجة لمصدر ] تشير تقارير إخبارية بحثية حديثة إلى أن الأخشاب الحمراء البيضاء يمكن أن تخزن تركيزات أعلى من المعادن السامة ، حتى تصل إلى مقارنتها بالأعضاء أو "مقالب النفايات". [63] [64]

قائمة أطول الأشجار تحرير

يتم قياس مرتفعات الأخشاب الحمراء في الساحل الأطول سنويًا من قبل الخبراء. [22] حتى مع الاكتشافات الحديثة للأخشاب الحمراء ذات السواحل الطويلة التي يزيد ارتفاعها عن 100 متر (330 قدمًا) ، فمن المحتمل أنه لن يتم اكتشاف أي أشجار أطول. [22]

عشرة أطول سيكويا سيمبيرفيرينز [22]
مرتبة اسم ارتفاع قطر الدائرة موقع
متر أقدام متر أقدام
1 هايبريون 115.85 380.1 4.84 15.9 حديقة ريدوود الوطنية
2 هيليوس 114.58 375.9 4.96 16.3 حديقة ريدوود الوطنية
3 إيكاروس 113.14 371.2 3.78 12.4 حديقة ريدوود الوطنية
4 عملاق الستراتوسفير 113.05 370.9 5.18 17.0 حديقة هومبولت ريدوودز الحكومية
5 ناشيونال جيوغرافيك 112.71 369.8 4.39 14.4 حديقة ريدوود الوطنية
6 اوريون 112.63 369.5 4.33 14.2 حديقة ريدوود الوطنية
7 الاتحاد العملاق 112.62 369.5 4.54 14.9 حديقة هومبولت ريدوودز الحكومية
8 المفارقة 112.51 369.1 3.90 12.8 حديقة هومبولت ريدوودز الحكومية
9 ميندوسينو 112.32 368.5 4.19 13.7 محمية مونتغمري وودز الطبيعية
10 الألفية 111.92 367.2 2.71 8.9 حديقة هومبولت ريدوودز الحكومية

يقاس القطر على ارتفاع 1.4 متر (4.6 قدم) فوق متوسط ​​مستوى الأرض (عند ارتفاع الصدر). لم يتم الإعلان عن تفاصيل المواقع الدقيقة لمعظم الأشجار الأطول لعامة الناس خوفًا من إلحاق الضرر بالأشجار والموئل المحيط بها. [22] أطول ساحل أحمر يمكن للجمهور الوصول إليه بسهولة هو ناشيونال جيوغرافيك تري ، مباشرة بجانب الممر في تال تريز جروف في متنزه ريدوود الوطني. [65]

قائمة أكبر الأشجار تحرير

القائمة التالية تظهر الأكبر S. sempervirens حسب الحجم المعروف اعتبارًا من عام 2001. [49]: 186-7

خمسة أكبر سيكويا سيمبيرفيرينز [49] : 186–7
مرتبة اسم ارتفاع قطر الدائرة حجم صندوق السيارة موقع
أمتار أقدام أمتار أقدام متر مكعب قدم مكعب
1 ديل نورتي تيتان 93.6 307 7.23 23.7 1,045 36,900 حديقة Jedediah Smith Redwoods الحكومية
2 إيلوفاتار 91.4 300 6.14 20.1 1,033 36,500 حديقة برايري كريك ريدوودز الحكومية
3 الملك المفقود 97.8 321 7.68 25.2 989 34,900 حديقة Jedediah Smith Redwoods الحكومية
4 هاولاند هيل العملاق 100.3 329 6.02 19.8 951 33,600 حديقة Jedediah Smith Redwoods الحكومية
5 السير اسحق نيوتن 94.8 311 7.01 23.0 940 33,000 حديقة برايري كريك ريدوودز الحكومية

حساب حجم الشجرة الدائمة هو المعادل العملي لحساب حجم المخروط غير المنتظم ، [66] وهو عرضة للخطأ لأسباب مختلفة. ويرجع ذلك جزئيًا إلى الصعوبات الفنية في القياس والاختلافات في شكل الأشجار وجذوعها. يتم أخذ قياسات محيط الجذع على ارتفاعات قليلة محددة مسبقًا أعلى الجذع ، وتفترض أن الجذع دائري في المقطع العرضي ، وأن التناقض بين نقاط القياس متساوٍ. أيضًا ، يتم أخذ حجم الجذع فقط (بما في ذلك الحجم المستعاد لندبات النار القاعدية) في الاعتبار ، وليس حجم الخشب في الفروع أو الجذور. [66] قياسات الحجم أيضًا لا تأخذ في الاعتبار التجاويف. تمثل معظم الأخشاب الحمراء الساحلية ذات الأحجام الأكبر من 850 مترًا مكعبًا (30000 قدم مكعب) اندماجًا قديمًا لشجرتين منفصلتين أو أكثر ، مما يجعل تحديد ما إذا كان الخشب الأحمر الساحلي له ساق واحد أم سيقان متعددة أمرًا صعبًا. [67]

لم يتم الإعلان عن تفاصيل المواقع الدقيقة لمعظم الأشجار الأطول لعامة الناس خوفًا من إلحاق الضرر بالأشجار والموئل المحيط بها. [22] أكبر ساحل أحمر يمكن الوصول إليه بسهولة للجمهور هو إيلوفاتار Iluvatar ، والذي يقف بشكل بارز على بعد حوالي 5 أمتار (16 قدمًا) إلى الجنوب الشرقي من Foothill Trail of Prairie Creek Redwoods State Park.


آثار الإشعاع المؤين قليل الكثافة على النباتات

أحد الأغراض الرئيسية التي تقود علماء النبات للتحقيق في تأثيرات الإشعاعات المؤينة هو فهم سلوك النبات في الفضاء ، حيث تلعب النظم النباتية دورًا مهمًا في التغذية والدعم النفسي وعمل أنظمة دعم الحياة. تم إجراء تجارب أرضية مع جزيئات ذات شحنة وطاقة مختلفة. غالبًا ما تُستخدم العينات المعرضة للأشعة السينية أو أشعة جاما كمرجع لاشتقاق الكفاءة البيولوجية لصفات الإشعاع المختلفة. كما أجريت دراسات حيث تتعرض العينات البيولوجية مباشرة لبيئة الإشعاع الفضائي. أوضحت المقارنة بين الدراسات المختلفة كيف أن التأثيرات التي لوحظت بعد التعرض تتأثر بعمق بعدة عوامل ، بعضها يتعلق بخصائص النبات (مثل الأنواع ، والصنف ، ومرحلة التطور ، وهندسة الأنسجة وتنظيم الجينوم) وبعضها يتعلق بسمات الإشعاع (مثل الجودة. والجرعة ومدة التعرض). في هذه المراجعة ، قمنا بالإبلاغ عن النتائج الرئيسية من الدراسات حول تأثير الإشعاعات المؤينة ، بما في ذلك الأشعة الكونية ، على النباتات ، مع التركيز على التعديلات الجينية ، وتعديلات النمو والتكاثر والتغيرات في المسارات الكيميائية الحيوية وخاصة سلوك التمثيل الضوئي. تؤكد معظم البيانات ما هو معروف من الدراسات التي أجريت على الحيوانات: الإشعاعات المؤينة بكثافة أكثر كفاءة في إحداث أضرار على عدة مستويات مختلفة ، مقارنة بالإشعاع المؤين قليلًا.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


شكر وتقدير

نعترف بالمناقشات المفيدة مع روبرت كروفورد وكريستيان كورنر ، ونشكر Pepi Hari على الإذن باستخدام مجموعة بيانات Värriö.

رسم بياني 1. متوسط ​​الاتجاهات النهارية لدرجات الحرارة في يونيو في أربعة مواقع بالقرب من خط الأشجار في جبال كيرنجورم في اسكتلندا. الخطوط الصلبة هي درجات حرارة الهواء ، والخطوط المكسورة هي درجات الحرارة المقاسة داخل طبقات الأرض الطرفية (ويلسون وآخرون., 1987).

رسم بياني 1. متوسط ​​الاتجاهات النهارية لدرجات الحرارة في يونيو في أربعة مواقع بالقرب من خط الأشجار في جبال كيرنجورم في اسكتلندا. الخطوط الصلبة هي درجات حرارة الهواء ، والخطوط المكسورة هي درجات الحرارة المقاسة داخل طبقات الأرض الطرفية (ويلسون وآخرون., 1987).

الصورة 2. تأثير درجة الحرارة على التمثيل الضوئي (المثلثات) والنمو (الدوائر) ، معبراً عنها بالنسبة للقيمة عند 20 درجة مئوية. بيانات التمثيل الضوئي هي متوسط ​​ثمانية درجات مئوية3 الأنواع المرسومة في Grace (1977) وبيانات النمو مأخوذة من صنوبرسيلفستريس (جونتيلا ونيلسن ، 1993).

الصورة 2. تأثير درجة الحرارة على التمثيل الضوئي (المثلثات) والنمو (الدوائر) ، معبراً عنها بالنسبة للقيمة عند 20 درجة مئوية. بيانات التمثيل الضوئي هي متوسط ​​ثمانية درجات مئوية3 الأنواع المرسومة في Grace (1977) وبيانات النمو مأخوذة من صنوبرسيلفستريس (جونتيلا ونيلسن ، 1993).

تين. 3. معدلات التمثيل الضوئي بالقرب من الحد الشمالي للأشجار في Värriö ، شمال فنلندا (67 ° 46′N ، 29 ° 35′E ، 390 m a.s.l.) في السنوات المتناقضة: 1999 (دوائر مغلقة) و 2001 (دوائر مفتوحة). تظهر الرسوم البيانية المجاميع اليومية لعملية التمثيل الضوئي ، مقاسة بـ فى الموقع الغرف الفرعية (أ) والأنماط السنوية لدرجة الحرارة (ب) والتمثيل الضوئي التراكمي خلال النصف الأول من موسم النمو (ج). البيانات قدمها البروفيسور ب. هاري.

تين. 3. معدلات التمثيل الضوئي بالقرب من الحد الشمالي للأشجار في Värriö ، شمال فنلندا (67 ° 46′N ، 29 ° 35′E ، 390 m a.s.l.) في السنوات المتناقضة: 1999 (دوائر مغلقة) و 2001 (دوائر مفتوحة). تظهر الرسوم البيانية المجاميع اليومية لعملية التمثيل الضوئي ، مقاسة بـ فى الموقع الغرف الفرعية (أ) والأنماط السنوية لدرجة الحرارة (ب) والتمثيل الضوئي التراكمي خلال النصف الأول من موسم النمو (ج). البيانات قدمها البروفيسور ب. هاري.

الشكل 4. التغييرات في عرض الحلقة عند الاقتراب من خط الشجرة في جبال الألب السويسرية والنمساوية (Paulsen وآخرون., 2000).

الشكل 4. التغييرات في عرض الحلقة عند الاقتراب من خط الشجرة في جبال الألب السويسرية والنمساوية (Paulsen وآخرون., 2000).

الشكل 5. صور صنوبر سيلفستريس عند خط الشجرة في Cairngorms Scotland ، مأخوذة من نفس النقطة في عامي 1980 و 2000. لاحظ ارتفاع التاج بالنسبة إلى الجذع الرئيسي الميت.

الشكل 5. صور صنوبر سيلفستريس عند خط الشجرة في Cairngorms Scotland ، مأخوذة من نفس النقطة في عامي 1980 و 2000. لاحظ ارتفاع التاج بالنسبة إلى الجذع الرئيسي الميت.

الشكل 6. زيادة محتملة في ارتفاع خط الأشجار ، بافتراض ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 4-5 درجات مئوية على مدى 100 عام.

الشكل 6. زيادة محتملة في ارتفاع خط الأشجار ، بافتراض ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 4-5 درجات مئوية على مدى 100 عام.


شاهد الفيديو: اكتشاف الاشعة السينية. #وصلكيف (شهر نوفمبر 2022).