แทนที่จะปล่อยให้สารประกอบกลิ่นลอยขึ้นไปในอากาศ พืชใช้โมเลกุลเฉพาะที่เรียกว่าโปรตีนขนส่งเพื่อช่วยเคลื่อนย้ายสารประกอบไปตามผลการศึกษาใหม่พบว่า ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 30 มิถุนายนในScienceสามารถช่วยนักวิจัยด้านวิศวกรรมพันธุกรรมพืชหลายชนิด ทั้งเพื่อดึงดูดแมลงผสมเกสรและเพื่อขับไล่ศัตรูพืชและสัตว์กินพืชDavid Clark ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีชีวภาพด้านพืชสวนและพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฟลอริดาในเกนส์วิลล์กล่าวว่า “นักวิจัยเหล่านี้ได้ไล่ตามโปรตีนขนส่งนี้มาระยะหนึ่งแล้ว “ตอนนี้พวกเขาได้รับมันแล้ว และความหมายอาจใหญ่โต”
พืชใช้กลิ่นในการสื่อสาร ( SN: 7/27/02 , p. 56 )
สารประกอบที่มีกลิ่นสามารถดึงดูดแมลงและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่กระจายละอองเรณูและช่วยให้พืชขยายพันธุ์ หรือสามารถขับไล่ศัตรูพืชและสัตว์กินพืช โปรตีนที่พบในการศึกษาใหม่นี้สามารถนำมาใช้เพื่อควบคุมปริมาณกลิ่นขึ้นหรือลง เพื่อให้พืชสามารถดึงดูดแมลงผสมเกสรมากขึ้นหรือป้องกันตัวเองได้ดีขึ้น คลาร์กกล่าวว่าพืชที่ไม่มีกลิ่นในปัจจุบันสามารถออกแบบให้มีกลิ่นได้เช่นกัน ทำให้พวกมันมีการขยายพันธุ์และการอยู่รอดได้ดีขึ้น
ขจัดริ้วรอย
ดอกไม้ของพิทูเนียที่สร้างโปรตีนขนส่ง PhABCG1 ในปริมาณปกติ (แถวบนสุด) มีขนาดใหญ่กว่าและแข็งแรงกว่าดอกไม้ของพิทูเนียที่ออกแบบให้ผลิตโปรตีนน้อยลง ดอกไม้ในแถวล่างสร้าง PhABCG1 ในระดับต่ำสุดและแสดงความเสียหายมากที่สุด
พิทูเนีย
F. ADEBESIN ET AL/ SCIENCE 2017
พืชได้กลิ่นจากสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย ซึ่งเปลี่ยนเป็นก๊าซได้ง่ายที่อุณหภูมิแวดล้อม พิทูเนียได้กลิ่นหอมหวานจากส่วนผสมของเบนซาลดีไฮด์ ซึ่งเป็นสารประกอบเดียวกับที่ทำให้เชอร์รี่และอัลมอนด์มีกลิ่นผลไม้ กลิ่นบ๊อง และฟีนิลโพรพานอยด์ ซึ่งมักใช้ในน้ำหอม
แต่กลิ่นที่หอมหวานนั้นมีข้อแลกเปลี่ยน หากสารระเหยเหล่านี้สะสมอยู่ภายในพืช ก็สามารถทำลายเซลล์ของพืชได้
ประมาณสองปีที่แล้ว Joshua Widhalm ผู้ร่วมวิจัยด้านพืชสวนที่ Purdue University ใน West Lafayette, Ind. และเพื่อนร่วมงานใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อดูว่าสารประกอบกลิ่นของพิทูเนียเคลื่อนที่อย่างไร ผลการวิจัยพบว่าสารประกอบไม่สามารถเคลื่อนออกจากเซลล์ได้เร็วพอโดยลำพังเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อพืช ดังนั้น นักวิจัยจึงตั้งสมมติฐานว่าต้องมีบางอย่างที่จะดึงสารประกอบออกมา
ในการศึกษาใหม่ที่นำโดยนักชีวเคมีของ Purdue Natalia Dudareva ทีมงานมองหาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในขณะที่พืชพัฒนาจากระยะออกดอกซึ่งมีสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายในระดับต่ำสุดจนถึงระยะเปิดดอกด้วยระดับสูงสุด เมื่อดอกไม้เปิดออกและระดับกลิ่นสูงสุด ยีนPhABCG1ก็เข้าสู่พิกัดเกินพิกัด นักวิจัยรายงานว่าระดับของโปรตีนที่ทำให้กระโดดได้สูงกว่าในระยะออกดอกถึง 100 เท่า
จากนั้นทีมงานได้ดัดแปลงพิทูเนียเพื่อผลิตโปรตีน PhABCG1 น้อยลง 70 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับพิทูเนียทั่วไป สารที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมจะปล่อยสารประกอบกลิ่นประมาณครึ่งหนึ่ง โดยระดับภายในเซลล์ของพืชจะสร้างเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าหรือมากกว่าของระดับปกติ รูปภาพของเซลล์แสดงให้เห็นว่าการสะสมทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเยื่อหุ้มเซลล์
มีการทำงานมากมายในการระบุยีนและโปรตีนที่สร้างสารประกอบกลิ่น คลาร์กกล่าว แต่นี่ดูเหมือนจะเป็นการศึกษาครั้งแรกที่ระบุโปรตีนขนส่งเพื่อส่งสารประกอบเหล่านั้นออกจากเซลล์ “นั่นเป็นเรื่องใหญ่” เขากล่าว
credit : jamchocolates.com jamesgavette.com jamesleggettmusicproduction.com jameson-h.com jammeeguesthouse.com
