Turning On the “Off Switch”Nonogaki

Turning On the “Off Switch”

Nonogaki explains that two key hormones are involved in a seed’s cycle of dormancy and germination — Abscisic acid (also called ABA) and gibberellin. Abscisic acid inhibits growth while gibberellin stimulates it. “In terms of germination, gibberellin is the good guy, and ABA is a bad guy, an inhibitor of germination,” he says.

But for the prevention of pre-harvest sprouting, the bad guy is the hero.

Nonogaki uses the plant’s own internal signaling system to enhance a positive feedback loop in the seed; producing ABA as the seed begins to mature amplifies the production of even more ABA. Higher levels of ABA induce dormancy naturally, he explains.

“We call it a spontaneous seed dormancy system,” Nonogaki shares. Downstream genes are activated by the presence of hormones, switching on or off as hormone levels change throughout the seed development process.

In the early stages of seed growth, the embryonic plant creates the roots of future plant organs, including roots and leaves. Dormancy usually sets in toward the end, before the seed begins to dry out.

Nonogaki’s team focuses on a seed-specific gene promoter region that gets turned on at this maturation stage. They introduce the promoter gene using agrobacterium, a species of bacteria that’s a common tool in biotechnology. The gene causes an ABA cascade, kicking in just as the plant is beginning to produce ABA on its own. It sounds paradoxical, but the ABA-producing gene is regulated by the production of ABA.

Nonogaki is also marking the seeds with green fluorescent proteins, which enables them to be sorted easily. The seeds are in a totally dormant state, so they won’t germinate even if there’s plenty of water and the seeds are at the right temperature. But by tweaking which gene-promoter region is targeted, Nonogaki is confident the same process could work the opposite way to promote germination.

“Our current plans are to create spontaneous dormancy in the field, which doesn’t require chemicals,” he says. Then when we need to recover germination, we can use a gene switch to trigger a positive change. We really think we need both approaches, a suppression and recover approach.”

Even as they make progress in understanding hormonal regulation of plant growth, biologists still have much to learn about how these processes change among generations.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เปิด "ปิดสวิตช์"Nonogaki อธิบายว่า ฮอร์โมนสองคีย์เกี่ยวข้องในวงจรของเมล็ดการงอกและ dormancy ซึ่งกรดแอบไซซิก (ยังเรียกว่า ABA) และ gibberellin นั้น กรดแอบไซซิกยับยั้งการเจริญเติบโตในขณะกระตุ้น gibberellin นั้น "ในการงอก gibberellin เป็นคนดี และ ABA เป็นผู้ชายไม่ดี เป็นผลของการงอก เขากล่าวว่าแต่สำหรับการป้องกันการเก็บเกี่ยวก่อนงอก คนไม่ดีเป็นพระเอกNonogaki ใช้ระบบ signaling ภายในของพืชเพื่อเพิ่มวนตอบในเมล็ด ผลิต ABA เมื่อเมล็ดเริ่มบ่มกำลังโคจรอยู่ซึ่งการผลิตของ ABA ที่ยิ่ง ระดับสูงของ ABA ก่อให้เกิด dormancy ธรรมชาติ เขาอธิบาย"เราเรียกว่าระบบ dormancy เมล็ดอยู่ Nonogaki หุ้น ยีนที่ปลายน้ำจะทำงาน โดยสถานะของฮอร์โมน เปลี่ยน หรือปิดเมื่อระดับฮอร์โมนเปลี่ยนแปลงตลอดกระบวนการพัฒนาของเมล็ดในขั้นเริ่มต้นของเมล็ดการเจริญเติบโต พืชตัวอ่อนสร้างรากของพืชในอนาคตอวัยวะ รวมทั้งราก และใบ Dormancy ปกติชุดไปทางส่วนท้าย ใบเมล็ดแห้งออกมาทีมงานของ Nonogaki เน้นบริเวณโปรโมเตอร์ยีนเฉพาะเมล็ดที่ได้รับการเปิดในระยะนี้พ่อแม่ พวกเขาแนะนำยีนโปรโมเตอร์ใช้อโกรแบคทีเรียม ชนิดของแบคทีเรียที่เป็นเครื่องมือทั่วไปในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ยีนทำให้ทั้งหมด ABA เตะในเหมือนโรงงานเริ่มผลิต ABA นั้นเอง เสียง paradoxical แต่ยีนผลิต ABA จะถูกกำหนด โดยการผลิตของ ABANonogaki เป็นยังทำเครื่องหมายเมล็ด มีโปรตีนเรืองแสงสีเขียว ซึ่งทำให้สามารถเรียงลำดับได้อย่างง่ายดาย เมล็ดพันธุ์มากมายในสถานะระงับทั้งหมด เพื่อพวกเขาจะไม่ germinate แม้มีน้ำ และเมล็ดพืชอุณหภูมิเหมาะสม แต่จะมั่นใจในกระบวนการเดียวกันสามารถทำงานแบบตรงกันข้ามเพื่อส่งเสริมการงอก โดย tweaking เป้าหมายภูมิภาคใดโปรโมเตอร์ยีน Nonogaki"แผนของเราปัจจุบันจะสร้าง dormancy อยู่ในฟิลด์ ซึ่งไม่ต้องใช้สารเคมี เขากล่าวว่า จากนั้น เมื่อเราต้องการกู้คืนการงอก เราสามารถใช้สวิตช์ยีนเพื่อทริกเกอร์การเปลี่ยนแปลง เราคิดว่า เราต้องการทั้งสองวิธี การปราบปราม และวิธีการกู้คืน"แม้ ตามความคืบหน้าในการทำความเข้าใจระเบียบฮอร์โมนเจริญเติบโตของพืช biologists ยังมีมากที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีเปลี่ยนกระบวนการเหล่านี้ในรุ่น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เปิดใน "ปิดสวิทช์" Nonogaki อธิบายว่าทั้งสองฮอร์โมนที่สำคัญที่มีส่วนเกี่ยวข้องในวงจรของเมล็ดพันธุ์ของการพักตัวและการงอก - กรดแอบไซซิก (ที่เรียกว่า ABA) และ gibberellin กรดแอบไซซิกยับยั้งการเจริญเติบโตในขณะที่มันช่วยกระตุ้น gibberellin "ในแง่ของการงอกของเมล็ด gibberellin เป็นคนดีและ ABA เป็นคนเลวยับยั้งการงอกของ" เขากล่าว. แต่เพื่อป้องกันการแตกหน่อก่อนการเก็บเกี่ยวเป็นคนเลวเป็นพระเอก. Nonogaki ใช้โรงงานของตัวเอง ระบบการส่งสัญญาณภายในเพื่อเพิ่มห่วงความคิดเห็นในเชิงบวกในเมล็ด; ผลิตสดเป็นเมล็ดเริ่มสุกขยายการผลิตมากยิ่งขึ้นสถาบันการเงิน ระดับสูงของสถาบันการเงินทำให้เกิดการพักตัวตามธรรมชาติเขาอธิบาย. "เราเรียกมันว่าระบบเมล็ดที่เกิดขึ้นเอง" หุ้น Nonogaki ยีนปลายน้ำจะเปิดใช้งานโดยการแสดงตนของฮอร์โมนเปลี่ยนหรือปิดเป็นระดับฮอร์โมนเปลี่ยนแปลงตลอดกระบวนการพัฒนาเมล็ดพันธุ์. ในช่วงแรกของการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชตัวอ่อนสร้างรากของอวัยวะพืชในอนาคตรวมทั้งรากและใบ การพักตัวมักจะกำหนดในช่วงท้ายก่อนที่เมล็ดจะเริ่มแห้งออก. ทีม Nonogaki มุ่งเน้นไปที่ภูมิภาคโปรโมเตอร์ของยีนเมล็ดพันธุ์เฉพาะที่ได้รับการเปิดในขั้นตอนการเจริญเติบโตนี้ พวกเขาแนะนำยีนโปรโมเตอร์ใช้ Agrobacterium สายพันธุ์ของเชื้อแบคทีเรียที่เป็นเครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปในด้านเทคโนโลยีชีวภาพ ยีนที่ทำให้เกิดน้ำตก ABA เตะในเช่นเดียวกับพืชที่เป็นจุดเริ่มต้นในการผลิต ABA ตัวของมันเอง มันฟังดูขัดแย้ง แต่ยีน ABA การผลิตที่มีการควบคุมโดยการผลิตของ ABA. Nonogaki นอกจากนี้ยังมีการทำเครื่องหมายเมล็ดกับโปรตีนเรืองแสงสีเขียวซึ่งช่วยให้พวกเขาเพื่อจะแยกได้อย่างง่ายดาย เมล็ดอยู่ในสถานะที่อยู่เฉย ๆ โดยสิ้นเชิงดังนั้นพวกเขาจะไม่งอกแม้ว่าจะมีความอุดมสมบูรณ์ของน้ำและเมล็ดอยู่ที่อุณหภูมิที่เหมาะสม แต่ด้วยการปรับพื้นที่ที่ยีนโปรโมเตอร์มีการกำหนดเป้าหมาย, Nonogaki มีความมั่นใจกระบวนการเดียวกันสามารถทำงานทางตรงข้ามในการส่งเสริมการงอก. "แผนปัจจุบันของเราคือการสร้างการพักตัวที่เกิดขึ้นเองในสนามที่ไม่ต้องใช้สารเคมี" เขากล่าว จากนั้นเมื่อเราต้องการที่จะกู้คืนการงอกของเราสามารถใช้สวิทช์ที่จะเรียกยีนเปลี่ยนแปลงในเชิงบวก จริงๆเราคิดว่าเราต้องทั้งสองวิธีการปราบปรามและการกู้คืนวิธี. "แม้ในขณะที่พวกเขาทำให้ความคืบหน้าในการทำความเข้าใจกฎระเบียบของฮอร์โมนการเจริญเติบโตของพืชชีววิทยายังคงมีมากที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการกระบวนการเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงในหมู่คนรุ่น

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เปิด " ปิด "

nonogaki อธิบายที่สำคัญสองฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับวงจรของการพักตัวของเมล็ดและการงอก - abscisic acid ( เรียกว่า ABA ) และจิบเบอเรลลิน . abscisic acid ยับยั้งการเจริญเติบโตในขณะที่จิบเบอเรลลินช่วยกระตุ้นมัน " ในแง่ของการงอกของเมล็ด จิบเบอเรลลินเป็นคนดีและ ABA เป็นคนไม่ดี เป็นสารยับยั้งการงอก

" เขากล่าวแต่เพื่อการป้องกันก่อนเก็บเกี่ยวแตกหน่อ , ผู้ร้ายเป็นพระเอก

nonogaki ใช้ปลูกเองภายในระบบส่งสัญญาณเพื่อให้เกิดการตอบรับในเชิงบวกที่ห่วงอยู่ในเมล็ดพันธุ์ , การผลิต ABA เป็นเม็ดเริ่มสุก ขยายการผลิตมากขึ้น 2 . ระดับที่สูงขึ้นของ aba กระตุ้นการพักตัวตามธรรมชาติ เขาอธิบาย

" เราเรียกมันว่าโดยธรรมชาติเมล็ดพันธุ์ระบบการ " nonogaki หุ้นยีนซึ่งจะเปิดใช้งานโดยการปรากฏตัวของฮอร์โมน , การเปิดหรือปิด เช่น ระดับฮอร์โมนเปลี่ยนแปลงตลอดกระบวนการพัฒนาเมล็ดพันธุ์

ในช่วงแรกของการเจริญเติบโตของเมล็ด พืชจะสร้างรากของอวัยวะพืชในอนาคต ได้แก่ ราก และใบ ชนิดมักจะตั้งค่าในต่อท้ายก่อนที่เมล็ดจะเริ่มแห้งออก

ทีม nonogaki เน้นเฉพาะภูมิภาคโปรโมเตอร์ของยีนเป็นเมล็ดพันธุ์ที่ได้รับการเปิดในเวทีนี้ พวกเขาแนะนำโปรโมเตอร์ยีนโดยใช้ Agrobacterium เป็นสายพันธุ์ของแบคทีเรียที่เป็นเครื่องมือทั่วไปในเทคโนโลยีชีวภาพ ยีนที่เป็นสาเหตุของ ABA น้ำตก ออกฤทธิ์เช่นเดียวกับโรงงานเริ่มผลิต ABA ในตัวของมันเอง ฟังดูขัดแย้ง ,แต่ ABA การผลิตยีนที่ถูกควบคุมโดยการผลิตของ ABA

nonogaki ยังติดเมล็ดด้วยโปรตีนเรืองแสงสีเขียว ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถจัดเรียงได้อย่างง่ายดาย เมล็ดในรัฐทั้งหมดเคลื่อน ดังนั้นพวกเขาจะไม่งอก ถ้ายังมีน้ำและเมล็ดที่อุณหภูมิที่เหมาะสม แต่โดย tweaking ที่โปรโมเตอร์ยีนพื้นที่เป็นเป้าหมายnonogaki มั่นใจกระบวนการเดียวกันสามารถทำงานทางฝั่งตรงข้ามเพื่อส่งเสริมการงอก

" แผนปัจจุบันของเราคือการสร้างจากการลงสนาม ซึ่งไม่ต้องใช้สารเคมี” เขากล่าว จากนั้น เมื่อเราต้องการที่จะกู้คืนการงอก เราสามารถใช้ยีนเปลี่ยนไปทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่เป็นค่าบวก เราคิดว่าเราต้องการ ทั้งแนวทางการปราบปรามและกู้คืน "

)แม้ในขณะที่พวกเขาทำให้ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจฮอร์โมนการเจริญเติบโตของพืช , นักชีววิทยายังคงมีมากที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการที่กระบวนการเหล่านี้เปลี่ยนแปลงระหว่างรุ่น