How we can make crops survive without water | Jill Farrant

220,566 views ・ 2016-02-09

TED


Norėdami paleisti vaizdo įrašą, dukart spustelėkite žemiau esančius angliškus subtitrus.

Translator: Martynas Malikėnas Reviewer: Sigita Šimkutė-Macanko
00:12
I believe that the secret to producing extremely drought-tolerant crops,
0
12840
4216
Aš tikiu, jog paslaptis, kaip užauginti ekstremaliai sausrai atsparius augalus,
00:17
which should go some way to providing food security in the world,
1
17080
3216
kurie užtikrintų maisto išteklius visame pasaulyje,
00:20
lies in resurrection plants,
2
20320
2696
slypi prisikeliančiuose augaluose,
00:23
pictured here, in an extremely droughted state.
3
23040
3136
pavaizduotuose čia, ekstremaliai sausringoje valstijoje.
00:26
You might think that these plants look dead,
4
26200
2856
Galite manyti, jog šie augalai yra negyvi,
00:29
but they're not.
5
29080
1296
bet taip nėra.
00:30
Give them water,
6
30400
1456
Duokite jiems vandens,
00:31
and they will resurrect, green up, start growing, in 12 to 48 hours.
7
31880
5440
ir jie prisikels, sužydės, pradės augti per 12-48 valandas.
00:38
Now, why would I suggest
8
38320
1296
Taigi, kodėl aš siūlyčiau
00:39
that producing drought-tolerant crops will go towards providing food security?
9
39640
4440
auginti sausrai atsparius augalus, kurie užtikrintų maisto aprūpinimą?
00:45
Well, the current world population is around 7 billion.
10
45040
3896
Na, dabartinė žemės populiacija yra apie 7 milijardai.
00:48
And it's estimated that by 2050,
11
48960
2496
Spėjama, jog atėjus 2050 m.,
00:51
we'll be between 9 and 10 billion people,
12
51480
2696
žemėje bus nuo 9 iki 10 milijardų žmonių,
00:54
with the bulk of this growth happening in Africa.
13
54200
2880
su didžiausia šio augimo dalimi vykstančia Afrikoje.
00:57
The food and agricultural organizations of the world
14
57880
2456
Pasaulio maisto ir žemdirbystės organizacijos
01:00
have suggested that we need a 70 percent increase
15
60360
3136
pasiūlė, jog mum reikia 70 procentų padidėjimo
01:03
in current agricultural practice
16
63520
2176
dabartinėje žemdirbystės praktikoje, jog būtų
01:05
to meet that demand.
17
65720
1240
išpildyta paklausa.
01:07
Given that plants are at the base of the food chain,
18
67720
2696
Dėl to, kad augalai yra pagrindas maisto grandinėje,
01:10
most of that's going to have to come from plants.
19
70440
2320
didžioji dalis to turės atkeliauti iš augalų.
01:13
That percentage of 70 percent
20
73360
2696
Dalis iš tų 70 procentų
01:16
does not take into consideration the potential effects of climate change.
21
76080
4216
nepaiso galimų poveikių, kuriuos gali sukelti klimato kaita.
01:20
This is taken from a study by Dai published in 2011,
22
80320
4240
Tai paimta iš Dai studijų, publikuotų 2011 m.,
01:25
where he took into consideration
23
85240
1936
kada jis atkreipė dėmesį
01:27
all the potential effects of climate change
24
87200
2376
į visus potencialius klimato kaitos poveikius
01:29
and expressed them -- amongst other things --
25
89600
2136
ir juos išreiškė – be kitų dalykų –
01:31
increased aridity due to lack of rain or infrequent rain.
26
91760
4616
padidėjęs sausumas dėl lietaus stokos ar nelietingumo.
01:36
The areas in red shown here,
27
96400
1776
Čia rodomose raudonose zonose
01:38
are areas that until recently
28
98200
2056
yra vietos, kurios neseniai
01:40
have been very successfully used for agriculture,
29
100280
3176
buvo labai sėkmingai naudojamos žemdirbystei,
01:43
but cannot anymore because of lack of rainfall.
30
103480
2400
tačiau jau yra nebenaudojamos dėl lietaus stokos.
01:46
This is the situation that's predicted to happen in 2050.
31
106640
2920
Tai yra situacija, kuri, spėjama, įvyks 2050 m.
01:50
Much of Africa, in fact, much of the world,
32
110840
2176
Dalis Afrikos ir didelė dalis pasaulio
01:53
is going to be in trouble.
33
113040
1896
greitai bus didelėje bėdoje.
01:54
We're going to have to think of some very smart ways of producing food.
34
114960
3656
Turėsime sugalvoti labai gudrius būdus, kaip užsiauginti maisto.
01:58
And preferably among them, some drought-tolerant crops.
35
118640
3296
Ir tarp jų labiausiai norima dalies sausrai atsparių augalų.
02:01
The other thing to remember about Africa is
36
121960
2056
Kitas dalykas, atsimenant Afriką yra,
02:04
that most of their agriculture is rainfed.
37
124040
2800
kad didžioji dalis jų žemdirbystės palaikoma lietumi.
02:08
Now, making drought-tolerant crops is not the easiest thing in the world.
38
128080
3456
Užauginti sausrai atsparius augalus nėra pats lengviausias dalykas.
02:11
And the reason for this is water.
39
131560
2416
To priežastis – vanduo.
02:14
Water is essential to life on this planet.
40
134000
3136
Vanduo yra būtinas gyvybei.
02:17
All living, actively metabolizing organisms,
41
137160
4135
Visi gyvi, aktyūs organizmai,
02:21
from microbes to you and I,
42
141320
2056
nuo mikrobų iki manęs ir tavęs,
02:23
are comprised predominately of water.
43
143400
2336
daugiausia yra sudaryti iš vandens.
02:25
All life reactions happen in water.
44
145760
2536
Visos gyvybės reakcijos vyksta vandenyje.
02:28
And loss of a small amount of water results in death.
45
148320
3016
Ir maža vandens netektis gali reikšti mirtį.
02:31
You and I are 65 percent water --
46
151360
2056
Aš ir tu esame 65 procentai vandens –
02:33
we lose one percent of that, we die.
47
153440
1720
prarasime tą 1 procentą – mirsime
02:35
But we can make behavioral changes to avoid that.
48
155840
2720
Bet mūsų elgesys gali pakisti, kad to išvengtume.
02:39
Plants can't.
49
159920
1576
Augalai to negali.
02:41
They're stuck in the ground.
50
161520
1616
Jie įstrigę žemėje.
02:43
And so in the first instance they have a little bit more water than us,
51
163160
3376
Visų pirma, jie turi daugiau vandens už mus,
02:46
about 95 percent water,
52
166560
1256
apie 95 procentus vandens,
02:47
and they can lose a little bit more than us,
53
167840
2096
ir jie gali prarasti truputį daugiau nei mes,
02:49
like 10 to about 70 percent, depending on the species,
54
169960
2960
nuo 10 iki maždaug 70 procentų, priklausomai nuo rūšies,
02:54
but for short periods only.
55
174000
1360
bet tik labai trumpai.
02:56
Most of them will either try to resist or avoid water loss.
56
176680
4176
Dauguma bandys išvengti ar atsispirti vandens praradimui.
03:00
So extreme examples of resistors can be found in succulents.
57
180880
3936
Ryškiausi atsispiriančiųjų pavyzdžiai gali būti randami sukulentuose.
03:04
They tend to be small, very attractive,
58
184840
2816
Jie būna maži, labai patrauklūs,
03:07
but they hold onto their water at such great cost
59
187680
2736
bet saugo vandenį taip stipriai, kad turi už tai atsipirkti
03:10
that they grow extremely slowly.
60
190440
2000
itin lėtais augimo tempais.
03:13
Examples of avoidance of water loss are found in trees and shrubs.
61
193440
4576
Vandens praradimo vengimas randamas medžiuose ir krūmuose.
03:18
They send down very deep roots,
62
198040
1576
Jie išleidžia labai ilgas šaknis,
03:19
mine subterranean water supplies
63
199640
1696
išgauna podirvio vandenį
03:21
and just keep flushing it through them at all times,
64
201360
2456
ir visad naudojasi šiuo vandeniu,
03:23
keeping themselves hydrated.
65
203840
1856
palaiko savo drėgmę.
03:25
The one on the right is called a baobab.
66
205720
1976
Medis dešinėje vadinamas baobabu.
03:27
It's also called the upside-down tree,
67
207720
2056
Jis dar vadinamas apverstu-medžiu,
03:29
simply because the proportion of roots to shoots is so great
68
209800
3776
paprasčiausiai dėl to, kad proporcija tarp šaknų ir šakų yra tokia didelė,
03:33
that it looks like the tree has been planted upside down.
69
213600
2696
jog net atrodo, kad medis pasodintas aukštyn kojomis.
03:36
And of course the roots are required for hydration of that plant.
70
216320
3240
Žinoma, šaknys yra reikalingos, jog palaikytų augalui drėkinimą.
03:40
And probably the most common strategy of avoidance is found in annuals.
71
220760
4520
Tikriausiai pati dažniausia nepraradimo strategija yra vienmečiuose augaluose.
03:45
Annuals make up the bulk of our plant food supplies.
72
225840
3176
Vienmečiai sudaro didelę dalį mūsų augalinio maisto šaltinio.
03:49
Up the west coast of my country,
73
229040
1696
Mano šalies vakarų pakrantėje
03:50
for much of the year you don't see much vegetation growth.
74
230760
3536
didelę metų dalį nematome daug augančios žalumos.
03:54
But come the spring rains, you get this:
75
234320
2656
Bet tik ateina pavasario lietus, matome
03:57
flowering of the desert.
76
237000
1240
žydinčias dykumas.
03:59
The strategy in annuals,
77
239000
1856
Strategija vienmečiuose tokia,
04:00
is to grow only in the rainy season.
78
240880
2360
kad jie auga tik lietingu sezonu.
04:03
At the end of that season they produce a seed,
79
243960
2296
To sezono pabaigoje jie užaugina sėklas,
04:06
which is dry, eight to 10 percent water,
80
246280
2816
kurios yra sausos, 8-10 proc. vandens,
04:09
but very much alive.
81
249120
1656
bet lygiai tiek pat gyvos.
04:10
And anything that is that dry and still alive,
82
250800
2896
Ir viską, kas yra tokie sausi ir vis dar gyvi,
04:13
we call desiccation-tolerant.
83
253720
1480
vadiname džiūvimą toleruojančiais.
04:15
In the desiccated state,
84
255840
1416
Sausoje būsenoje
04:17
what seeds can do is lie in extremes of environment
85
257280
2656
sėklos gali išlikti sunkiomis sąlygomis
04:19
for prolonged periods of time.
86
259960
1656
ilgesnį laiko tarpsnį.
04:21
The next time the rainy season comes,
87
261640
2216
Kitą kartą atėjus lietaus sezonui,
04:23
they germinate and grow,
88
263880
1496
jos sudygsta ir auga,
04:25
and the whole cycle just starts again.
89
265400
1880
ir visas ciklas prasideda iš naujo.
04:28
It's widely believed that the evolution of desiccation-tolerant seeds
90
268120
4056
Yra plačiai manoma, jog sausų sėklų evoliucija atsakinga
04:32
allowed the colonization and the radiation
91
272200
2176
už žydinčių augalų kolonizaciją,
04:34
of flowering plants, or angiosperms, onto land.
92
274400
3520
arba už gaubtasėklių žydėjimą žemėje.
04:38
But back to annuals as our major form of food supplies.
93
278960
3160
Bet grįžkime prie vienmečių, kaip mūsų pagrindinio maisto šaltinio.
04:42
Wheat, rice and maize form 95 percent of our plant food supplies.
94
282800
4720
Kviečiai, ryžiai, kukurūzai sudaro 95 proc. visų augalinio maisto išteklių.
04:48
And it's been a great strategy
95
288480
1536
Ir tai buvo puiki strategija,
04:50
because in a short space of time you can produce a lot of seed.
96
290040
3176
nes gana greitai galima užauginti labai daug sėklų.
04:53
Seeds are energy-rich so there's a lot of food calories,
97
293240
2620
Sėklos yra turtingos energija, todėl jos kaloringos,
04:55
you can store it in times of plenty for times of famine,
98
295884
3920
galime jas kaupti, kai jų netrūksta, arba bado metu,
05:00
but there's a downside.
99
300480
1240
bet yra blogoji pusė.
05:02
The vegetative tissues,
100
302560
1376
Augaliniai audiniai,
05:03
the roots and leaves of annuals,
101
303960
2176
vienmečių šaknys ir lapai,
05:06
do not have much
102
306160
1256
nepasižymi savybėmis,
05:07
by way of inherent resistance, avoidance or tolerance characteristics.
103
307440
4096
kurios būdingos vandens praradimui, atsparumui ar toleravimui.
05:11
They just don't need them.
104
311560
1296
Jiems to tiesiog nereikia.
05:12
They grow in the rainy season
105
312880
1416
Jie auga lietingu sezonu
05:14
and they've got a seed to help them survive the rest of the year.
106
314320
3376
ir jie turi sėklą, kuri padeda išgyventi likusius metus.
05:17
And so despite concerted efforts in agriculture
107
317720
2696
Taigi nepaisant vieningų pastangų žemdirbystėje
05:20
to make crops with improved properties
108
320440
2536
padaryti augalus atsparesniais
05:23
of resistance, avoidance and tolerance --
109
323000
2176
vandens praradimui, sausumo tolerancijai,
05:25
particularly resistance and avoidance
110
325200
1896
o ypač vandens praradimui,
05:27
because we've had good models to understand how those work --
111
327120
2896
nes mes turėjome modelius, kurie padėjo suprast jų veikimą,
05:30
we still get images like this.
112
330040
2336
mes vis vien gauname tokius vaizdus.
05:32
Maize crop in Africa,
113
332400
1456
Kukurūzų laukas Afrikoje,
05:33
two weeks without rain
114
333880
1416
dvi savaitės be lietaus
05:35
and it's dead.
115
335320
1200
ir visa tai pražuvo.
05:37
There is a solution:
116
337560
1240
Yra išeitis:
05:39
resurrection plants.
117
339520
1240
prisikeliantys augalai.
05:41
These plants can lose 95 percent of their cellular water,
118
341320
3776
Pastarieji gali prarasti 95 proc. savo ląstelinio vandens,
05:45
remain in a dry, dead-like state for months to years,
119
345120
3856
išlikti sausais, tarsi negyvose būsenose mėnesius ar net metus,
05:49
and give them water,
120
349000
1736
o gavę vandens
05:50
they green up and start growing again.
121
350760
1880
jie sužaliuoja ir pradeda augti.
05:53
Like seeds, these are desiccation-tolerant.
122
353560
3296
Kaip sėklos, jie yra džiūvimą toleruojantys.
05:56
Like seeds, these can withstand extremes of environmental conditions.
123
356880
4120
Kaip sėklos, jie gali ištverti gamtos sunkumus.
06:01
And this is a really rare phenomenon.
124
361760
2016
Ir tai yra gana retas fenomenas.
06:03
There are only 135 flowering plant species that can do this.
125
363800
4376
Yra tik 135 žydinčių augalų rūšys, kurios gali tai padaryti.
06:08
I'm going to show you a video
126
368200
1416
Parodysiu jums vaizdo įrašą,
06:09
of the resurrection process of these three species
127
369640
2616
kaip prisikelia šios trys skirtingos rūšys
06:12
in that order.
128
372280
1216
tokia eile.
06:13
And at the bottom,
129
373520
1256
O apačioje
06:14
there's a time axis so you can see how quickly it happens.
130
374800
2736
yra laiko ašis, kad suprastumėt, kaip greit tai vyksta.
06:56
(Applause)
131
416160
2040
(Plojimai.)
07:02
Pretty amazing, huh?
132
422240
1536
Nuostabu, ar ne?
07:03
So I've spent the last 21 years trying to understand how they do this.
133
423800
4216
Taigi aš praleidau 21 metus bandydama suprasti, kaip tai veikia.
07:08
How do these plants dry without dying?
134
428040
2400
Kaip jie išdžiūna nemirdami?
07:11
And I work on a variety of different resurrection plants,
135
431080
2776
Ir aš dirbu su daugybe skirtingų prisikeliančių augalų,
07:13
shown here in the hydrated and dry states,
136
433880
2416
kaip matote, drėgnose ir sausose būsenose,
07:16
for a number of reasons.
137
436320
1456
dėl tam tikrų priežasčių.
07:17
One of them is that each of these plants serves as a model
138
437800
2856
Viena iš jų, kad kiekvienas augalas veikia kaip modelis
07:20
for a crop that I'd like to make drought-tolerant.
139
440680
2376
augalui, kurį noriu padaryti sausrą toleruojančiu.
07:23
So on the extreme top left, for example, is a grass,
140
443080
2936
Taigi viršuje, kairėje, pavyzdžiui, yra žolė,
07:26
it's called Eragrostis nindensis,
141
446040
2256
ji vadinama Eragrostis nindensis,
07:28
it's got a close relative called Eragrostis tef --
142
448320
2376
ji turi artimą giminaitį Eragrostis tef –
07:30
a lot of you might know it as "teff" --
143
450720
2016
daugeliui jūsų jis žinomas kaip posmilgės –
07:32
it's a staple food in Ethiopia,
144
452760
1736
tai pagrindinis maistas Etiopijoje,
07:34
it's gluten-free,
145
454520
1256
jis yra be gliuteno,
07:35
and it's something we would like to make drought-tolerant.
146
455800
3016
ir tai yra kažkas, ką norime paversti sausrą toleruojančiu.
07:38
The other reason for looking at a number of plants,
147
458840
2416
Kita priežastis žiūrėti į daugybę kitų augalų
07:41
is that, at least initially,
148
461280
1376
yra, kad, bent iš pradžių,
07:42
I wanted to find out: do they do the same thing?
149
462680
2256
norėjau sužinoti: ar jie atlieka tą patį dalyką?
07:44
Do they all use the same mechanisms
150
464960
1696
Ar naudojasi tais pačiais būdais,
07:46
to be able to lose all that water and not die?
151
466680
2576
kad galėtų prarasti visą savo vandenį ir nemirtų?
07:49
So I undertook what we call a systems biology approach
152
469280
2696
Aš ėmiausi vadinamojo sisteminės biologijos metodo,
07:52
in order to get a comprehensive understanding
153
472000
2176
kad turėtume visapusį supratimą
07:54
of desiccation tolerance,
154
474200
2016
apie atsparumą džiūvimui,
07:56
in which we look at everything
155
476240
1456
kur mes žiūrime į viską,
07:57
from the molecular to the whole plant, ecophysiological level.
156
477720
2912
nuo molekulės iki viso augalo, ekofiziologinio lygio.
08:00
For example we look at things like
157
480657
1634
Pavyzdžiui, mes žiūrime į
08:02
changes in the plant anatomy as they dried out
158
482316
2197
augalų anatomijos pokyčius, kai jie išdžiuvo
08:04
and their ultrastructure.
159
484537
1239
ir jų ultrastruktūrą.
08:05
We look at the transcriptome, which is just a term for a technology
160
485800
3176
Mes žiūrime į transkriptomą, tai yra pavadinimas technologijų,
08:09
in which we look at the genes
161
489000
1416
kuriose mes žiūrim į genus,
08:10
that are switched on or off, in response to drying.
162
490440
2416
kurie yra įjungti arba ne, reaguojant į džiūvimą.
08:12
Most genes will code for proteins, so we look at the proteome.
163
492880
3216
Daugelis genų koduos baltymus, todėl žiūrime į proteomą.
08:16
What are the proteins made in response to drying?
164
496120
2400
Kokie baltymai yra gaminami reaguojant į džiūvimą?
08:19
Some proteins would code for enzymes which make metabolites,
165
499480
3896
Kai kurie baltymai koduoja fermentus, kurie sudaro metabolitus,
08:23
so we look at the metabolome.
166
503400
1576
todėl žiūrime į metabolomą.
08:25
Now, this is important because plants are stuck in the ground.
167
505000
3296
Tai yra svarbu, nes augalai yra įstrigę žemėje.
08:28
They use what I call a highly tuned chemical arsenal
168
508320
4096
Jie naudojasi, ką aš vadinu, gerai suderintu chemikalų arsenalu,
08:32
to protect themselves from all the stresses of their environment.
169
512440
3416
kad apsisaugotų nuo aplinkos sunkumų.
08:35
So it's important that we look
170
515880
1496
Taigi svarbu, kad žiūrėtume į
08:37
at the chemical changes involved in drying.
171
517400
2440
cheminius pokyčius augalui džiūnant.
08:40
And at the last study that we do at the molecular level,
172
520520
2656
Ir paskutiniame tyrime, atliekamame molekulių lygyje,
08:43
we look at the lipidome --
173
523200
1256
mes žiūrime į lipidomą –
08:44
the lipid changes in response to drying.
174
524480
2055
lipidų pokyčius, vykstančius džiūnant.
08:46
And that's also important
175
526559
1257
Tai irgi yra svarbu,
08:47
because all biological membranes are made of lipids.
176
527840
2815
nes visos biologinės membranos yra sudarytos iš lipidų.
08:50
They're held as membranes because they're in water.
177
530679
2577
Jie veikia kaip membranos, nes jie yra vandenyje.
08:53
Take away the water, those membranes fall apart.
178
533280
2240
Atimk vandenį, tos membranos sugriūna.
08:56
Lipids also act as signals to turn on genes.
179
536240
3040
Lipidai irgi veikia kaip signalai, kad įjungtų genus.
09:00
Then we use physiological and biochemical studies
180
540200
2696
Tada mes naudojame fiziologines ir biochemines studijas
09:02
to try and understand the function of the putative protectants
181
542920
3216
bandydami suprasti spėjamų apsaugotojų funkciją,
09:06
that we've actually discovered in our other studies.
182
546160
2936
kurią atradome kituose mūsų tyrimuose.
09:09
And then use all of that to try and understand
183
549120
2176
Ir naudoti visa tai bandant suprasti,
09:11
how the plant copes with its natural environment.
184
551320
2320
kaip augalas geba susidoroti su natūralia aplinka.
09:15
I've always had the philosophy that I needed a comprehensive understanding
185
555480
4336
Aš visados maniau, jog man reikia išsamaus džiūvimo
09:19
of the mechanisms of desiccation tolerance
186
559840
2256
tolerancijos mechanizmo supratimo,
09:22
in order to make a meaningful suggestion for a biotic application.
187
562120
3840
kad galėčiau sukurti sėkmingą pasiūlymą biotiniam pritaikymui.
09:27
I'm sure some of you are thinking,
188
567000
1656
Daugelis iš jūsų dabar galvoja,
09:28
"By biotic application,
189
568680
1256
„biotinis pritaikymas, ar
09:29
does she mean she's going to make genetically modified crops?"
190
569960
2920
tai reiškia, kad ji gamins genetiškai modifikuotus augalus?“
09:34
And the answer to that question is:
191
574240
1696
Atsakymas į šį klausimą yra:
09:35
depends on your definition of genetic modification.
192
575960
2381
priklauso nuo „genetiškai modifikuotas“ apibrėžimo.
09:39
All of the crops that we eat today, wheat, rice and maize,
193
579200
2816
Visi augalai, kurios valgome, kviečiai, žolės, kukurūzai
09:42
are highly genetically modified from their ancestors,
194
582040
3216
yra stipriai genetiškai modifikuoti iš savo protėvių,
09:45
but we don't consider them GM
195
585280
1976
bet mes jų nelaikom GM,
09:47
because they're being produced by conventional breeding.
196
587280
2640
nes jie yra gaminami paprastuoju veisimu.
09:50
If you mean, am I going to put resurrection plant genes into crops,
197
590880
3776
Ar aš ketinu įdėti prisikėlimo genus į augalus?
09:54
your answer is yes.
198
594680
1296
Atsakymas yra taip.
09:56
In the essence of time, we have tried that approach.
199
596000
3136
Per visą savo laiką bandėme ir šį metodą.
09:59
More appropriately, some of my collaborators at UCT,
200
599160
2856
Tiksliau, kai kurie mano kolegos iš Keiptauno universiteto,
10:02
Jennifer Thomson, Suhail Rafudeen,
201
602040
1936
Jennifer Thompson, Suhail Rafudeen,
10:04
have spearheaded that approach
202
604000
1616
vadovavo atliekant tą metodą.
10:05
and I'm going to show you some data soon.
203
605640
1953
Ir greit jum parodysiu duomenų.
10:09
But we're about to embark upon an extremely ambitious approach,
204
609200
4016
Bet greitai mes pradėsime naują labai ambicingą metodą,
10:13
in which we aim to turn on whole suites of genes
205
613240
3456
kuriame mes tikimės įjungti visus genų rinkinius,
10:16
that are already present in every crop.
206
616720
2696
kurie jau ir taip yra kiekviename augale.
10:19
They're just never turned on under extreme drought conditions.
207
619440
2905
Jie tiesiog niekada neįjungti esant žiaurioms sausros sąlygoms.
10:22
I leave it up to you to decide
208
622800
1456
Palieku jums nuspręsti,
10:24
whether those should be called GM or not.
209
624280
1953
ar jie visgi vadintini GM ar ne.
10:27
I'm going to now just give you some of the data from that first approach.
210
627560
3456
Duosiu jums dalį duomenų iš mūsų pirmojo metodo.
10:31
And in order to do that
211
631040
1256
Ir kad juos suprastumėte,
10:32
I have to explain a little bit about how genes work.
212
632320
2656
turiu paaiškinti šiek tiek, kaip veikia genai.
10:35
So you probably all know
213
635000
1256
Taigi visi jūs turbūt žinote,
10:36
that genes are made of double-stranded DNA.
214
636280
2056
kad genai yra sudaryti iš DNR.
10:38
It's wound very tightly into chromosomes
215
638360
1936
Jie susisukę tankiai į chromosomas,
10:40
that are present in every cell of your body or in a plant's body.
216
640320
3160
kurios yra kiekvienoje ląstelėje, mūsų ir augalo ląstelėse.
10:44
If you unwind that DNA, you get genes.
217
644080
3080
Jei išvyniosime DNR, gausime genus.
10:47
And each gene has a promoter,
218
647840
2456
Ir kiekvienas genas turi propaguotoją,
10:50
which is just an on-off switch,
219
650320
2376
kuris tiesiog yra įjungtas-išjungtas mygtukas,
10:52
the gene coding region,
220
652720
1416
genų kodavimo zoną
10:54
and then a terminator,
221
654160
1256
ir tada terminatorių,
10:55
which indicates that this is the end of this gene, the next gene will start.
222
655440
3600
kuris pasako, kad tai yra geno pabaiga, kitas genas prasideda čia.
10:59
Now, promoters are not simple on-off switches.
223
659720
2896
Propaguotojai nėra paprasti įjungtas-išjungas mygtukai.
11:02
They normally require a lot of fine-tuning,
224
662640
2696
Jie dažnai reikalauja daug tikslaus derinimo,
11:05
lots of things to be present and correct before that gene is switched on.
225
665360
4040
daug reikalingų dalykų, prieš įjungiant genui.
11:10
So what's typically done in biotech studies
226
670240
3056
Taigi kas tipiškai atliekama biotechnologijų studijose,
11:13
is that we use an inducible promoter,
227
673320
1816
mes naudojame indukuojamą propaguotoją,
11:15
we know how to switch it on.
228
675160
1576
mes žinome kaip jį įjungti.
11:16
We couple that to genes of interest
229
676760
2016
Mes sukabiname juos į dominančius genus
11:18
and put that into a plant and see how the plant responds.
230
678800
2680
ir įdedame į augalus, stebime, koks yra atsakas.
11:22
In the study that I'm going to talk to you about,
231
682120
2576
Tyrime, apie kurį jums pasakosiu,
11:24
my collaborators used a drought-induced promoter,
232
684720
2456
kolegos naudojo sausrą indukuojančius propaguotojus,
11:27
which we discovered in a resurrection plant.
233
687200
2416
kuriuos mes radome prisikeliančiuose augaluose.
11:29
The nice thing about this promoter is that we do nothing.
234
689640
3136
Geroji šio propaguotojo dalis, kad mums nereikia daryti nieko.
11:32
The plant itself senses drought.
235
692800
2080
Augalas pats jaučia sausrą.
11:35
And we've used it to drive antioxidant genes from resurrection plants.
236
695600
5096
Ir mes naudojom tai, kad ištrauktume antioksidantinius genus iš augalo.
11:40
Why antioxidant genes?
237
700720
1856
Kodėl antioksidantiniai genai?
11:42
Well, all stresses, particularly drought stress,
238
702600
3056
Na, visi sunkumai, ypač sausros sunkumai,
11:45
results in the formation of free radicals,
239
705680
2296
sukelia laisvų radikalų kūrimąsi,
11:48
or reactive oxygen species,
240
708000
2336
arba reaktingas deguonies atmainas,
11:50
which are highly damaging and can cause crop death.
241
710360
2720
kurios stipriai žaloja augalą, ir dėl to jis gali mirti.
11:53
What antioxidants do is stop that damage.
242
713680
2600
Antioksidantai sustabdo tą žalą.
11:57
So here's some data from a maize strain that's very popularly used in Africa.
243
717360
3896
Štai truputis duomenų iš kukurūzų atmainos, kuri itin populiari Afrikoje.
12:01
To the left of the arrow are plants without the genes,
244
721280
3296
Rodyklės kairėje yra augalai be genų,
12:04
to the right --
245
724600
1256
dešinėje –
12:05
plants with the antioxidant genes.
246
725880
2056
augalai su antioksidantiniais genais.
12:07
After three weeks without watering,
247
727960
1816
Po trijų savaičių be vandens
12:09
the ones with the genes do a hell of a lot better.
248
729800
2480
tie su genais išliko daug geriau, nei tie be genų.
12:13
Now to the final approach.
249
733720
1336
Dabar paskutinis metodas.
12:15
My research has shown that there's considerable similarity
250
735080
3536
Mano paieškos parodė, jog yra aiškių mechanizmų
12:18
in the mechanisms of desiccation tolerance in seeds and resurrection plants.
251
738640
4416
panašumų tarp džiūvimo tolerancijos sėklose ir prisikeliančių augalų.
12:23
So I ask the question,
252
743080
1416
Taigi keliu klausimą,
12:24
are they using the same genes?
253
744520
1440
ar jie naudoja tą patį geną?
12:26
Or slightly differently phrased,
254
746480
2256
Arba šiek tiek perfrazuotai,
12:28
are resurrection plants using genes evolved in seed desiccation tolerance
255
748760
4496
ar prisikeliantys augalai naudoja genus, kilusius iš sėklų džiūvimo tolerancijos,
12:33
in their roots and leaves?
256
753280
1256
savo lapuose ir šaknyse?
12:34
Have they retasked these seed genes
257
754560
2056
Ar jie skyrė naują darbą sėklų genams
12:36
in roots and leaves of resurrection plants?
258
756640
2040
prisikeliančių augalų lapuose ir šaknyse?
12:39
And I answer that question,
259
759760
1856
Aš atsakau,
12:41
as a consequence of a lot of research from my group
260
761640
2416
kaip pasekmė mano grupės plačių tyrimų
12:44
and recent collaborations from a group of Henk Hilhorst in the Netherlands,
261
764080
3536
ir bendradarbiavimu su Henko Hihhorsto grupe Nyderlanduose,
12:47
Mel Oliver in the United States
262
767640
1576
Mel Oliver Jungtinėse Karalystėje
12:49
and Julia Buitink in France.
263
769240
2600
ir Julia Buitnik Prancūzijoje.
12:51
The answer is yes,
264
771880
1416
Atsakymas yra taip,
12:53
that there is a core set of genes that are involved in both.
265
773320
2856
yra ryški grupė genų, kuri atsakinga už abu.
12:56
And I'm going to illustrate this very crudely for maize,
266
776200
3416
Ir pailiustruosiu tai labai grubiai kukurūzams,
12:59
where the chromosomes below the off switch
267
779640
2416
kur chromosomos žemiau išjungimo mygtuko
13:02
represent all the genes that are required for desiccation tolerance.
268
782080
3575
atstovauja visus genus, kurie reikalingi džiūvimo tolerancijai.
13:05
So as maize seeds dried out at the end of their period of development,
269
785680
4256
Taigi, kai kukurūzų sėklos išdžiuvo jų vystymosi pabaigoje,
13:09
they switch these genes on.
270
789960
1360
jie įjungė šiuos genus.
13:12
Resurrection plants switch on the same genes
271
792680
2896
Prisikeliantys augalai įjungia tuos pačius genus,
13:15
when they dry out.
272
795600
1656
kai jie išdžiūna.
13:17
All modern crops, therefore,
273
797280
1776
Visi modernūs javai dėl to
13:19
have these genes in their roots and leaves,
274
799080
2056
turi šiuos genus savo lapuose ir šaknyse,
13:21
they just never switch them on.
275
801160
1736
tik jie niekada jų neįjungia.
13:22
They only switch them on in seed tissues.
276
802920
1960
Jie juos įjungia tik sėklų audiniuose.
13:25
So what we're trying to do right now
277
805440
1736
Ką mes bandome padaryti dabar,
13:27
is to understand the environmental and cellular signals
278
807200
2616
yra suprasti aplinkos ir ląstelinius signalus,
13:29
that switch on these genes in resurrection plants,
279
809840
2440
kurie įjungia tuos genus prisikeliančiuose augaluose,
13:33
to mimic the process in crops.
280
813280
1760
kad atkurtų procesus augaluose.
13:35
And just a final thought.
281
815680
1736
Ir paskutinė mintis.
13:37
What we're trying to do very rapidly
282
817440
2216
Ką mes bandome padaryti labai sparčiai,
13:39
is to repeat what nature did in the evolution of resurrection plants
283
819680
3816
yra atkartoti, ką gamta padarė per evoliuciją prisikeliančiuose augaluose
13:43
some 10 to 40 million years ago.
284
823520
1840
prieš 10-40 milijonų metų.
13:46
My plants and I thank you for your attention.
285
826160
2496
Mano augalai ir aš dėkoju už jūsų dėmesį.
13:48
(Applause)
286
828680
6235
(Plojimai.)
Apie šią svetainę

Šioje svetainėje rasite "YouTube" vaizdo įrašų, naudingų mokantis anglų kalbos. Pamatysite anglų kalbos pamokas, kurias veda aukščiausio lygio mokytojai iš viso pasaulio. Dukart spustelėkite angliškus subtitrus, rodomus kiekvieno vaizdo įrašo puslapyje, kad iš ten paleistumėte vaizdo įrašą. Subtitrai slenka sinchroniškai su vaizdo įrašo atkūrimu. Jei turite pastabų ar pageidavimų, susisiekite su mumis naudodami šią kontaktinę formą.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7