Sa mga buhay na organismo, ang pag-unlad ay isang kumbinasyon ng maramihang mga pinag-ugnay na proseso na nakikipag-ugnayan sa oras at espasyo sa kurso ng paglaki. Ang isang maling tala sa maselang symphony ay maaaring magkaroon ng mga sakuna na kahihinatnan. Gayunpaman, ang tumpak na marka ng biyolohikal na musikang ito ay kadalasang isang misteryo sa mga siyentipiko. Ang isang solusyon ay ang paggamit ng mga advanced na diskarte sa mikroskopya upang obserbahan ang paglaki ng organ sa real time. Ang hamon ay ang mga ganitong paraan ay hindi angkop sa pangmatagalang pagsubaybay. Higit pa rito, maaari nilang bigyang-diin ang mga organo, na nakakagambala sa pag-unlad.
Upang matugunan ang isyung ito, ang mga mananaliksik ng INRAE ay bumuo ng isang natatanging pamamaraan na kanilang inilapat sa mga halaman. Una, sa pagguhit sa maraming indibidwal na halaman, kinukunan ng mga siyentipiko ang mga dahon na kumakatawan sa hanay ng mga yugto ng pag-unlad. Ang paglalapat ng mga naka-target na algorithm sa catalog ng larawang ito, posibleng magtalaga ng edad sa bawat isa dahon at muling buuin ang pag-unlad sa paglipas ng panahon. Upang matulungan sila sa gawaing ito, sinasamantala ng mga mananaliksik ang isang open-source na software program—MorphoLeaf—na kanilang binuo noong 2016 sa pakikipagtulungan sa ENS de Lyon.
Ang susunod na hakbang ay ang paggamit ng pamamaraan upang komprehensibong idokumento ang pag-unlad ng dahon sa modelong halaman na Arabidopsis thaliana. Sa loob ng ilang linggo, nakolekta ng mga siyentipiko ang mga dahon mula sa daan-daang wild-type at mutant strains; ang huli ay nagkaroon ng genetic modifications na nakakaapekto hugis ng dahon. Ang isang pangunahing bentahe ng pamamaraang ito ay ang kadalian ng pagpapatupad nito: hindi ito nangangailangan ng sopistikadong kagamitan. Sa katunayan, ang isang karaniwang mikroskopyo ay ginamit upang kumuha ng mga larawan ng mga naunang yugto ng pag-unlad (laki ng dahon <0.1 mm), at isang flatbed scanner ang ginamit para sa mga susunod na yugto ng pag-unlad (laki ng dahon> 1 cm).
https://www.youtube.com/embed/UU2YahNiTpI?color=whiteReconstructing the complete story of leaf development. Credit: INRAE – Jasmine Burguet
Ang mga larawan ay nagsabi ng isang tumpak na kuwento ng pag-unlad ng dahon, na nililinaw ang mga pangunahing punto sa espasyo at oras na malaki ang kontribusyon sa pag-unlad sa pangkalahatan. Kapansin-pansin, ang pagsusuri ay nagsiwalat na ang mga wild-type at mutant na mga halaman ay maaaring magkaroon ng magkaparehong maagang pag-unlad na mga tilapon na pagkatapos ay magkakaiba sa mga tiyak na huling yugto.
Ang detalyadong pag-unawa sa pagpapaunlad ng halaman ay maaaring magbigay-alam sa mga diskarte sa hinaharap para sa pag-optimize ng paglago ng halaman. Ang diskarte ng mga mananaliksik ay lubhang nababaluktot at maaaring iakma sa anumang uri ng organ, kabilang ang sa mga hayop. Maaari itong maging isang mahalagang kasangkapan sa mga pag-aaral na naglalayong i-demystify ang organ at organismal pag-unlad.
Ang pag-aaral ay na-publish sa journal Dami ng Biology ng Halaman.