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Welches biologische Alter haben veredelte Pflanzen?

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Angenommen, Sie pfropfen ein Stück einer bestehenden „alten“ Pflanze auf eine Wirtspflanze. Wird das Transplantat im gleichen biologischen Alter wie sein Elternteil weiter wachsen? Mit anderen Worten, würde das Transplantat gleichzeitig mit seiner Mutterpflanze sterben? Oder würde das Pfropfen zu einer Art Verjüngung der gepfropften Tochterpflanze führen? Oder würde die Wirtspflanze, die das Transplantat trägt, in erster Linie das biologische Alter des Transplantats bestimmen?

PS: Persönliche erfahrungsbasierte (anekdotische) Antworten sind mehr als willkommen


Meiner Erfahrung nach (gemeinsam mit der Erfahrung aller, mit denen ich gesprochen habe und die als Experten auf diesem Gebiet gelten können), verjüngt die Verwendung von altem Holz und der Verwendung als Spross beim Pfropfen neuer Bäume sie, und sie wachsen wie neue Bäume.

Als Beispiel nehme ich Apfelbäume. Wie Sie der Tabelle hier entnehmen können, gibt es ein bestimmtes Alter, nach dem der Baum zu sinken beginnt. Nun, das ist nicht konkret (ich habe einige Apfelbäume gesehen, die über 100 Jahre halten (ich habe sie übrigens nicht selbst gepflanzt)), aber im Allgemeinen verliert ein Apfelbaum an Kraft und Produktivität, bevor er 50 Jahre alt wird. Auch das „Immunsystem“ dieses Baumes schwächt sich ab und er wird anfällig für viele Krankheiten. Einen solchen Baum werden Sie selten sehen, da Obstbauern ihn in der Regel recht schnell ersetzen.

Aber auf den Punkt deiner Frage. Wenn Sie einen Apfelbaum veredeln, werden Sie ihn im Allgemeinen mit Knospen veredeln, wie hier beschrieben. Dieser Artikel (der genau richtig ist) sagt:

Wählen Sie einen gesunden Zweig des diesjährigen Wuchses aus Ihrer gewünschten Baumsorte. Suchen Sie etwa auf halber Höhe des Zweiges nach einer prallen Blattknospe. Die Blattknospen befinden sich in der Nähe des Zweiges, wo die Fruchtknospen dazu neigen, stärker hervorzustechen.

Beachten Sie, dass es nichts über das Alter des Baumes aussagt, sondern lediglich angibt, dass das Holz gesund sein muss. Denn Altholz/Jungholz ergeben bei den neuen Bäumen das gleiche Ergebnis. Ich habe einen 40 Jahre alten Rasiermesserrost verwendet, um auf alle Malling V-Unterlagen, die ich für diese Sorte hatte, zu pfropfen. Und natürlich wuchsen sie wie erwartet, wie es sich für einen jungen Bäumchen gehört. Ich habe von einer nahegelegenen Baumschule gehört, die Knospenholz von einem 100 Jahre alten Baum nahm, der noch gut aussah.

Zusätzlich können Sie einen Wurzelstock einer alten Pflanze und auch einen Spross einer alten Pflanze verwenden, und die neue Pflanze wird als junger Bäumchen wachsen. So entstehen die Unterlagen, die ich verwende: Man fällt einen Baum ebenerdig, und er sendet viele Triebe aus. Sie stapeln Erde darüber, lassen aber die Enden der Triebe durchstehen. Diese Triebe wurzeln in den Boden und können an der Basis abgeschnitten und später zum Veredeln ausgepflanzt werden. Auf diese Weise können Sie Tausende von identischen (geklonten) Wurzelstöcken haben. Sie können auch Unterlagen von alten Bäumen erhalten. Hier ist ein Diagramm des Prozesses.


Bei krautigen Stauden habe ich (zur Überraschung einiger Leute) dasselbe gefunden. Der Spross wächst als Jungpflanze nach der Veredelung wieder nach. Ich habe das herausgefunden, weil ich alte Tomaten auf Hybridtomatenunterlagen (letztere sind Setzlinge) verpfropfe. Normalerweise stammen die Sprösslinge von Sämlingen, aber manchmal nehme ich die Sprösslinge von einer großen, reifen Pflanze.

Nur damit Sie es wissen, eine unbestimmte Tomatenpflanze wird, wenn sie reif ist, bis zum Frost blühen und Früchte tragen. Eine bestimmte Tomatensorte produziert auf einmal eine große Ernte und stirbt dann ab (diese Art wird von Besitzern mechanisierter (maschinell geernteter) Felder bevorzugt).

In meinen Tests konnten Sie den Spross einer alten, bestimmten Pflanze, die kurz vor dem Absterben durch die Frucht ging, nehmen und erfolgreich zum Veredeln der neuen Pflanzen verwenden. Das Wachstum dieser neuen Pflanzen war identisch mit dem Wachstum von veredelten Pflanzen, deren Sprösslinge von Sämlingen stammten, und sie begannen gleichzeitig zu blühen und Früchte zu produzieren. Natürlich hatten die tatsächlichen Sämlinge nicht die Kraft der gepfropften Pflanzen und waren im Wachstum zurückgeblieben.

Für Ihre Frage nicht zum Thema gehörend, aber möglicherweise immer noch von Interesse, ich habe festgestellt, dass Stecklinge und Schichten (keine Sprösslinge), die von alten Pflanzen (sowohl holzig als auch krautig) entnommen und verwurzelt sind, als junge Pflanzen wieder wachsen würden.


Die lebendige Welt MCQ Biologie-Fragen

  • Der erste Buchstabe der Gattung sollte in Großbuchstaben geschrieben werden, und alle Buchstaben in Arten sollten in Kleinbuchstaben geschrieben werden.
  • Wenn handschriftlich geschrieben, sollte sowohl für Gattung als auch für Art ein separater Unterstrich vorhanden sein.
  • Wenn digital geschrieben, sollte es kursiv sein

10. Warum wir Organismen klassifizieren müssen:

  • A. Denn die Untersuchung jedes einzelnen Organismus ist mühsam, da die Zahl der Organismen enorm ist.
  • B. Weil die Klassifizierung sie leicht zuordenbar macht.
  • C. Es ist leicht, nützliche Trends und Evolutionstrends zu finden, wenn wir sie klassifizieren.
  • D. Alle.

11. Hierarchie der taxonomischen Klassifikation:

  • A. Arten » Gattung » Familie » Ordnung.
  • B. Arten » Gattung » Ordnung » Familie.
  • C. Arten » Ordnung » Familie » Gattung.
  • D. Keiner.

12. Eine Art ist eine Gruppe ähnlicher Organismen, die:

  • A. Kreuzen.
  • B. Züchte und zeuge lebensfähige Nachkommen.
  • C. Beide.
  • D. Keiner.

13. Können wir Menschen in Unterarten einteilen?

Ein Herbarium ist eine Sammlung von Exemplaren.

14. Ein Herbarium ist eine Sammlung von Organismenproben:

  • A. In einem Museum.
  • B. In getrockneter Form in Akten für Aufzeichnungszwecke.
  • C. Im Garten als Wohnen.
  • D. Keiner.

15. Das größte Herbarium Indiens befindet sich in:

  • A. Das Herbarium des Forest Research Institute, Dehradoon.
  • B. Indischer Botanischer Garten, Kolkata.
  • C. Keiner.

16. Das größte Herbarium der Welt ist:

  • A. Indien.
  • B. Die Vereinigten Staaten.
  • C. Vereinigtes Königreich.
  • C. Frankreich.

17. Der größte botanische Garten Indiens befindet sich in:

  • A. Forstforschungsinstitut, Dehradoon.
  • B. Indischer Botanischer Garten, Kolkata.
  • C. Keiner.

1.d 7.a 13. b
2. b 8. b 14. b
3. a 9. c 15. b
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5. a 11. a 17. b
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The Living world MCQ-Fragen/ Objektive Fragen mit Antworten Klasse 11 Kapitel 1


Neue Forschungsbereiche

Der Aufstieg der Epigenetik (ein komplexes Studiengebiet, das spezifische Veränderungen der Genaktivität untersucht) und die Identifizierung des biologischen Alters wurden von einigen als der heilige Gral angesehen, um zu verstehen, wie wir älter werden. &bdquoFrüher gingen wir davon aus, dass sich das Genom, unsere gesamte DNA-Bibliothek, im Laufe des Lebens eines Menschen verändert. Dass&rsquos sich als falsch erwiesen &ndash it kann durch die Umwelt verändert werden&rdquo, sagt Elaine Chin, M.D., Gründerin und Chief Medical Officer des Executive Health Center und Autorin von Lifelines: Entschlüsseln Sie die Geheimnisse Ihrer Telomere für ein längeres, gesünderes Leben.

Wissenschaftler haben nun Biomarker (chemische Veränderungen) in der DNA eines Individuums identifiziert, die mit dem Altern korrespondieren. Anhand dieser Änderungen können Sie vorhersagen, wie gut Sie altern, wie lange Sie leben werden und ob Sie ein erhöhtes Risiko für chronische Erkrankungen haben.


REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES: Stoffwechsel, oxidativer Stress und Signalübertragung

Klaus Apel und Heribert Hirt
vol. 55, 2004

Abstrakt

▪ Zusammenfassung Mehrere reaktive Sauerstoffspezies (ROS) werden in Pflanzen als Nebenprodukte des aeroben Stoffwechsels kontinuierlich produziert. Abhängig von der Natur der ROS-Spezies sind einige hochgiftig und werden durch verschiedene zelluläre enzymatische und . Weiterlesen

Abbildung 1: Erzeugung verschiedener ROS durch Energietransfer oder sequentielle univalente Reduktion von Triplett-Sauerstoff im Grundzustand.

Abbildung 2: Die Hauptmerkmale des photosynthetischen Elektronentransports unter hohem Lichtstress, der zur Produktion von ROS in Chloroplasten und Peroxisomen führt. Dazu können zwei Elektronensenken verwendet werden.

Abbildung 3: Die Hauptmodi des enzymatischen ROS-Abfangens durch Superoxiddismutase (SOD), Katalase (CAT), den Ascorbat-Glutathion-Zyklus und den Glutathionperoxidase (GPX)-Zyklus. SOD wandelt Wasserkraft um.

Abbildung 4: Schematische Darstellung der zellulären ROS-Erfassungs- und Signalisierungsmechanismen. ROS-Sensoren wie membranlokalisierte Histidin-Kinasen können extrazelluläre und intrazelluläre ROS erkennen. Intrazelluläre RO.

Abbildung 5: Unterschiedliche Rollen von ROS unter Bedingungen von (a) Pathogenbefall oder (b) abiotischem Stress. Bei einem Pathogenangriff aktiviert die rezeptorinduzierte Signalübertragung die Plasmamembran oder die Apoplast-lokalisierte Oxidase.


Klonen in Pflanzen und Tieren

Klone – Gene, Zellen oder ganze Organismen, die identisches genetisches Material tragen, weil sie von derselben ursprünglichen DNA stammen.

Das reproduktive Klonen erzeugt genetisch identisch Organismen.

Nicht-reproduktives Klonen erzeugt Zellen, Gewebe und Organe – kann durch Krankheiten oder Unfälle Geschädigte ersetzen.

Die Vorteile der Verwendung geklonter Zellen umfassen:

  • Zellen wird nicht abgelehnt da sie genetisch identisch mit den eigenen Zellen eines Individuums sind.
  • Verhindern warten aufSpenderorgane für eine Transplantation verfügbar zu werden.
  • Geklonte Zellen können verwendet werden, um einen beliebigen Zelltyp generieren weil sie sind totipotent. Schäden durch einige Krankheiten und Unfälle kann derzeit nicht durch Transplantation repariert werden oder andere Behandlungen.
  • Die Verwendung geklonter Zellen ist weniger gefährlich als a schwierige Operation wie eine Herztransplantation.

Es gibt viele Möglichkeiten für nicht reproduktives Klonen, einschließlich:

  • Die Regeneration von Herzmuskelzellen nach a Herzinfarkt.
  • Die Reparatur des Nervengewebe zerstört durch Krankheiten wie Multiple Sklerose.
  • Reparatur der Rückenmark von diesen gelähmt durch einen Unfall, der zu einem gebrochenen Rücken oder Nacken führt.

Diese Techniken werden oft als therapeutisches Klonen. Es gibt jedoch einige ethische Fragen ob das Klonen beim Menschen angewendet werden sollte. Es gibt ethische Einwände zur Verwendung von menschlichem embryonalem Material und einige wissenschaftliche Bedenken hinsichtlich des fehlenden Verständnisses, wie sich geklonte Zellen im Laufe der Zeit verhalten werden.

  • die Produktion von natürlichen Klonen und in Pflanzen am Beispiel der vegetativen Vermehrung in Ulmen beschreiben

Natürliche vegetative Vermehrung:

Vegetative Vermehrung ist Form von asexuelle Reproduktion einer Pflanze. Es ist nur eine Pflanze beteiligt und der Nachwuchs ist das Ergebnis von ein Elternteil. Die neue Anlage ist genetisch identisch zum Elternteil.

  1. Läufer – Stängel, die wachsen horizontal über dem Boden. Sie haben Knoten wo Knospen gebildet werden, die zu einer neuen Pflanze heranwachsen, z.B. Erdbeeren und Spinnenpflanze.
  2. Knollen – daraus wachsen neue Pflanzen geschwollene modifizierte Wurzeln Knollen genannt. Knospen entwickeln sich an der Basis des Stängels und wachsen dann zu neuen Pflanzen, z.B. Kartoffeln und Dalias.
  3. Glühbirnen – eine Glühbirne enthält ein unterirdischer Stamm, mit Blättern enthaltend gelagerte Lebensmittel In der Mitte der Glühbirne befindet sich ein apikale Knospe, die produziert Laub und Blumen. Anbei sind auch seitliche Knospen, die neue Triebe hervorbringt, z.B. Narzissen.
  4. Grundsprossen (Wurzelsauger) – die Saugnäpfe wachsen aus Meristemgewebe im Stamm in Bodennähe, wo die geringsten Schäden wahrscheinlich aufgetreten sind, z.B. Ulmen und Minze. Wurzelsauger helfen der Ulme, sich zu verbreiten, da sie rund um den ursprünglichen Stamm wachsen können. Wenn der Stamm stirbt, wachsen die Saugnäpfe zu einem Kreis von neuen Ulmen namens a klonaler Patch. Dies wiederum setzt neue Saugnäpfe aus, damit das Pflaster hält expandieren soweit es die Ressourcen erlauben.

Künstliche vegetative Vermehrung:

  • Stecklinge nehmen – z.B. Geranien wird ein Abschnitt des Stängels zwischen Blattgelenken (Knoten) geschnitten. Die abgeschnittenes Ende des Stiels wird dann oft mit . behandelt Pflanzenhormone zu Wurzelwachstum fördern, und gepflanzt. Die Schnittformen a neue Pflanze, die ein Klon der ursprünglichen Mutterpflanze.
  • Pfropfen – z.B. Obstbaum oder Rosenstrauch, a Wurzelstock ist passend geschnitten keilförmig Stamm sein gepfropft. Das Gefäßgewebe ist aufgereiht dann Bindung ist umwickeltder Transplantatbereich zu halte es fest bis das Wachstum den veredelten Abschnitt unterstützt. Das Transplantat wächst und ist genetisch identisch mit der Mutterpflanze, aber der Wurzelstock ist genetisch anders.
  • Verwendung von Gewebekultur – verwendet, um Unmengen genetisch identischer Pflanzen erfolgreich von a sehr wenig Pflanzenmaterial. Die gebräuchlichste Methode beim groß angelegten Klonen von Pflanzen ist Mikroausbreitung, z.B. Orchideen.

Totipotent – Stammzellen, die sich in alle im Organismus vorkommenden adulten Zellen differenzieren können.

Nur bei Tieren embryonale Zellen sind von Natur aus in der Lage, die Entwicklungsstadien zu durchlaufen, um ein neues Individuum hervorzubringen. Diese Zellen sind totipotent Stammzellen und sie sind in der Lage differenzieren hinein jede Art von erwachsener Zelle im Organismus gefunden. Es gibt zwei Methoden, Tiere künstlich zu klonen:

Methode 1: Aufspalten von Embryonen

Zellen eines sich entwickelnden Embryos können abgetrennt werden, wobei jede einzelne dann einen separaten, genetisch identischen Organismus produziert.

  1. Sammeln Sie Eier von einem hochwertigen Weibchen (z. B. hohe Milchleistung bei Kühen) und sammeln Sie Sperma von einem hochwertigen Männchen.
  2. Die In-vitro-Fertilisation findet zwischen den Eizellen und den Spermien statt.
  3. Wachsen Sie in vitro zu einem 16-Zellen-Embryo.
  4. Teilen Sie den Embryo in mehrere separate Segmente und implantieren Sie ihn in die Leihmütter.
  5. Jedes produzierte Kalb ist ein Klon.

Methode 2: Kerntransfer

Eine ausdifferenzierte Zelle eines Erwachsenen kann entnommen und ihr Kern in eine Eizelle eingebracht werden, der ihr eigener Kern entfernt wurde (entkernte Zelle). Das Ei durchläuft dann die Entwicklungsstadien unter Verwendung der genetischen Informationen aus dem eingefügten Zellkern. Das erste mit dieser Methode geklonte Tier war das Schaf Dolly im Jahr 1996, das nach 277 Versuchen erfolgreich war.


Berechnen Ihres biologischen Alters

Wir alle kennen diese eine Person, die bis in die Sechziger Marathon läuft. Was uns anekdotisch hilft, an das optimistische Sprichwort zu glauben, dass das Alter nur eine Zahl ist. Und dass das Alter, das wir fühlen, viel wichtiger ist als das, was auf unserem Führerschein steht.

Aber was wäre, wenn es eine Zahl gäbe, die Ihnen den Status Ihres Alterns aus biologischer Sicht sagen könnte? Morgan Levine, PhD, Assistenzprofessorin am Department of Pathology in Yale, die das Altern untersucht, hat genau das entwickelt: einen Algorithmus, der eine DNA-Probe verwendet, um das zu berechnen, was sie als biologisches Alter bezeichnet. Wir ließen sie erklären, wie der Test funktioniert, welche Auswirkungen das biologische Alter hat und welche Lebensstilfaktoren ihn beeinflussen können. Sie können Levine auch sehen, wie er das biologische Alter einiger glücklicher Mitarbeiter in unserer Netflix-Show misst. Das Goop-Labor, am 24.01.

Eine Frage-und-Antwort-Runde mit Morgan Levine, PhD

Wir betrachten das chronologische Alter als die Zeit seit Ihrer Geburt – was auch immer Ihr Führerschein sagt –, während das biologische Alter das Alter ist, dem Ihr Körper ähnelt oder in dem Ihr Körper funktioniert. Auch wenn zwei Personen chronologisch gesehen beide dreißig Jahre alt sein können, könnte eine von ihnen ein biologisches Profil von eher fünfundzwanzig haben, während die andere ein biologisches Profil von fünfunddreißig haben könnte. Das älteste biologische Alter, das wir in unserem Labor gesehen haben, ist etwa 120 Jahre alt.

Zur Berechnung des biologischen Alters verwenden wir epigenetische Daten, insbesondere DNA-Methylierung, aus einer Blutprobe oder einer anderen Quelle (mehr dazu in einer Minute). DNA-Methylierung ist im Grunde eine chemische Modifikation Ihrer DNA – sie ändert nicht die Sequenz Ihrer DNA, aber sie reguliert, welche Gene an- und welche ausgeschaltet werden. Und es gibt bestimmte Bereiche des Genoms, in denen die Methylierung mit zunehmendem Alter zunimmt, und andere Bereiche, in denen die Methylierung mit zunehmendem Alter abnimmt.

Wir sehen sehr spezifische Muster der DNA-Methylierung, wenn wir das gesamte Genom betrachten und wie es sich mit dem Alter verändert: Wir sehen uns diese Muster an und sagen anhand von Hunderttausenden dieser Seiten, die Ihr biologisches Alter widerspiegeln, das biologische Alter einer Person voraus allgemeine Gesundheit und Funktion.

Unternehmen, die Heimtests anbieten, messen das biologische Alter im Speichel als Indikator für das gesamte biologische Alter einer Person, während die meisten wissenschaftlichen Studien Blut für diese Messung verwenden. Ihr biologisches Alter in Ihrem Blut ist oft ähnlich wie in Ihrem Speichel, weil sie viele der gleichen Zelltypen haben. Das Spannende an der Verwendung der DNA-Methylierung zur Messung des biologischen Alters ist jedoch, dass wir unterschiedliche biologische Alter für verschiedene Körperteile berechnen können. Dies ermöglicht ein differenzierteres Verständnis des biologischen Alters einer Person in verschiedenen Organen, um ein umfassenderes Verständnis ihrer allgemeinen Gesundheit und ihres Alterns zu erhalten. Wir können jemandem eine Blutprobe entnehmen und das biologische Alter seines Blutes bestimmen. Und dann nehmen Sie eine Hautprobe oder eine Speichelprobe oder einen Wangenabstrich und erhalten ein anderes biologisches Alter basierend auf diesen Zellen. Im Moment nehmen wir keine Biopsien von verschiedenen Organen, aber Ihr Herz könnte ein anderes biologisches Alter haben als Ihre Leber oder sogar Ihr Gehirn, und das könnte mehr Auswirkungen auf die zukünftige Gesundheit dieser spezifischen Organe haben .

Wir verwenden zehn klinische Messgrößen, die Gesundheit und Funktionsfähigkeit in mehreren Systemen (Immun-, Stoffwechsel-, Herz-Kreislauf-, Nieren- und Lebersystem) erfassen. Zu den klinischen Biomarkern gehören c-reaktives Protein (CRP), Gesamtcholesterin, Albumin, Kreatinin, hba1c (Ihr durchschnittlicher Blutzucker), alkalische Phosphatase und Harnstoffstickstoff. Wir haben Algorithmen entwickelt, um diese zu kombinieren, um Schätzungen des biologischen Alters zu erstellen, die sich als bessere Indikatoren für das Krankheits- und Sterberisiko erwiesen haben als das chronologische Alter. Der zuvor erwähnte epigenetische Test wurde entwickelt, um den klinischen Test nachzuahmen, daher sind sie sich sehr ähnlich. Der Vorteil des epigenetischen Tests besteht darin, dass er kein Blut benötigt, sondern mit fast jedem Zell- oder Gewebetyp durchgeführt werden kann. Beide beziehen sich stark auf die aktuelle und zukünftige Gesundheit.

Was wir in unserem Labor bisher gesehen haben, ist, dass das biologische Alter mit dem Risiko verbunden ist, verschiedene Krankheiten zu entwickeln und sogar eine frühe Sterblichkeit zu erreichen. Es gibt ziemlich gute Beweise dafür, dass das Altern der Hauptrisikofaktor für die meisten Krankheiten ist, an denen Menschen leiden: Alzheimer, Herzkrankheiten, Diabetes und Krebs. Wenn wir nicht nur das chronologische Alter einer Person, sondern auch ihr biologisches Alter sehen können, ist dies unserer Meinung nach mehr Einblick in ihr zukünftiges Risiko, Krankheiten insgesamt oder organspezifische Erkrankungen zu entwickeln.

“Wenn wir nicht nur das chronologische Alter einer Person, sondern auch ihr biologisches Alter sehen können, sind wir der Meinung, dass dies einen besseren Einblick in ihr zukünftiges Risiko für die Entwicklung allgemeiner oder organspezifischer Erkrankungen bietet.”

In unserem Labor haben wir Proben aus dem Gehirn von Einzelpersonen, bei denen wir festgestellt haben, dass das biologische Alter mit der Alzheimer-Krankheit verbunden ist, und Proben aus der Leber, die mit einer Fettlebererkrankung in Verbindung gebracht werden. Wir haben gerade ein Projekt, bei dem wir Brustgewebeproben von Frauen mit einer Vorgeschichte von Krebs und von Frauen ohne Krebs entnommen haben. Wir können sehen, dass die Frauen, die Brustkrebs hatten, ein höheres biologisches Alter in ihrem Brustgewebe aufweisen als die Frauen, die es nicht hatten. Keine dieser Proben stammt von den eigentlichen Krebszellen, sie stammen aus dem normalen Brustgewebe selbst. Dies hat unserem Labor geholfen, die Faktoren, die das biologische Alter beeinflussen, besser zu verstehen.

Wir haben keine klinischen Studien durchgeführt, die versuchten, das biologische Alter zu ändern, aber wir können uns Menschen ansehen, die tendenziell ein jüngeres biologisches Alter haben als andere Menschen in ihrem Alter, um Schlussfolgerungen zu ziehen. Im Allgemeinen ist es alles, was man denken würde: nicht rauchen, nicht viel trinken, viel mehr pflanzliche Lebensmittel essen, regelmäßig Sport treiben, einen höheren sozioökonomischen Status haben, weniger Stress haben und keinen gestörten Schlaf haben.

Bisher scheinen die mit dem biologischen Alter verbundenen Ergebnisse über verschiedene demografische Gruppen hinweg konsistent zu sein. Das durchschnittliche biologische Alter unterscheidet sich jedoch je nach Rasse und ethnischer Zugehörigkeit in einer Weise, die mit den Unterschieden in der durchschnittlichen Lebenserwartung übereinstimmt. Wir glauben nicht, dass dies inhärente Unterschiede sind, sondern vielmehr auf sozioökonomische Faktoren zurückzuführen sind, die den meisten gesundheitlichen Ungleichheiten zugrunde liegen.

Wir sehen, dass Frauen im Durchschnitt biologisch etwas jünger sind als Männer. Dies passt ziemlich gut zur Lebenserwartung, da Frauen im Durchschnitt länger leben als Männer. Dies ist ein evolutionär konserviertes Phänomen, das wir sogar bei Tieren sehen. Die Leute haben spekuliert, dass es mit einem zusätzlichen X-Chromosom oder Östrogen zu tun haben könnte, aber im Moment ist dies eine offene Frage in der Wissenschaft.

“Bei Frauen ist die Menopause mit einer Beschleunigung des biologischen Alters verbunden”

Eine interessante Sache, die wir herausgefunden haben, ist, dass die Menopause bei Frauen bis zu einem gewissen Grad mit einer Beschleunigung des biologischen Alters verbunden ist. Und es gibt andere Lebensabschnitte, die auch unterschiedliche biologische Altersraten aufweisen. Es mag kontraintuitiv sein, aber im frühen Leben, während der Entwicklung des Fötus oder in der Kindheit, erleben Sie die größte Beschleunigung des biologischen Alters. Es beginnt sich mit der Reifung zu verlangsamen, etwa im Alter von fünfzehn oder zwanzig Jahren, und dann beginnt es mit einer sehr konstanten Geschwindigkeit zuzunehmen. In späteren Lebensstadien gibt es, auch wenn wir nicht viele Daten haben, einige Hinweise darauf, dass das biologische Alter verlangsamt. Obwohl Menschen also viel älter sind, scheinen sie nach etwa achtzig oder neunzig Jahren langsamer zu altern.

Ich arbeite mit einer Firma namens Elysium zusammen, die vor einigen Monaten einen Heimtest gestartet hat, bei dem Sie nur eine Speichelprobe benötigen und Ihr biologisches Alter ermitteln können. Es ähnelt einem Gentest-Kit, aber der größte Unterschied besteht darin, dass Ihre Genetik ziemlich in Stein gemeißelt ist. Sie sollten nur einmal einen Gentest machen müssen, und Sie können nicht viel dagegen tun. Epigenetik hingegen ist modifizierbar. Mit der Epigenetik können wir nicht nur Ihre genetische Veranlagung sehen, sondern auch, wie Sie auf Dinge reagieren. Ihr Körper verändert sich aufgrund all Ihrer Erfahrungen und all Ihrer Gesundheitsgewohnheiten während Ihres ganzen Lebens.

Im Moment sind die Empfehlungen basierend auf dem biologischen Alter ziemlich einfach: Schlafen Sie ausreichend und essen Sie Obst und Gemüse. Aber in Zukunft werden die Menschen diese Informationen verwenden können, um ihre Gewohnheiten zu verfolgen. Sie könnten den Test verwenden, um Entscheidungen über Gesundheitsverhalten zu treffen, und die Ergebnisse dieses Verhaltens würden sich im Test widerspiegeln. Zum Beispiel ist es manchmal unklar, wie viel Sport du machen solltest oder ob du mehr High-Intensity-Intervall-Training (HIIT) oder Lauftraining machen solltest. Sie könnten diesen Test machen und dann Ihren Lebensstil anpassen, um zu sehen, ob es eine Verbesserung gibt, wenn Sie den Test erneut machen. Dieses Feedback würde den Menschen einen Einblick in ihre eigene Biologie geben, und je mehr Menschen dies letztendlich tun, desto besser können wir die Ergebnisse verfolgen und daraus lernen, um hoffentlich vorherzusagen, was für eine Person im Vergleich zu einer anderen am besten funktionieren könnte.

Ein weiterer spannender Teil dieses Feldes ist die Mimetik. Mimetik ist die Idee, dass verschiedene Verhaltensweisen (wie regelmäßige Bewegung) positive Auswirkungen auf die Langlebigkeit haben können. Und wenn wir biologisch herausfinden können, was diese Dinge bewirken und warum sie nützlich sind, dann können wir vielleicht Therapeutika entwickeln, die diese Reaktion nachahmen. Auf diese Weise könnten wir, wenn Sie beispielsweise eine Person mit einer Behinderung sind und nicht regelmäßig trainieren können, Wege entwickeln, um dieselben biologischen Wege zu erschließen, die durch Bewegung aktiviert werden, und dieselbe positive Wirkung mit einem Medikament oder einer anderen Methode zu erzielen.

Das Gebiet der Langlebigkeit und des Alterns ist noch ziemlich neu, daher wissen wir nicht genau, welche Dinge am idealsten sind, und diese Dinge können auch von Person zu Person unterschiedlich sein. Bei Tieren wissen wir, dass Dinge wie Kalorieneinschränkung, Fasten, bestimmte Medikamente und genetische Manipulationen die Lebensdauer erhöhen können.

Ich ernähre mich ausschließlich pflanzlich vegan. Ich faste intermittierend und esse nur sechs bis acht Stunden am Tag. Ich rauche nicht. Ich trinke nur gelegentlich gesellig. Ich versuche, mehr und besser zu schlafen. Und ich versuche, so viel wie möglich zu trainieren – mindestens fünf Tage die Woche. Ich war früher Läufer, habe aber zu mehr HIIT gewechselt, weil ich glaube, dass es wahrscheinlich einen größeren Einfluss hat. Ich habe auch drei Zyklen der Fasten-Nachahmungsdiät ausprobiert. Ich verfolgte meine Laborergebnisse für grundlegende Dinge wie Blutzucker- und Entzündungsmarker und sah eine Verbesserung.

Morgan Levine, PhD, ist Assistenzprofessorin für Pathologie an der Yale School of Medicine, die sich mit dem Altern beschäftigt. Ihre Arbeit konzentriert sich auf biologische Faktoren, die das Altern beeinflussen, und sie hat verschiedene Messgrößen entwickelt, um das biologische Alter zu berechnen.

Dieser Artikel dient nur zu Informationszwecken, auch wenn und unabhängig davon, ob er den Rat von Ärzten und Heilpraktikern enthält. Dieser Artikel ist kein Ersatz für professionelle medizinische Beratung, Diagnose oder Behandlung und sollte niemals für spezifische medizinische Ratschläge herangezogen werden. Die in diesem Artikel geäußerten Ansichten sind die Ansichten des Experten und geben nicht unbedingt die Ansichten von goop wieder.


Abstrakt

Bio-Tomatenzüchter in West Virginia und den Nachbarstaaten erleiden jedes Jahr schwere wirtschaftliche Verluste aufgrund von bodenbürtigen Welkekrankheiten, die durch pilzliche Krankheitserreger verursacht werden, einschließlich Verticillium dahliae. In dieser Studie wurde die Wirksamkeit von biologischen Bekämpfungsmitteln (BCAs – Serenade SOIL und Prestop), Bio-Begasungsmitteln und Transplantaten, die auf einen resistenten Wurzelstock verpflanzt wurden, bei der Unterdrückung von Welkekrankheiten bei Erbstücktomate cv. Hypothekenheber in einem zertifizierten Bio-Produktionssystem in West Virginia in zwei aufeinander folgenden Jahren. Prestop- und Serenade-Behandlungen führten zu einer höheren Keimlingskraft im Frühstadium. Innerhalb von 40 Tagen nach der Feldsetzung in dem mit Pilzpathogenen befallenen Boden hatten jedoch veredelte Transplantate (auf resistentem Wurzelstock Maxifort) die höchste Vitalität, gefolgt von BCA-Behandlungen, Biofumigation mit Senfdeckfrucht und Senfmehl und war in der unbehandelten Kontrolle am niedrigsten. Alle Behandlungen zeigten einen signifikant niedrigeren Verticillium-Welkegradindex als die Kontrolle, außer Senf-Zwischenfrucht und Prestop in den Jahren 2015 bzw. 2016. Die über einen Zeitraum von sechs Wochen insgesamt geernteten Früchte zeigten, dass die Erträge aller Behandlungen mit Ausnahme von Senf-Zwischenfrüchten im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle im Jahr 2015 signifikant (P < 0,001) höher waren. Die Ergebnisse von 2016 zeigten jedoch, dass Senf-Zwischenfrüchte für beide am besten funktionieren Krankheitsunterdrückung und Ertragssteigerung, wenn das Gewebe gut mazeriert und sofort in den Boden eingearbeitet und bis zu 10 Tage lang mit undurchlässigem Plastik bedeckt wurde. Im Jahr 2016 erbrachten alle Behandlungen außer Prestop einen höheren Tomatenertrag als die unbehandelte Kontrolle. Im Allgemeinen lag der Ertragsvorteil gegenüber unbehandelten in der Reihenfolge gepfropft > Biobegasung > BCA-Behandlungen > nicht behandelter Prüfung. Zwischen zwei BCAs, Bacillus subtilis (Serenade) lieferte durchweg eine bessere Krankheitsunterdrückung und verbesserte Ausbeute im Vergleich zu Gliocladium catenulatum (Prestop) in beiden Jahren. Gepfropfte Pflanzen produzierten in den Jahren 2015 und 2016 9,1 bzw. 10,0 kg Tomaten/Pflanze, verglichen mit nur 5,0 kg in der unbehandelten Kontrolle. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass transplantierte Transplantate, Biofumigation und ausgewählte BCA für ein nachhaltiges Management der Tomatenwelke in biologischen Produktionssystemen nützlich sein sollten. Eine wirtschaftliche Analyse zeigte, dass gepfropfte Tomaten den größten Nettoumsatz erzielen können, gefolgt von der Biobegasung von Senfmehl in Betrieben, die mit welkeverursachenden Krankheitserregern befallen sind.


6. DIE STERILITÄT DES MORGANISMUS-MDELISM

DIE Morganisten-Weismannisten, dh die Anhänger der Chromosomentheorie der Vererbung, haben wiederholt – ohne jegliche Begründung und oft in verleumderischer Weise – behauptet, dass ich als Präsident der Akademie der Agrarwissenschaften mein Amt in der Interessen des Mitschurin-Trends in der Wissenschaft, die ich teile, um den anderen Trend zu unterdrücken, der dem von Mitschurin entgegengesetzt ist.

Leider war es bisher genau umgekehrt, und das kann und sollte mir als Präsident der All-Union-Akademie der Agrarwissenschaften vorgeworfen werden. Es hat mir an Kraft und Fähigkeit gefehlt, meine offizielle Stellung richtig zu nutzen, um Bedingungen für eine umfassendere Entwicklung der Mitschurin-Richtung in den verschiedenen Bereichen der biologischen Wissenschaft zu schaffen und die Scholastiker und Metaphysiker der gegenläufiger Trend. Tatsächlich ist also der bisher unterdrückte - von den Morganisten unterdrückte - Trend der, den der Präsident vertritt, nämlich der Mitschurin-Trend.

Wir, die Mitschurinisten, müssen offen zugeben, dass wir uns bisher als unfähig erwiesen haben, die großartigen Möglichkeiten, die die Partei und die Regierung in unserem Land geschaffen haben, zur vollständigen Enthüllung der Morganistischen Metaphysik, die in ihrer Gesamtheit ein Import aus dem Ausland ist, zu nutzen reaktionäre Biologie, die uns feindlich gegenübersteht. Es liegt nun an der Akademie, in die gerade eine große Zahl von Mitschurinisten gewählt wurde, diese große Aufgabe anzugehen. Dies wird im Hinblick auf die Ausbildung von Kräften und die verstärkte wissenschaftliche Unterstützung von Kollektiv- und Staatswirtschaften von erheblicher Bedeutung sein.

Der Morganismus-Mendelismus (die Chromosomentheorie der Vererbung) wird bis heute in einer Reihe von Versionen an allen biologischen und agronomischen Hochschulen gelehrt, während das Studium der Mitschurin-Genetik überhaupt nicht eingeführt wurde. Auch in den höheren offiziellen wissenschaftlichen Kreisen der Biologen befanden sich die Anhänger der Lehre von Mitschurin und Williams oft in der Minderheit. Auch in der Lenin All-Union Academy of Agricultural Sciences waren sie eine Minderheit. Aber der Zustand in der Akademie hat sich jetzt durch das Interesse der Partei, der Regierung und des Genossen Stalin persönlich stark verändert. Eine beträchtliche Anzahl von Mitschurinisten wurde zu Mitgliedern und korrespondierenden Mitgliedern unserer Akademie gewählt, weitere werden in Kürze bei den kommenden Wahlen hinzukommen. Dadurch werden eine neue Situation in der Akademie und neue Möglichkeiten für die Weiterentwicklung der Mitschurin-Lehre geschaffen.

Die Behauptung, dass die Chromosomentheorie der Vererbung mit ihrer zugrunde liegenden Metaphysik und ihrem Idealismus bisher unterdrückt wurde, ist völlig falsch. Das genaue Gegenteil ist die Wahrheit.

In unserem Land sehen sich die Morganistischen Zytogenetiker mit der praktischen Wirksamkeit des Mitschurin-Trends in der agrobiologischen Wissenschaft konfrontiert.

Im Bewusstsein der praktischen Wertlosigkeit der theoretischen Postulate ihrer metaphysischen "Wissenschaft" und widerstrebend, sie aufzugeben und den energischen Mitschurin-Trend zu akzeptieren, haben die Morganisten alle ihre Anstrengungen unternommen, um die Entwicklung des Mitschurin-Trends zu stoppen, der von Natur aus entgegengesetzt ist ihre Pseudowissenschaft.

Es ist eine Verleumdung zu behaupten, dass jemand den zytogenetischen Trend in der Biologie daran gehindert hat, sich in unserem Land mit der praktischen Landwirtschaft zu verbinden. Die Behauptungen, dass „das Recht auf die praktische Anwendung der Früchte ihrer Arbeit ein Monopol des Akademiemitglieds Lyssenko und seiner Anhänger gewesen ist“, sind nicht wahr.

Das Landwirtschaftsministerium kann uns genau sagen, was die Zytogenetiker für die praktische Anwendung angeboten haben, und wenn es solche Angebote gegeben hat, ob sie angenommen oder abgelehnt wurden.

Das Landwirtschaftsministerium könnte uns auch mitteilen, welche seiner wissenschaftlichen Forschungsinstitute (von Colleges) sich nicht mit der Zytogenetik im Allgemeinen und insbesondere mit der Polyploidie von Pflanzen beschäftigt haben, die durch die Anwendung von Colchicin gewonnen wurden.

Ich weiß, dass viele Institute in dieser Art von Aktivitäten engagiert waren und sind, die meiner Meinung nach wenig produktiv sind. Darüber hinaus richtete das Landwirtschaftsministerium eine spezielle Institution unter der Leitung von A. R. Zhebrak ein, um Fragen der Polyploidie zu untersuchen. Ich denke, dass diese Institution, obwohl sie einige Jahre lang nichts anderes getan hat als ihre Arbeit zur Polyploidie, buchstäblich nichts von praktischem Wert hervorgebracht hat.

Hier ist ein Beispiel, das angeführt werden könnte, um zu zeigen, wie nutzlos das praktische und theoretische Programm unserer einheimischen Morganisten-Zytogenetiker ist.

Professor für Genetik, NP Dubinin, korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, der von unseren Morganisten als der bedeutendste unter ihnen angesehen wird, arbeitet seit vielen Jahren daran, die Unterschiede in den Zellkernen von Fruchtfliegen in städtischen und ländlichen Ortschaften.

Der besseren Übersichtlichkeit halber sei folgendes erwähnt. Was Dubinin untersucht, sind nicht qualitative Veränderungen - in diesem Fall im Zellkern -, die durch die Wirkung qualitativ unterschiedlicher Lebensbedingungen entstehen. Was er untersucht, ist nicht die Vererbung von Eigenschaften, die Fruchtfliegen unter dem Einfluss bestimmter Lebensbedingungen erworben haben, sondern Veränderungen, die an den Chromosomen erkennbar sind, in der Zusammensetzung der Population dieser Fliegen als Ergebnis der einfachen Zerstörung von ein Teil von ihnen zum einen während des Krieges. Dubinin und andere Morganisten nennen eine solche Zerstörung "Auswahl". Eine solche mit einem gewöhnlichen Sieb identische "Auswahl", die mit der wahrhaft schöpferischen Rolle der Auswahl nichts gemein hat, ist Gegenstand von Dubinins Untersuchungen.

Seine Arbeit trägt den Titel: "Structural Variability of Chromosomen in Populations of Urban and Rural Localities".

Hier einige Zitate daraus:

" Während der Untersuchung einzelner Populationen von D. funebris in der Arbeit von 1937 wurde festgestellt, dass es merkliche Unterschiede hinsichtlich der Konzentration der Inversionen gab. Tinyakov betonte dieses Phänomen anhand von umfangreichem Material. Allerdings hat uns erst die Analyse von 1944-45 gezeigt, dass diese erheblichen Unterschiede auf die unterschiedlichen Wohnbedingungen in Stadt und Land zurückzuführen sind.

" The population of Moscow has eight different orders of genes. In the second chromosome there are four orders (one standard and three different inversions). One inversion in the III chromosome and one in IV . Inv. II--1 has its limits from 23 C to 31 B. Inv. II--2, from 29 A to 32 B. Inv. II--3, from 32 B to 34 C. Inv. III--I, from 50 A to 56 A. Inv. IV--1, from 67 C to 73 A/B. In the course of 1943-45 the karyotype of 3,315 individuals in the population of Moscow was studied. The population contained immense concentrations of inversions, which proved to be different in various sections Of Moscow." [14]

Dubinin went on with his investigations during and after the war and studied the problem of the fruit flies in the city of Voronezh and its environs. He writes:

"The destruction of industrial centres during the war upset the normal conditions of life. The drosophila populations found themselves in severe conditions of existence which, possibly, surpassed the severity of wintering in rural localities. It would be of profound interest to study the influence of the changes in the conditions of existence caused by the war upon the karyotypical structure of urban populations. In the spring of 1945 we studied populations from the city of Voronezh, one of those that suffered the worst destruction as the result of the German invasion. Among 225 individuals only two flies were found to be heterozygotal for inversion II--2 (0.88 per cent). Thus the concentration of inversions in this large city proved to be lower than in rural localities. We see here the disastrous action of natural selection upon the karyotypical structure of the population." [fünfzehn]

Dubinin, as we see, writes so that on the surface his work may appear to some to be even scientific. As a matter of fact, this was one of the main works on the basis of which Dubinin was elected Corresponding Member of the Academy of Sciences of the U.S.S.R.

But if we were to put it all in plainer terms, stripping it of the pseudo-scientific verbiage and replacing the Morganist jargon with ordinary Russian words, we would arrive at the following:

As the result of many years of effort Dubinin "enriched" science with the "discovery" that during the war there occurred among the fruit-fly population of the city of Voronezh and its environs an increase in the percentage of flies with certain chromosome structures and a decrease in the percentage of dies with other chromosome structures (in the Morganist jargon that is called "concentration of inversions " II--2).

Dubinin is not content with these "highly valuable" discoveries from the theoretical and practical standpoint, which he made during the war. He sets himself further tasks for the period of recovery. He writes :

"It will be very interesting to study in the course of several coming years the restoration of the karyotypical structure of the urban population in connection with the restoration of normal conditions of life."

That is typical of the Morganists' "contribution" to science and practical activity before the war and during the war, and such are the vistas of the Morganist "science " for the period of recovery!


Diskussion

Examples of mRNA movement across graft junctions were previously demonstrated in several model plant species [15, 19, 21, 38]. Long distance movement of a few mRNA species has also been documented in apple, including IAA14 und GAI [16, 17, 39]. Recently, extensive mRNA exchange was revealed between Arabidopsis and its parasitic plant C. pentagona through symplastic junctions [30, 31], between inter-generic grafts of Arabidopsis and tobacco [32], and between intra-specific (inter-ecotype) grafts of Arabidopsis through graft junctions [33]. However, these works were based on model and short-lived annual species and to what extent the conclusions from these studies can be applied to graft crops of economic significance is unknown. In this study, we advanced our knowledge in this area by extending the studies of mRNA exchange in model species to an important woody, fruit crop species of grapevines.

Genome-wide exchanges of mRNAs between graft partners

A total of 3333 annotated grape genes were found to produce mobile mRNAs across graft junctions in this study. They accounted for about 12.7 % of the total protein coding genes (26,346) in grape. The extent of mRNA exchange between graft partners revealed in this study was extensive, at a similar scale as what was recently reported in Arabidopsis (about 6 %, 2006 out of 33,602 genes, produced mobile mRNAs) [33]. Because detection of mobile RNAs is contingent on the availability of SNPs differentiating graft partners, sequencing coverage, mRNA stability, tissue sampling and other technical and biological factors, it would not be possible to detect all the mobile mRNAs and, therefore, the proportion of the genes that were found to produce mobile mRNAs in this study is likely underestimated.

A significant portion of the transmitting genes showed very low mRNA transmission rates in this study (Fig. 3). Because only a small number of mobile mRNAs were present in the receptor tissue, their biological significances, if any, were difficult to assess. However, there were some genes which transmitted their mRNAs with relatively high rates in different grafts. These mobile mRNAs, while their biological significances were unknown, were likely transmitted through certain selective processes. Conceivably, the numbers and species of mRNAs which are responsive to selective translocation will be different under different growth conditions. Another interesting observation in this study was that the mRNA transmission rates of the same genes from the same genotype were generally correlated well, but not so evident between different genotypes. This suggests that the donor genotype likely plays a key role in determining how frequently mobile transcripts are transmitted in a graft.

The transmitting genes discovered in this study were involved in many different biological processes (Additional file 2: Datasets S3, S5 and S6). Many of these processes were over-represented in both the in vitro and field graft transmitted genes, covering various basic cellular, biosynthetic, catabolic, and metabolic activities. It was interesting to note that many processes related to responses to various forms of stresses and stimuli, such as water, temperature and chemicals, were over-represented, suggesting that mRNA movement in the grafted grapevines in this study were responsive to growth conditions and environmental stresses. Additional evidence to support this hypothesis is that the in vitro and field grafts which were grown under different stress regimes had unique, additional stress-responsive genes involved. In the field grafts, mobile mRNAs from genes which were responsive to the stimulus of abscisic acid, carbohydrate, chitin, and organic substance were uniquely over-represented. In contrast, in the in vitro grafts, mRNAs from the genes responsive to cadmium ion, hormone, inorganic substance, metal ion, and salt stress were over-represented. In addition to this stress-responsive theme, we also found that many transcription factors and hormone-related genes participated in long-distance mRNA transmission, which presumably provide additional levels of regulations of many plant growth and development processes in the grafted plants.

We discovered that there were about 600 transmitting genes shared between the grapevines in this study and the Arabidopsis previously reported [33]. While these shared genes had diverse functions and were involved in many different biological processes, some of them were related to hormone transport, signal transduction and responses to certain forms of stresses and stimuli. Whether or not some of these genes are representative of the core common genes involved in producing and transmitting mRNAs in grafted plants is yet to be confirmed.

Impact of graft combinations, genotypes, and growth conditions on mRNA exchange

Impact of scion/rootstock combinations on macromolecular translocation has been reported before. The study on the graft transmission of phloem proteins in interspecific and intergeneric heterografts in the Kürbisgewächse family suggested that the direction of phloem protein translocation depended on the scion/rootstock combination [43]. Similarly, the mouse ear tomato mutant can induce leaf phenotypic changes in wild-type grafting partner only when the mutant was used as the rootstock [22]. Auf der anderen Seite, in vitro reciprocal grafts between wild type and transgenic potato plants overexpressing the POTH1 gene demonstrated that the transgenic POTH1 only moved toward the rootstock [14]. Both directional and bi-directional exchanges of mRNAs between rootstocks and scions took place in grafted Arabidopsis [33]. We also observed such directional and bi-directional exchanges of mRNAs in the grafted grapevines in this study (Fig. 2), providing first support evidence from a woody species.

Overall, the number of mobile RNAs found in the field grafts was much smaller than that in the in vitro grafts. In addition, we observed that more rootstock mRNAs moved into the scion tissues in the in vitro reciprocal grafts. However, a reversed case was found in the field grafts. These differences could be attributed to different graft genotypes, different growth conditions (in vitro vs. field), different ages of graft material (4 weeks in vitro vs. 11 years in field), and different proximities of the scion and rootstock tissues to the graft junctions (few centimeters in vitro vs. several meters in field) (Additional file 1: Figure S1). Moreover, the in vitro grafts were grown on growth medium containing sucrose and other nutrients, thus the source-sink gradient for the in vitro grafts was not as apparent and effective as that in the field grafts. Furthermore, in the mature field grafts, mobile mRNAs from rootstocks would have to travel over a long distance to reach young scion shoots and therefore many of the mobile mRNAs from rootstocks might not reach that far before being degraded. Indeed, investigation of the distribution of a particular tomato host gene with high level of mobility along the stem of the parasitic plant (C. pentagona) revealed that the host gene transcript level decreased significantly from the basal section to the apical tip [30]. A similar gradient for RNA movement was also reported in Arabidopsis grafts [33]. These findings suggest that most mRNA species in the phloem stream might not be very stable or did not diffuse or migrate very far from the site where the message was generated, which offers a plausible explanation of why so few mobile RNAs were detected in the scion tissue of the field grafts in this study. Comparisons of the abundance, movement directions and patterns of mobile mRNAs in the in vitro and field grafts revealed an important fact that while many hundreds, perhaps even thousands, of genes could transmit their mRNAs between graft partners, only a small number of them might reach certain tissues to become biologically relevant. Such comparisons also reinforced that research results of mRNA exchange from model species and certain experimental material, such as the in vitro grafts in this study, were invaluable, but special cautions are needed to interpret the results, especially when extending the conclusions beyond the system studied.

Genotypes, scion/rootstock combinations, and growth conditions not only affected the scale or extent of the mRNA exchange, but also had significant impact on the species of mRNAs transmitted. We revealed that many biological processes conferred by the mobile mRNAs were shared by different genotypes, graft partners, and grafts grown in different conditions, but at the same time, there were many processes uniquely over-represented under certain biological and environmental conditions. The genetic and physiological bases for these graft-, genotype- and environment-dependent mRNA movements are yet to be elucidated. Future studies in this area are certainly of great interest not only to the understanding of the molecular and genetic mechanisms regulating the process of mRNA movement in grafted plants, but also to the development and selection of superior grafts for practical agricultural uses.

MRNA movement mechanisms

While many mRNAs were detected in phloem saps in plants [8, 9, 11, 12, 38, 39], few were found with known necessity of long distance trafficking to carry out their functions. A closer examination of the macromolecules detected in phloem sap showed that many of these molecules are quite abundant in plants in general [44–46]. Many components for protein translation and protein degradation were detected in phloem stream but may have no necessary function there and were ‘leaked’ or diffused passively into the phloem stream simply due to their abundant quantity in plants [1]. All these work suggested that ‘spill over’ was likely a cause for the presence of a large number of macromolecules, including mRNAs, in the plant phloem system. The detection of host non-phloem mobile transcripts in the parasitic plant tissues of C. pentagona also provided supporting evidence of such possible ‘spill over’ of abundant transcripts from cells to cells [30, 31]. The fact that more than 10 % of the graft transmitting genes showed very low transmission rates in this study (less than 0.001, Fig. 3c) also suggests the existence of a genome-wide, non-selective mass flow mechanism involved in the mRNA movement across graft junctions of grapevines (Fig. 3). For example, many genes coding for ribosome components were found to transmit their mRNAs across graft junctions at low transmission rates and they were over-represented in both field and in vitro graft transmitted genes (Additional file 2: Datasets S3, S5 and S6). This structural constituent of ribosome is a common component observed in almost all studies of phloem mRNA populations [8, 9, 11, 39]. The presence of such mRNAs in phloem sap samples could be explained by the passive mass flow into the phloem stream, since many of those transcripts were ubiquitously expressed in all plant parts and there would be no biological necessity for such messages to be selectively translocated across the graft junction into a grafting partner.

Active long-distance mRNA trafficking has been reported for StBEL5 in potato and GAI in Arabidopsis [15, 20, 21]. Selective movement of mRNAs across graft junctions was recently demonstrated in the grafted Arabidopsis [33]. In this study, we observed that some genes had their mobile RNAs detected in the field grafts, but not in the in vitro grafts, even though they had diagnostic SNPs and were expressed at comparable levels as that in the field grafts. Why the mRNAs of these genes were transmitted across graft junctions in the field grafts, not in the in vitro grafts, is unknown, but some types of selective processes, including those dependent on genotypes, growth conditions and age of grafts, might have been involved. We also observed that some genes produced mobile mRNAs transmitted only to one graft partner, but not to the other, suggesting that some selective processes might be involved in promoting or inhibiting the movement of these mRNAs towards a particular graft partner or direction. Additional evidence for supporting the existence of selective process in mobile mRNA movement in this study came from the fact that some genes were expressed at relative low levels, but their mRNAs were transmitted at the rates higher than expected by random transmission (Fig. 3). These genes might contain some intrinsic elements facilitating their long distance trafficking as reported by others [21, 25].


Anpassung

Cell biology
The constellation of processes by which an organism adjusts to a new or altered environment in response to stress and increased physiologic demands.

Zahnheilkunde
(1) The proper fitting of a denture.
(2) The degree of proximity and interlocking of restorative material to a tooth ‘prep’.

Evolutionsbiologie
A phenotypic feature which improves the reproductive success of a species.

Mikrobiologie
The adjustment of bacteria to a new or altered environment.

Molekularbiologie
The change in the response of a subcellular system over time functional or structural changes that allow an organism to respond to changes in the environment the ability to physiologically adjust to a new environment&mdashtypically, cells de-adapt when transferred to different growth conditions.

Augenheilkunde
The ability of the eye to adjust to variations in light intensity.

Orthodontics
An adjustment of corrective bands resulting in a shifting of the teeth.

Physiologie
A reduction in the frequency of neuronal firing under conditions of constant stimulation.