Sdílet
2. září 2024
Vědcům z CEITEC Masarykovy univerzity (MUNI) se podařilo prokázat, že některé procesy, kterými se rostliny vyrovnávají se stresem prostředí a které byly dosud prokázány u experimentální rostliny huseníčku (Arabidopsis thaliana), fungují i u běžných plodin, jako je řepka olejka. Zdá se, že to nestojí za zmínku, ale přechod od „laboratorní myši“ k reálnému objektu je ve vědě velkým (a zejména velmi nákladným) krokem. Tyto poznatky přibližují vědce k praktickým řešením – a zvýšení odolnosti plodin vůči nepříznivým podmínkám je jedním z nich.
V dnešním světě, kdy změna klimatu představuje pro výživu lidstva stále větší riziko, je hledání způsobů, jak zvýšit odolnost plodin, klíčové. Silnější a přizpůsobivější rostliny znamenají spolehlivější zdroje potravin a potenciálně nižší náklady pro zemědělce i spotřebitele.
Tým z CEITEC MUNI pod vedením Jana Hejátka zkoumal, jak rostliny reagují na stres způsobený nízkými teplotami a zasolenými půdami. Jádrem jejich objevu jsou speciální geny nazývané regulátory odpovědi typu A (RRA). Tyto geny reagují velmi rychle produkcí speciálních proteinů, které fungují jako malí, ale mocní strážci, kteří pomáhají rostlinám úspěšně čelit výzvám jako jsou nízké teploty nebo zvýšený obsah solí v půdě. Vědci identifikovali nové RRA geny u řepky olejky (Brassica napus), které sdílejí vysoký stupeň sekvenční identity s geny u Arabidopsis thaliana, široce využívané modelové rostliny známé pro svou klíčovou roli v genetickém výzkumu. Přeloženo do srozumitelného jazyka to znamená, že specifické reakce na stres prostředí jsou vlastní i jiným rostlinným druhům, protože geny, které na tento typ stresu odpovídají, si v průběhu evoluce zachovaly svou funkci.
Klíčovým aspektem výzkumu, který byl publikován v Journal of Experimental Botany, bylo studium další skupiny genů nazývaných regulátory odpovědi typu B (RRB). Tyto geny úzce spolupracují s geny typu RRA a řídí reakci rostliny na podněty prostředí. „Spojili jsme síly s dalšími kolegy z CEITEC z výzkumné skupiny Helene Robert Boisivon, kteří dokázali zvládnout vysoce specializovaný a náročný proces a připravit pro naše experimenty transgenní řepku. Pomocí geneticky modifikovaných rostlin řepky jsme zjistili, že reakci na chladový stres zprostředkovává z velké části rostlinný hormon zvaný cytokinin,“ říká Katrina Leslie Nicolas Malá z výzkumné skupiny Jana Hejátka. „Když je řepka olejka vystavena chladovému stresu, cytokininy aktivují geny RRB, které zase hrají klíčovou roli tím, že spouštějí geny RRA. Aktivované geny RRA pak pomáhají rostlinám přizpůsobit se chladu a pokračovat v růstu,“ shrnuje Jan Skalák, jeden z korespondenčních autorů studie.
Prokázáním této souvislosti výzkum odhalil, jak se cytokininy podílejí na schopnosti rostlin vyrovnat se se stresovými podmínkami prostředí.
„Na vědeckých konferencích často hovoříme o tom, že je třeba najít způsoby, jak naše laboratorní výsledky využít v reálném světě. Považuji proto za obrovský úspěch, že se nám podařilo ověřit regulační mechanismus popsaný u huseníčku na tak hospodářsky významné plodině jako je řepka olejka,“ uzavírá Jan Hejátko. Výsledky výzkumného týmu tak poskytují cenné poznatky o tom, jak bychom mohli vyvinout odolnější odrůdy plodin.
Autor/ka
Odborný kontakt
