Gen pro krásnější rostliny  
Gen, který pomáhá rostlinám rozhodnout kde a kdy na stonku vyraší nový výhonek, byl odhalen. Poznatek může dát vznik krásnějším rostlinám, keřům ale také obilí, které dává méně energie na tvorbu neproduktivních částí a tím vyšší výnosy…

„Větvení má velký vliv na stavbu rostliny“, říká Ottoline Leyserová z University of York ve Velké Británii. Jmenovaná je výzkumnou pracovnicí, která se podílela na studii ze které vyplynulo, že jednoduché ano/ne rozhoduje o tom, zda rostlina začne růst „do strany“ a jaký bude její konečný tvar. Leyserová a její kolegové odhalili u rostliny jménem huseníček Thalův (Arabidopsis thaliana) gen, který nazvali MAX3. Huseníček je plevel, který, mají genetici ve velké oblibě, protože jeho genom je malý a tak se v něm snadněji bádá. Nedávno jsme vás na těchto stránkách informovali, jak zablokováním genu HOL ustává v rostlině huseníčku produkce metylových sloučenin halových prvků a jak takové rostliny potom neprodukují plyny které ničící ozonovou vrstvu. Rostliny s vyřazeným HOL genem se z hlediska ochrany ozónové vrstvy stávají „ekologickými“. Další nedávný objev učiněný na huseníčku se zase týkal jeho geneticky modifikované formy, která dokáže barevně pozměněnými listy prozradit, kde se v zemi uvolňují nepatrné stopy oxidu dusičného, a tím přesně a levně lokalizovat přítomnost min.
Nynější článek by se ve srovnání se dvěma předchozími případy mohl jevit méně významný, ale takový  dojem by byl mylný.  Huseníček je rostlina, u které se vyskytují často jedinci, kteří své lodyhy nepřiměřeně hodně větví. U těchto rostlin vědci často pozorovali mutace v genu, který označili MAX3. Pokud tento gen není zmutovaný, produkuje protein, který brání větvení stonku, jinými slovy udržuje růst daného stonku jako "hlavní kmen". Pokud je gen poškozený mutací, netvoří funkční protein a stonek se začne větvit. Vše ukazuje na to, že se výzkumníkům podařilo najít gen a jeho produkt protein, který je oním „velkým šéfem“ rozhodujícím o inhibici větvení. Příroda takové inhibice umně využívá, například v případech, kdy je potřeba, aby se hlavní stonek se co nejrychleji vymanil ze stínu, dosáhnul  potřebné výšky a tím i sluníčka. I když vlastní mechanismus, kterým tak rostlina činí, není zatím zcela odhalen,  Leyserová je přesvědčena, že protein produkovaný genem MAX3 váže molekuly karotenoidů a štěpí je na fragmenty. Tyto fragmenty karotenoidů by měly být oním signálem pro rostoucí buňky, který jim říká, jak se mají dělit. Pokud je tomu tak, jak tvrdí Leyserová, potom se Angličanům podařilo odhalit nový, dosud neznámý rostlinný hormon.

"Vypínání" a "zapínání" větvení
Znalost toho, čím rostliny řídí své větvení by mohlo být významné. Rostlináři vědí, že i jiné hormony, mez něž patří auxin a cytokiny, také ovlivňují větvení. Také se ale o těchto hormonech ví, že mají značně široké spektrum dalších účinků, které nelze  od sebe oddělit.  „Pokud chcete změnit rostlinu a nezměnit na ní současně  50 milionů dalších, nechtěných věcí“, dodává žertem autorka objevu Leyserová, „potom je lepší sáhnout po právě objevené MAX3 cestičce“
.


U huseníku Thalova byl objeven gen, který prostřednictvím dioxygenasy a štěpení karotenoidů rozhoduje o tom, zda se lodyha bude větvit.

Umělé ovlivňování MAX3 genu, zřejmě najde brzké uplatnění u architektů okrasných zahrad, protože jeho vyblokování umožní vzniknout ornamentálně bohatěji tvarovaných rostlin. Kvetoucí rostliny, nebo keře se budou mnohem více větvit a výsledné rostliny nabudou „plnějšího“ vzhledu, zajistí větší „krytí“.
 
Na opačném konci ovlivňování funkčnosti genu MAX3 se zase jeví možnost podpořit funkci genu a ovlivnit růst méně ušlechtilých „křivých“ dřevin. Ušlechtilostí je zde míněna kvalita dřeva z pohledu možného dalšího zpracování. U křivě rostoucích a větvených stromů by vnesení, nebo ovlivnění MAX3 genu v kladném  slova smyslu, by mělo působit tak, že se kmen nebude rozvětvovat. Stromy s menším větvením budou produkovat kvalitnější rovné dřevo, využitelné pro zpracování na žádané dlouhé trámy, prkna a lišty, a protože bude takové dřevo bude bez suků, bude odolnější proti lomu.
U obilovin, jako například u pšenice, se po vyřazení takového genu očekává , že rostliny nebudou dávat sílu do neproduktivních výhonků a zbude jim více energie na tvorbu olistění. Porosty takových rostlin by teoreticky měly účinněji využít asimilačních procesů a tím poskytnout vyšší výnosy zrna.

Vývoj rostlin je komplikovaný a citlivě reaguje na vnější prostředí. Je řízen rostlinnými hormony, které působí jako dlouhotrvající signály, které v sobě integrují genetické a environmentální podněty. Jsou to nakonec právě hormony, které rozhodují o jejich vývoji. Dobrým příkladem k pochopení takového  jevu je právě řízení větvení stonků. Vzezření (tvar) rostlin v důsledku interakce environmentálních podmínek a vývojových podnětů, nabýt i u jednoho genotypu, řadu podob.
Nově se nyní výzkumníkům podařilo získat důkaz pro existenci genu (MAX3), který  řídí rostlinnou signální molekulu, která hraje úlohu v regulaci  růstu výhonků a větvení rostlin. Ukázali, že gen MAX3 je nutný pro produkci štěpem přenosného, vysoce účinného inhibitoru větvení. Objevený inhibitor je odlišný od všech dosud známých hormonů, o nichž se ví, že také dokáží potlačit větvení. Nové signální molekuly vznikají v důsledku působení MAX3 genu, kódujícího dioxygenasu v chloroplastech, která může štěpit rozmanité karotenoidy.
Výsledky dosavadního bádání anglického týmu by se daly shrnout následovně: MAX3 gen rozhoduje o syntéze nového, od karotenoidu odvozeného signálu, který má dlouhodobější účinek a reguluje u rostlin proces jejich větvení.


Řízení MAX3 genu v představě výtvarníka.

Pramen: University of York, Velká Británie

 

Datum: 03.08.2004
Tisk článku

Myslet jako včela - Linhart Roman
 
 
cena původní: 399 Kč
cena: 319 Kč
Myslet jako včela
Linhart Roman
Související články:

Geneticky modifikované rostliny odhalí miny     Autor: Jaroslav Petr (01.02.2004)



Diskuze:

generalka

dsefee,2006-03-22 11:35:12

banííííííííííííííííííííííííík

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace