Jak můžou kmenové buňky pomoci zvýšit úrodu?

2. červen 2016
Kmenové buňky

Nové poznatky o tvorbě kmenových buněk u rostlin by mohly pomoci zlepšit úrodu plodin nutných k výživě lidstva. Při prvních pokusech zvedly výnosy kukuřice o polovinu.

Vědci z laboratoří Cold Spring Harbour objevili totiž nový typ signálu vycházejícího z listů rostlin. Sděluje kmenovým buňkám, zda mají nebo nemají růst, vytvářet zárodky mladých lístků nebo stonku.

Rostlina, respektive její kmenové buňky, z nichž teprve vzniknou konkrétní rostlinné orgány, díky němu třeba dostane informaci, že zatím nemá růst. Ale proč?

Jedním z možných vysvětlení je, že rostliny prostřednictvím tohoto signálu reagují na to, zda mají dostatek světla, výživy nebo vody. Když signál nepřijde, rostlina vyrobí přiliš mnoho semen, která neuživí.

Pokusy na Havaji

Zda tento princip dokážeme uplatnit v zemědělství ve větším měřítku, teď ukážou polní pokusy.

Rostlinný fyziolog Viktor Žárský připomíná, že už jde ale o skvělý vědecký počin, pěstování kukuřice, které se studie týkala, je totiž náročné.

“Potřebujete velké pole, Američané proto obvykle mívají jednu sklizeň ve svém regionu a druhou na Havaji,” líčí Žárský, který s partnery z havajských laboratoří spolupracoval.

Připomíná, že v genetice rostlin mnohé objevy proběhly na kukuřici.

Princip úspěchu

Základem toho, aby objev vědců z Cold Spring Harbour přispěl k vyšší sklizni, je pochopení komunikace mezi buňkami, která probíhá u všech mnohobuněčných organismů, včetně mořských řas.

Podílejí se na ní tzv. receptorové kinázy, “antény” nastavené na příjem informací od jiných buněk. Buňky se spolu domlouvají, jak se dělit a jak vytvářet orgány.

Kukuřice

“Naše a rostlinné kmenové buňky fungují stejně, “ říká Viktor Žárský.

Rostlina tedy z listů dostává informace, kdy má růst. Těchto znalostí využívají i sadaři, například při řezu stromů.

Větší úroda

Když signál ze zárodku mladých listů chybí, dělivá pletiva - meristémy - začnou růst chaoticky.

Hlavní úspěch studie spočívá v nápadu pokusit se tento signál nezabrzdit úplně, ale jen oslabit.

“Vzniká tak víc stavebního materiálu, klasy jsou dvojnásobně velké, “ vysvětluje Viktor Žárský.

Odolnost vůči stresu

Rostliny jsou velmistři v překonávání stresu, což mají geneticky zakódováno.

“Potřebují to, když třeba zahájí život ve škváře na skále nebo na chodníku,” dodává Žárský.

Rostliny si tak mnohdy poradí s velkým suchem, výkyvy teplot i mechanickým poškozením.