Jak parazitické rostliny „kradou” geny

4. listopad 2016
Záraza sp.

Parazit na rostlinách zvaný záraza, získává od svého hostiteli geny, které pak používá proti němu. Nová studie, která tento přenos zkoumá, může přispět k ochraně úrody zemědělských plodin.

Vědci z Pensylvánské státní university sledovali 52 incidentů, kdy od hostitelské k parazitující rostlině putovaly nejen živiny, ale také geny. „Ukradené” geny začaly fungovat jako parazitovy vlastní.

Parazit má zvláštní kořeny

Některé příslušnice rodu záraza rostou i na českém území, nejznámější takovou rostlinou je podbílek šupinatý. Se vznikem zemědělství se zárazy naučily přiživovat na zemědělských, kultivovaných rostlinách.

Vysávat živiny z hostitelských rostlin zárazám pomáhají zvláštní kořeny haustoria. Funkcí se dají přirovnat k lidské placentě, z níž bere výživu dítě v těle matky. Prostřednictvím haustoria dochází také spontánně a náhodně k výměně genetického materiálu.

„Záraza si vypůjčí z DNA svého hostitele genom,” přibližuje situaci molekulární biolog Petr Svoboda.

Jak se geny uchytí

Klíčovou otázkou výzkumu bylo, jaké geny se uchytí v hostitelském genomu. Je to proces náhodný. Parazitická rostlina si nemůže vybrat geny, ale když se jí hodí, gen se udrží.

K tomu přispívá i fakt, že parazit od hostitele získá kromě daného genu také regulační oblast, která umožňuje, aby se gen projevil.

„Odnese si celé nádraží i s výpravčím,” žertuje Viktor Žárský.

Pochopení toho, jak funguje výměna genů mezi kulturními plodinami a jejich parazity, je důležité pro záchranu úrody – především ve třetím světě.

Například v subsaharské Africe nebo na Blízkém východě kvůli parazitům, kterým se říká striga, vadnou lány cukrové třtiny.

Záraza douškolistá (bílá)

Jak zachránit úrodu

Rostliny obvykle klíčí, když je dáme do vody. Parazitům voda nestačí, nemají schopnost fotosyntézy.

„Vyklíčí jen když je nablízku rostlina, na kterou se můžou přisát,” vysvětluje Viktor Žárský.

Na tomto principu jsou založeny zkoušky metody, která by mohla pomoci odvrátit škody, které parazitické rostliny páchají na úrodě.

Jak podvést parazita

Signálem ke klíčení jsou látky zvané strigolaktony. Vědci je zkoušejí aplikovat na parazita tak, aby vyklíčil ještě před klíčením hostitelské plodiny. Bez ní uschne.

Biologové v těchto projektech spolupracují s místními zemědělci, už ve fázi základního výzkumu.

Nevýhodou metody je zatím to, že strigolaktony v podobě chemikálie jsou poměrně drahé.

Horizontální přenos genů

Bakterie „stěhují” mezi sebou geny běžně, mluvíme o horizontálním přenosu genů.

U živočichů se to neděje, dodávají vědci, i když občas sníme kousky DNA z potravy.

„Pokud jíme rajče, okurku nebo zelený salát, geny se do naší DNA prakticky nedostanou,” dodává Petr Svoboda.