Plantáže na zasolených půdách?
Zasolené půdy znamenají pro většinu rostlin v přírodě stresové prostředí, kde se jim nedaří růst. Když u nich ale poškodíme gen pro vnímání modrého světla, všechno se změní. Proč?
Rostliny se nemohou aktivně pohybovat z místa na místo jako živočichové, nemohou tedy utéci před nepříznivými podmínkami prostředí, například zastíněním nebo suchem.
Aby se mohly s těmito podmínkami vyrovnat, mají vyvinutou řadu důmyslných mechanismů, kterými vnímají světlo, teplotu, vlhkost, přítomnost jiných rostlin a podobně.
Světlo jako zdroj i jako signál
Hlavním tématem výzkumu naší Laboratoře molekulární fyziologie na Katedře buněčné biologie a genetiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci je vliv světla na rostliny. Světlo je pro rostliny zcela klíčové, protože jim poskytuje energii na výrobu organických látek během fotosyntézy. Je proto jedním z nejdůležitějších faktorů kontrolujících růst a vývoj rostlin. V rostlinných buňkách jsou zvláštní bílkoviny, fotoreceptory, určené pro vnímání světla - jeho intenzity, barvy a směru paprsků. Regulace růstu je pak z velké části zprostředkována rostlinnými hormony auxiny. Detailní mechanismy vzájemného ovlivňování světla a auxinů však zatím nejsou dostatečně objasněny.
Modré světlo a stres
Cílem výzkumu je zjistit, jak modré světlo ovlivňuje schopnost rostlin vzdorovat různým stresovým podmínkám, např. velkému množství soli v půdě. Pracujeme s rostlinami rajčete, které mají dědičně poškozeny různé fotoreceptory. Zjistili jsme, že se od sebe odlišují schopností tolerovat zasolení půdy. Modré světlo tedy nějakým způsobem reguluje reakci rostlin na tento stres. Naše výsledky vedly k identifikaci genu, který by mohl hrát významnou úlohu v těchto procesech. Nyní se snažíme tento gen (označujeme ho pracovně 7B-1) podrobněji popsat a zjistit jeho přesnou funkci.
Známý nebo neznámý gen?
Naše strategie spočívá v tom, že se nejprve pokoušíme zjistit, zda gen 7B-1 náhodou nepatří mezi již dříve popsané geny se známou funkcí. Pokud tomu tak bude, tak budeme zjišťovat, která část genu je zodpovědná za schopnost rostlin tolerovat na modrém světle stresové faktory. Pokud bude 7B-1 patřit k zatím nepopsaným genům, musíme zvolit jiné postupy, které by vedly ke zjištění sekvence tohoto genu a následně k určení jeho funkce. Jednou ze strategií by mohlo být použití moderní metody zvané mikroerej, při které jsme schopni v krátkém čase srovnat expresi (jednoduše řečeno funkčnost) několika tisíc genů v kontrolních a defektních rostlinách. Toto srovnání nám může pomoci gen 7B-1 vypátrat.
K čemu to bude?
Náš projekt patří k tzv. základnímu výzkumu, jehož výsledky budou dříve či později využitelné v praxi. Objasnění funkce genů nám pomůže důkladněji poznat složité mechanismy, které regulují vývoj a růst rostlin. Znalostí o funkci genů může člověk využít ve svůj prospěch tím, že bude schopen vytvořit nové odrůdy či geneticky modifikované rostliny se zvýšenou schopností tolerovat stresové faktory anebo změněné či nepříznivé klimatické podmínky.
Autor je vedoucí Laboratoře molekulární fyziologie na Katedře buněčné biologie a genetiky Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.
Více se dozvíte v přírodovědném magazínu Natura.
Nejposlouchanější
E-shop Českého rozhlasu
Starosvětské příběhy lesníků z časů, kdy se na Šumavě ještě žilo podle staletých tradic.
Václav Žmolík, moderátor
Zmizelá osada
Dramatický příběh viny a trestu odehrávající se v hlubokých lesích nenávratně zmizelé staré Šumavy, několik let po ničivém polomu z roku 1870.
