Wyniki opublikowano w „Plant and Cell Physiology”. W ocenie autorów publikacji pozwalają one lepiej zrozumieć, jak złożone są kompromisy pomiędzy wzrostem a odpornością na stres, a także dostarczają nowych wskazówek dla hodowli odmian lepiej przystosowanych do zmieniających się warunków klimatycznych.

Strigolaktony to roślinne hormony regulujące zarówno wzrost, jak i reakcję roślin na stres środowiskowy. Jak powiedziała pierwsza autorka publikacji Magdalena Korek z Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, choć hormon jest znany nauce dopiero od kilkunastu lat - to jego potencjał w wielu kwestiach uważa się za obiecujący.

- W mojej ocenie strigolaktony mają tę przewagę nad innymi hormonami, że z jednej strony wpływają na odpowiedź roślin na warunki środowiskowe, ale też na samą architekturę tych roślin. Te dwa aspekty są nieoderwalne – mówiła PAP doktorantka w Instytucie Biologii, Biotechnologii i Ochrony Środowiska UŚ.

Magdalena Korek w swoich badaniach skupia się na analizie ścieżki sygnalizacji tego hormonu, tzn. identyfikuje geny oraz czynniki transkrypcyjne (białka decydujące o aktywności lub zahamowaniu funkcji genu), które mogą kierować rozwojem roślin w zależności od obecności tego hormonu. Bada zwłaszcza dwa geny, które kodują białka: receptor i represor strigolaktonów, z których jeden uruchamia całą kaskadę sygnalizacji, a drugi uniemożliwia tę aktywność.

Analizy prowadziła na jęczmieniu – roślinie modelowej w Zespołu Genetyki i Genomiki Funkcjonalnej Roślin, w którym doktorantka pracuje. W swoich badaniach skupiła się na dwóch mutantach o zupełnie innych zespołach cech. Jej celem było wyjaśnienie mechanizmu pod względem molekularnym, jak te geny i zależne od nich czynniki transkrypcyjne prowadzą do dwóch skrajnych fenotypów. Drugim analizowanym aspektem było sprawdzenie, jak te rośliny reagują na stresy środowiskowe.

Z analiz wynika, że zmiana w genie kodującym represor strigolaktonów u jęczmienia prowadzi do „kompromisu rozwojowego”: rośliny wytwarzają mniej pędów bocznych i wykazują mniejszą efektywność fotosyntezy, ale jednocześnie charakteryzują się zwiększoną odpornością na suszę.

- Roślina z ograniczoną liczbą źdźbeł ma mniejszą biomasę konieczną do utrzymania przy życiu. Dodatkowo ograniczona aktywność fotosyntezy wiąże się z mniejszą ilością wody potrzebnej do tego procesu. Dzięki temu roślina ma większe zdolności do przetrwania w trakcie suszy – wyjaśniła doktorantka.

W jej ocenie jest to nowy kierunek badań na rzecz poszukiwania takich modyfikacji roślin uprawnych, aby były one lepiej przystosowane do zmieniających się warunków środowiskowych.

Magdalena Korek podkreśliła też, że typ modyfikacji w genach, którymi ona się zajmuje nie oznacza, że tak powstały jęczmień będzie zmodyfikowanym genetycznie organizmem (GMO). – Nasze mutanty nie są organizmami GMO - powstały na drodze chemicznej mutagenezy. Nie ma też zagrożenia przy spożywaniu takich roślin – zapewniła.

Opisywane badania były prowadzone w ramach projektu finansowanego ze środków NCN oraz we współpracy z międzynarodowym zespołem naukowców z ośrodków w Niemczech (IPK Gatersleben, Uniwersytet w Düsseldorfie), Australii (La Trobe University) oraz Kanadzie (University of Alberta). (PAP)

Nauka w Polsce

akp/ zan/