Vědci rozluštěním funkce genu zjistili, co může u rostlin ovlivnit vývoj semen

Díky rozluštění funkce nově objeveného genu vědci zjistili, co u rostlin ovlivňuje tvorbu a kvalitu semen. To může pomoci při šlechtění kvalitnějších a odolnějších zemědělských plodin. ČTK o výzkumu informovala Akademie věd ČR (AV). Zástupci akademie výsledky označili za "světový úspěch". Na výzkumu spolupracovali vědci z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV a odborníci z Complutense University of Madrid.

Vědci z ústavu navázali, pod vedením Aleše Pečinky, na svůj dřívější výzkum jednoho z proteinových SMC komplexů. Ty se podílejí na uložení chromozomů v buněčném jádře. Olomoučtí vědci už dříve objevili u huseníčku rolního gen související s tvorbou semen. Následovala dvouletá náročná práce, nyní však výzkumníci dovedou přesně popsat proces nutný pro vznik kvalitních a životaschopných semen.

"Nejprve jsme se snažili zjistit, jestli se vlohy ke špatnému vývoji semen dědí od obou rodičů nebo jenom od jednoho z nich. Překvapilo nás, že poškozená semínka vznikají pouze z otcovské strany, že je tedy způsobuje pouze dědičná informace otce. To nás navedlo k dalšímu kroku, podrobně jsme se zaměřili na výzkum pylových zrn," vysvětluje Fen Yang. "Zjistili jsme, že zkoumané rostliny netvoří pravidelná oválná a stejně velká pylová zrna ale naopak velmi různorodá, od poměrně malých až po hodně velká," dodává.

Výsledek podle akademie nasměroval tým dál a začal zkoumat redukční dělení buňky - takzvanou meiózu. A právě v této části objevil velmi zajímavé výsledky, které směřovaly k průlomovému zjištění "Ukázalo se, že při dělení buňky docházelo k chybám a přeskočení určitých procesů. Výsledkem bylo, že přibližně třetina nových pohlavních buněk získala deset otcovských chromozomů místo obvyklých pěti a pylová zrna, která je obsahovala, byla proto mnohem větší," pokračuje Pečinka. Pokud došlo k oplodnění vajíčka, vzniklo embryo, které mělo dvě místo jedné kopie otcovské dědičné informace. "Zjistili jsme, že takové semínko se pak většinou vůbec nevyvinulo. Pokud ano, bylo abnormálně velké a netvořilo zásobní látky," vysvětlil odborník.

Vedoucí laboratoře Jaroslav Doležel k tomu řekl, že nové informace předčily veškerá očekávání a budou mít velký dopad do zemědělské praxe. "Prohloubili jsme znalosti o fungování proteinového komplexu SMC 5/6, kterému se nyní ve světě věnuje velká pozornost. Díky tomuto objevu můžeme mnohem lépe pochopit mechanismus odpovídající za redukční dělení buňky, které přímo ovlivňuje tvorbu semen. To je pro šlechtitele i zemědělce velmi důležitý proces, který nyní mají možnost ovlivnit. Studium tohoto zajímavého genu tak může přispět k tvorbě nových odrůd plodin s vyššími výnosy," uvedl Doležel.

Podle akademie nyní chtějí vědci například zjistit důvod, proč neproběhne redukční dělení. "Zatím předpokládáme, že by na vině mohla být narušená organizace vlákének, která táhnou chromozomy nebo sesterské chromatidy k opačným pólům buňky. Nebo je možné, že se chromozomy dělí hodně pomalu, takže se buňka rozhodne přistoupit k dalšímu kroku, aniž by k rozdělení došlo. To jsou zatím jen naše hypotézy, které budeme testovat," uzavřel Pečinka.

Studii o výzkumu zveřejnil prestižní časopis Plant Cell.

---

reklama

---