Znajdź zawartość

Dlaczego szczytowy pęd rośliny jest najczęściej tym, który wzrasta najszybciej? Wbrew pozorom, nie chodzi tu ani o jego położenie względem innych, ani o lepsze nasłonecznienie. Jak wykazali badacze z uniwersytetów w Yorku oraz Calgary, szczytowy pęd wygrywa konkurencję z pozostałymi głównie dlatego, że pojawił się w życiu rośliny jako pierwszy, dzięki czemu skutecznie blokuje wzrost swoich "rywali". Dobrze wiemy, że główny wzrastający pęd rośliny blokuje pędy znajdujące się pod nim - właśnie dlatego przycinamy rośliny, by pobudzić wzrost gałęzi. Chcieliśmy dowiedzieć się, w jaki sposób główny pęd wywołuje taki efekt - wyjaśnia sens przeprowadzonego studium jeden z jego autorów, prof. Ottoline Leyser. Od co najmniej 70 lat wiadomo, że jednym z głównych czynników regulujących tempo wzrostu roślin są hormony z grupy auksyn. Są one wytwarzane przez wzrastający pęd i wydzielane do centralnych organów wzrastającego organizmu, skąd trafiają do pozostałych pędów i hamują ich przyrost. Właśnie ostatni etap tego procesu, czyli spowolnienie wzrostu pędów bocznych oraz "wybór" wiodącego stożka wzrostu, był dla badaczy z Anglii i Kanady najbardziej interesujący. Jak wykazano na podstawie danych z zakresu genetyki oraz analizy modelu komputerowego, auksyna wydzielana przez pęd powstający w życiu rośliny jako pierwszy wysyca system transportowy rośliny do tego stopnia, że kolejne porcje tego hormonu nie mogą zostać za jego pośrednictwem przeniesione. Oznacza to, że tylko stożek wzrostu znajdujący się na szczycie najstarszego pędu rośliny jest w stanie "nakazywać" swoim konkurentom spowolnienie własnego wzrostu, podczas gdy do niego samego auksyna wydzielana przez pozostałe pędy nawet nie dociera. Z przeprowadzonych badań wynika także, że raz ustalony porządek jest utrzymywany przez odkryty niedawno hormon zwany strigolaktonem. Substancja ta utrudnia wytwarzanie nowych dróg transportu auksyny, przez co dominacja pojedynczego pędu staje się jeszcze silniejsza. Warto wspomnieć, że głównym autorem modelu informatycznego wykorzystanego podczas opisywanych badań był Polak, Przemysław Prusinkiewicz, pracujący obecnie na Uniwersytecie Calgary.

Zaledwie jeden gen wystarczy, by zwiększyć produkcję biomasy roślinnej o kilkadziesiąt procent - dowodzą badacze z Uniwersytetu Illinois. Ich zdaniem, odkrycie może doprowadzić przede wszystkim do wytworzenia nowych, wysokowydajnych odmian kukurydzy paszowej. Sekwencją DNA odpowiedzialną za niezwykłą cechę jest Glossy 15, gen znany wcześniej jako czynnik pozwalający roślinom na wytwarzanie woskowatej powłoki chroniącej sadzonki przed promieniami UV. Dalsze studium jego funkcji wykazało, że posiada on zdolność hamowania kiełkowania. Okazuje się jednak, że wzbogacenie rośliny o dodatkową kopię tego genu powoduje gwałtowne zwiększenie szybkości wzrostu pędów. Prawdopodobnym mechanizmem działania Glossy 15 jest zwiększenie wrażliwości roślin na wydłużenie dnia w ciągu lata. Oznacza to, że choć zmodyfikowana kukurydza rośnie początkowo wolniej, pod koniec sezonu osiąga znacznie większe rozmiary, niż okazy niemodyfikowane. Co ważne, zmiana liczby kopii badanej sekwencji DNA dawała identyczne efekty we wszystkich testowanych odmianach kukurydzy. Wiele wskazuje na to, że odmiany wzbogacone o dodatkową kopię Glossy 15 mogą być idealnym materiałem do wytwarzania pasz dla zwierząt. Dzieje się tak, ponieważ, oprócz posiadania pokaźnych rozmiarów, ich łodygi gromadzą wyjątkowo dużą ilość cukru. Niestety, kolby zmodyfikowanej kukurydzy wytwarzają stosunkowo niewiele ziaren, przez co mają one znikomą wartość konsumpcyjną dla ludzi. Prowadzenie badań nad podobnymi odmianami roślin może być bardzo korzystne dla konsumentów ze względu na obniżenie kosztów hodowli zwierząt. Zdecydowana większość z nas spożywa przecież mięso i nabiał, powszechnie korzystamy także z wielu innych produktów pochodzenia zwierzęcego. A ponieważ Glossy 15 jest genem naturalnie występującym u kukurydzy, odmiany wzbogacone o dodatkową jego kopię mogą trafić na rynek stosunkowo szybko.