Vědci z Česka popsali gen, který pomáhá rostlinám zvládat sucho

Nahrávám video

Výzkumníci z centra CEITEC Masarykovy univerzity popsali gen, který pomáhá rostlinám odolávat horku, suchu a stresu, který tyto podmínky vyvolávají. Objev by mohl přispět ke šlechtění nových odrůd zemědělských plodin.

Agronom Vladimír Šorma upozorňuje, že nadzemní část kukuřice letos dorostla jen do čtvrtiny obvyklé velikosti. Drobné jsou také kořeny. „Měly by být dvakrát až třikrát větší,“ zdůraznil. Kvůli horku a suchu očekává špatnou úrodu. Kukuřice bude sotva dost pro ustájené krávy, míní.

Možnosti, jak i za sucha sklízet větší klasy, zkoumají vědci v brněnské laboratoři CEITECu. „Experiment pomáhá odhalit, jak rostliny přežívají, nebo naopak nepřežívají stres vyvolaný suchem,“ vysvětlila vědkyně Alesia Melnikova.

Klíčovou roli mají kořeny

Odolnost rostlin dle výzkumníků nezajišťuje jediný proces. Na reakci na sucho či vysoké teploty se podílejí stovky genů a dalších molekul. Klíčovou roli přitom hrají kořeny. Ty podle vedoucího výzkumu Jana Hejátka neustále zkoumají své okolí. Zjišťují, kde se nachází voda a živiny, ale také rozpoznávají zhoršující se podmínky. Získané informace následně ovlivňují růst rostliny a prostřednictvím hormonů se přenášejí i do jejích dalších částí.

Základní funkcí kořenů je ukotvení a příjem vody a živin. Nejde však pouze o pasivní zásobovací systém. „Dokážou velmi citlivě reagovat nejen na dostupnost vody a živin, ale také na mechanické překážky nebo zvýšenou koncentraci soli v půdě,“ sdělil Hejátko.

Podle podmínek pak rostlina rozhoduje například o tom, kde vytvoří nové postranní kořeny nebo jak rychle bude celý kořenový systém růst. Přestože se nemůže přesunout na jiné místo, dokáže změnit způsob, jakým využívá dostupnou energii.

Protein podporuje tvorbu antioxidantů

Hejátkův tým v nejnovější studii popsal roli proteinu označovaného jako DIR13. „Prováděli jsme řadu molekulárních analýz, při nichž jsme zjišťovali reakce různých genů na hormonální regulaci. Během této práce jsme zjistili, že existují geny aktivované specifickými rostlinnými hormony, takzvanými cytokininy,“ vysvětlil vedoucí výzkumu.

Vědci dle něj zjistili, že protein kódovaný jedním z těchto genů podporuje tvorbu lignanů, tedy přírodních látek známých například ze lněných semínek nebo sezamu. V rostlinách působí jako antioxidanty a chrání buňky před poškozením. „Jsou to velmi důležité látky, které rostlina využívá jako signální molekuly. Umožňují regulovat růst kořene v závislosti na různých typech stresu,“ přiblížil Hejátko.

Na snímku je sledovaný protein zvýrazněný červeně. Vědci zjistili, že čím více ho rostlina má, tím lépe nepříznivé podmínky zvládá.

Protein DIR13 na snímku zbarvený červeně
Zdroj: CEITEC MU

Odolnější rostliny by mohly být k dispozici do šesti let

Pokud rostlina vytváří tento protein ve větší míře, může její kořenový systém prospívat i v horších podmínkách. „Důsledkem je změna architektury kořenového systému, která má zásadní význam pro odolnost rostliny vůči suchu. Zároveň ji chrání před reaktivními formami kyslíku, které mohou být ve zvýšeném množství škodlivé,“ vysvětlil Hejátko.

Objev přispívá k lepšímu pochopení toho, jak rostliny přizpůsobují svůj růst nepříznivým podmínkám. Bez těchto poznatků by bylo obtížné cíleně šlechtit odolnější plodiny. „Věříme, že náš objev může umožnit vývoj plodin, které budou odolnější vůči suchu. Proto jsme podali patentovou přihlášku. Podařilo se nám získat patent v tuzemsku a v současnosti usilujeme o získání toho mezinárodního,“ uzavřel Hejátko. Doufá, že takové rostliny by mohly být k dispozici za pět až šest let.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vanilin by mohl pomoci při léčbě chronických ran, ukazuje studie

Vanilin má výrazné antioxidační, protizánětlivé a antibakteriální účinky, díky nimž by mohl být slibnou složkou přípravků určených k hojení ran. Vyplývá to ze studie výzkumného týmu z Laboratoře biomedicínské nanomechaniky Flindersovy univerzity v Austrálii, která byla zveřejněna v časopise International Journal of Pharmaceutics.
před 2 hhodinami

Trosky starověkého Týru přečkaly útoky, teď se k nim vracejí potápěči

Ve středomořských vodách u jiholibanonského města Súr (známého jako Týr či Týros) proplouvají potápěči kolem kamenných zdí, starověkých konstrukcí a potopené cesty. Jde o pozůstatky města, které kdysi stávalo nad vodou. S vratkým příměřím mezi Izraelem a libanonským hnutím Hizballáh se tak návštěvníci vracejí do míst známých troskami z dob starověkého Říma a ještě starší fénickou historií, píše agentura AP.
před 3 hhodinami

Nobelovu cenu za fyziku dostal Francis Halzen za výzkum neutrin v obří ledové kostce

Švédská akademie věd oznámila, že nositelem Nobelovy ceny za fyziku za letošní rok se stal belgicko-americký vědec Francis Halzen, který se věnuje výzkumu neutrin, kosmických částic, které dopadají na Zemi.
11:56Aktualizovánopřed 4 hhodinami

Whisky se má poprvé destilovat ve vesmíru, experiment začne v roce 2028

Whisky se má vůbec poprvé destilovat ve vesmíru. Experiment má zároveň ukázat, jak zrání nápoje ovlivní podmínky mimo zemskou atmosféru. Skotští a japonští experti plánují v roce 2028 vyslat do vesmíru družici se vzorky whisky a surovinami potřebnými k její výrobě. Na oběžné dráze Země by měla zůstat pět let.
před 9 hhodinami

Přírodu nemůžeme jen tak vytěžit, říká autor „rivermovie“ Lom

Tématem 52. ročníku festivalu Ekofilm, který se odehrál 1. až 4. října v Brně, byl Vodoběh. Vedle řady soutěžních snímků nabídl i dva filmy členů poroty vyprávějící o lidstvu a vodě. H2O: Molekula života – Civilizace režiséra Alexe Tatea nabízí mozaiku vědeckých poznatků o tom, jak sladká voda utvářela a utváří lidská společenství. Petr Lom v poetickém „rivermovie“ Já jsem řekou, řeka je mnou přináší pohled původních obyvatel Nového Zélandu a Austrálie na přírodu při putování po řece Whanganui, která jako první na světě získala právní status osoby.
před 9 hhodinami

V Irkutsku panují obavy z moru. Vyvolala je smrt pracovnice výzkumného ústavu

Smrt osmadvacetileté pracovnice protimorového výzkumného ústavu v ruské Irkutské oblasti vyvolala obavy z možného výskytu moru, píše americká stanice CNN. Podle místních médií, na která odkazuje web Euronews, žena při práci rozbila zkumavku s bakterií způsobující toto onemocnění. Ruské úřady však nákazu morem nepotvrdily a uvádějí, že žena zemřela na zápal plic neznámého původu. Přesto uvalily karanténu na místní nemocnice, upozornil ruský list Moskovskij komsomolec.
včeraAktualizovánovčera v 14:08‌‌

Invaze mývalů do japonských měst sílí, škody rostou

Napříč Japonskem rychle přibývá škod způsobených mývaly. Zatímco se invazní druh šíří do měst, škody v zemědělství se blíží k 700 milionům jenů (asi 95 milionů korun) ročně. Podle japonského ministerstva zemědělství, lesnictví a rybolovu to je dvakrát víc než před deseti lety, napsala agentura Kjódó.
včera v 14:00‌‌

Nobelovu cenu získali vědci za objevy umožňující ovládat buňky světlem

Objev optogenetiky natolik posunul lidské poznání, že za něj jeho autoři dostali Nobelovu cenu za medicínu a fyziologii. Oznámil to v pondělí dopoledne Švédský Karolínský institut.
včeraAktualizovánovčera v 13:30‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.