Protein by mohl být klíčem k ochraně plodin ohrožených extrémním počasím

28.1.2020 |

Výzkumníci na univerzitě v Riverside v Kalifornii identifikovali protein pro kontrolu růstu rostlin. Protein IRK byl nalezen náhodou v kořenových buňkách huseníčku při výzkumu buněčného dělení a rozšiřování rostlinných buněk.

Podle Jaimie Van Normanové, vedoucí výzkumu a asistentky působící na Institutu Integrative Genome Biology, je přítomnost IRK proteinu důležitá pro kořeny rostlin. Přijímají díky němu signál, který říká buňkám, aby se nerozdělovaly. „Tento objev nám dává další množnost, jak kontrolovat růst rostlin,“ říká Van Norman.

Tento výzkum je důležitý nejen z hlediska zabezpečení dostatku plodin a potravin, ale také proto, že kořeny byly historicky méně studovány než nadzemní části rostlin. Je to pravděpodobně kvůli relativně nepřístupné povaze kořenů, domnívá se Van Norman. Kořeny jsou však rozhodující pro přežití rostlin a pro produkci nadzemních částí rostliny, jako jsou listy, květy a plody. Proto je pochopení jejich funkce a vývoje rozhodující ve snaze zlepšit produktivitu plodin.

Předchozí výzkum zkoumal roli signálů vysílaných mezi buňkami v rostlině od kořenů směrem k výhonkům a naopak. Tato studie ukázala, že je důležitá také komunikace mezi buňkami v kořenovém systému. "Existuje dlouhodobá hypotéza, že tento typ horizontální komunikace mezi buňkami je důležitý, a tato práce poskytuje nový důkaz, že tomu tak skutečně je," říká Van Norman.

Výzkum ukazuje, že vypnutím genu produkujícím IRK dojde ke zvýšení počtu rozdělení kořenových buněk rostliny. "Buňky navíc“ mohou vést k větším kořenům a pravděpodobně i k rostlinám, které lépe přijímají živiny z půdy a více se rozrůstají.

Výzkumná skupina nyní doufá, že pochopí, zda větší kořeny přežijí lépe stresové podmínky, mezi které patří sucho a vysoká úroveň slanosti v půdě. Soli se hromadí v půdě jak z přírodních, tak z umělých zdrojů, jako jsou hnojiva a voda k zavlažování. Pokud se v blízkosti půdy nachází příliš mnoho soli, může to zabránit růstu rostlin a dokonce způsobit jejich úhyn.

Výsledky výzkumu byly publikovány ve vědeckém časopise Developmental Cell v článku „The Arabidopsis Receptor Kinase IRK Is Polarized and Represses Specific Cell Divisions in Roots“: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2019.12.001.

Buňky kořenů rostliny Arabidopsis obarvené červeným barvivem. Obrázek vpravo ukazuje zvýšené dělení buněk při inhibici IRK proteinu. Zdroj fotografie: Jaimie Van Norman / UCR

Zdroj:

https://news.ucr.edu/articles/2020/01/13/research-identifies-possible-onoff-switch-plant-growth