Opad orgánů (např. květů, plodů, listů, ale i kořenů), označovaný také jako abscise, je proces, který je důležitý nejen pro vývoj rostlin, ale i jejich reprodukční úspěšnost. K oddělení mnohobuněčného orgánu od hlavního těla rostliny dochází ve specializovaných oblastech – vrstvách oddělovacích buněk zón opadu (zón abscise, ZA). Abscise je spouštěna různými vývojovými signály a podněty vnějšího prostředí. Je dokonale regulována tzv. fytohormony. Opad podporuje přirozený rostlinný růstový regulátor kyselina jasmonová (JA), který je zařazován mezi rostlinné hormony (odtud označení fytohormon); zatímco jiný, dlouho známý fytohormon (hetero) auxin – kyselina indol-3-octová (IAA), jako nejhojnější ze třídy přirozených auxinů, jej potlačuje. Přítomnost auxinu je zásadní pro jakýkoli vývojový proces v rostlinách. Auxin se vytváří ve vzrostných vrcholech stonků a odtud je polárně transportován do celého těla rostliny, a to až do kořenových špiček. Tím dochází k rozdílům obsahu auxinu (gradientu) v různých částech rostliny. Také při průchodu auxinu AZ se vytváří gradient, který je nezbytný pro potlačení abscise. Narušení polárního toku auxinu vede ke spuštění kroků vedoucích k opadu orgánů rostliny. Proces opadu byl studován u různých orgánů i rozdílnými přístupy, zejména fyziologickými, genetickými a molekulárními. Je spojen se změnami množství transkriptů (mRNA) tisíců genů. Dosud však zůstávaly nejasné molekulární mechanizmy, které se skrývají za protichůdnými účinky obou fytohormonů, JA a auxinu.

Čínští badatelé ze Shenyangské zemědělské univerzity a Klíčové laboratoře chráněného zahradnictví v Shenyangu ve spolupráci s kolegy z University of California a USDA v Davisu nedávno identifikovali transkripční faktor SIHB15A (bílkovinu vázající se na regulační oblast genu a tak řídící jeho aktivitu), který se výrazně projevuje v ZA květů rajčete, jež se nachází na květních stopkách. Faktor je aktivován auxinem. Pokud vědci pomocí techniky CRISPR-Cas 9 záměrně pozměnili (vyřadili z funkce) gen pro daný TF, došlo k urychlení opadu květů. Naopak zvýšená exprese (projev) genu SIHB15A oddálila jejich opad. Pomocí dalších molekulárních technik se zjistilo, že vypnutí genu SIHB15A způsobilo změny exprese genů, které se účastní biosyntézy JA a signalizace. Funkční analýza genu ukázala, že SIHB15A reguluje opad květů snížením hladin JA-isoleucinu (JA-Ile) zprostředkované potlačením exprese jiného genu SlJAR1 (JASMONATE-RESISTANT1), který se účastní biosyntézy JA-Ile, a který by mohl spustit etylénovou signalizaci závislou na abscisi a na abscisi nezávislou TF SIHB15A vázaného přímo na promotor genu SlJAR1. V důsledku umlčení genu SlJAR1 by došlo k oddálení abscise. Výzkumníci také zjistili, že odstranění květů rajčete vedlo ke zvýšení obsahu JA-Ile v rostlině. Pokud byl JA-Ile aplikován přímo na rostlinu, výrazně narušil inhibiční účinky auxinu na abscisi. Na základě výše uvedených zjištění se autoři studie domnívají, že právě jimi objevený TF SIHB15A zprostředkovává antagonistický účinek auxinu a JA-Ile během opadu stopky rajčete, když prostřednictvím modulu SIHB15A – SIJAR1 potlačuje opad. 

Získané výsledky tak naznačují, že znalost a „jemné vyladění“ faktorů rostliny účastnících se opadu orgánů by mohly být slibnou strategií pro vytváření plodin vhodných pro různé technologie pěstování a sklizně, s vyššími a stabilními výnosy. 

Aktualizace ke dni: 27.6.2024