Úspěšnost násady plodů a jejich výnos u rajčat i mnoha dalších plodin do značné míry závisí na správném vývoji pylu a účinnosti oplození květů. Přestože poznání těchto kritických procesů v posledních desetiletích významně pokročilo, naše znalosti o jejich regulačních mechanismech jsou dosud velmi omezené. Nové techniky šlechtění (NBT z angl. „New Breeding Techniques“) jsou nejen jedním z perspektivních směrů vývoje moderního šlechtění, ale i velmi účinným nástrojem studia dědičné podmíněnosti znaků, vztahů mezi geny a regulací genových aktivit. V nedávné době se čínským výzkumníkům podařilo izolovat u rajčat transkripční faktor SlHB8, jehož hladina exprese se snižuje v průběhu vývoje pylu. Při dalším studiu se ukázalo, že tento faktor ovlivňuje projev velkého počtu genů, které sehrávají důležitou úlohu při vývoji prašníků a pylových zrn. Pokud byl technikou CRISPR/Cas9 příslušný gen pro SlHB8 vyřazen z funkce, došlo ke zvýšení aktivity pylu a následně i násady plodů rajčat. Naopak linie rajčat se zvýšenou expresí genu SlHB8 vykazovaly urychlený vývoj živného pletiva prašníků (tapeta) a nižší aktivitu pylu v důsledku nepříznivého ovlivnění jeho raného vývoje. 

Na rozdíl od modelové rostliny huseníčku a rýže, jedné z nejdůležitějších plodin pro lidskou výživu, u nichž jsou již dobře známy molekulární mechanismy a klíčové geny řídící vývoj tapeta i pylu, byly do nedávna naše znalosti u rajčat omezeny jen na úzký okruh prací o některých genech uplatňujících se především při vývoji jeho pylu. Průlomová zjištění do problematiky vnesla v r. 2022 práce týmu vedeného dr. Wu, ve kterém spojily své síly dvě univerzitní čínské instituce, Klíčové laboratoře a Centrum funkční genomiky rostlin, s pracovištěm INRA při Univerzitě Toulouse. Jimi uskutečněná izolace transkripčního faktoru SlHB8 rajčete a bližší charakterizace jeho funkce přinesla některé zásadní poznatky. Linie rajčat získané po umlčení genu SlHB8 pomocí techniky CRISPR/Cas9 (delecí osmi párů bází) vykazovaly proti původnímu typu vyšší aktivitu pylu, jeho vyšší klíčivost, větší délku pylové láčky a v neposlední řadě zvýšenou násadu plodů. Nezměněny byly: velikost plodů, jejich váha a počet semen. Naproti tomu zvýšená exprese SlHB8 díky vložení silného promotoru 35S vedla k aborci pylu a tvorbě bezsemenných plodů. V případě vnesení plodově specifického promotoru 2A11 k těmto vývojovým odchylkám nedocházelo. Také další parametry plodů byly odvislé od typu promotoru (oproti kontrole víceméně nezměněny u 2A11 linií, nižší pro 35S). 

Ukázalo se, že zvýšená exprese faktoru SlHB8 spouští evolučně konzervovanou dráhu genů (DYT1, TDF1 a MYB80) vývoje tapeta, což ve svém důsledku vede k jeho předčasné lyzi a rozpadu nezralého pylu. 

Tato zjištění rozšiřují naše chápání molekulárních faktorů, jež se účastní vývoje a degradace tapeta, potažmo pylu, a skýtají potenciální geny pro nové šlechtitelské strategie cílené na řízení důležitých znaků, jako jsou zvýšení aktivity pylu a vyšší násada plodů/výnosy rajčat.

Aktualizace ke dni: 12.12.2024