online.muni.cz Přejít na hlavní obsah

Objev: Mateřské rostliny mluví s embryi pomocí auxinu

Helene Robert Boisivon náhodou zpozorovala, že se v mateřské tkáni aktivují geny, které jsou zodpovědné za tvorbu auxinu.

Nejen pro zvířecí, ale i pro rostlinné zárodky je důležité jejich okolí. Stejně jako signály od matky ovlivňují vývoj dítěte, regulují správný vývoj embrya signály od mateřské rostliny.

Helene Robert BoisivonCeitecu MU s kolegy z Rakouského institutu pro vědu a technologie (IST) a Freiburské univerzity zjistili, že jedním z impulsů, které embryo v rostlinách formují, je hormon auxin. Jejich objev nedávno zveřejnil časopis Nature Plants.

„Je to docela dlouhý příběh, který nás dovedl k tomuto poznání. Na projektu jsem začala pracovat ještě na postdoktorské pozici v belgickém Gentu, kde se nám ale nepodařil zásadnější průlom. Po příchodu na Ceitec jsem se zaměřila na jiná témata, pracovala jsem ale se stejnými liniemi rostlin a náhodou jsem zpozorovala, že se v mateřské tkáni aktivují geny, které jsou zodpovědné za tvorbu auxinu, a to ve velmi raných fázích vývoje embrya,“ přiblížila výzkum Boisivon.

Auxin je hormon, který plní řadu rolí ve vývoji a růstu rostlin. Ovlivňuje například stavbu a větvení kořenů, pozici listů a tvar listů či květů a podílí se i na regulaci vývoje embrya, které ho v určité fázi růstu začne samo produkovat.

Vědci nyní dokázali, že po oplodnění rostliny začne nejdříve auxin ve větším množství vytvářet mateřská tkáň obklopující embryo, což je pro jeho vývoj podstatné. Když totiž výzkumníci zkřížili rostliny tak, že mateřská rostlina auxin neprodukovala, ale embryo ano, došlo při jeho vývoji k defektům. Právě mateřský auxin je tedy klíčovým signálem pro správný vývoj.

Určitě ale není jediný. „Když zastavíme přísun auxinu z mateřské rostliny do embrya, embryo se sice vyvíjí abnormálně, ale nějakým způsobem se přesto vyvinout dokáže. To znamená, že musí existovat ještě jiný signál, který je na auxinu nezávislý,“ uvedl Jiří Friml z IST, který se na výzkumu už od počátku podílel.

Semeno se kromě embrya, tedy zárodku nové rostliny, skládá ještě z živného pletiva – endospermu – a obalu, což je právě mateřská tkáň produkující potřebné hormony. „Víme, že hormon auxin přechází také z endospermu do obalu a přispívá k jeho dospívání. Málo ale víme o komunikaci mezi embryem a živnou tkání. A existují i další signální dráhy, například bílkoviny z pylu, které také ovlivňují růst nové rostliny,“ dodala Boisivon.

Část dat o signálech ovlivňujících vývoj embryí u rostlin zpracovávala univerzita ve Freiburgu, která zpočátku studovala tento problém nezávisle na odbornících z Ceitecu Masarykovy univerzity. Později týmy spojily síly a také díky tomu, že dosáhly stejných výsledků experimentů ve více laboratořích, potvrdily svoje závěry.

K publikování v prestižním časopisu pak pomohl i příspěvek z interní Grantové agentury MU na podporu zvýšení kvality vynikajících výsledků. „Mohli jsme díky tomu zopakovat některé experimenty, které požadovali recenzenti, a také se všichni společně setkat a prodiskutovat závěry studie,“ podotkla Boisivon.

Ve výzkumu signálů ovlivňujících vývoj rostlinných embryí chce dál pokračovat. „Snažíme se najít a charakterizovat faktory, které kontrolují, aby se aktivovaly příslušné geny zodpovědné za produkci auxinu, a to ve správný čas a na správném místě.“

Masarykova univerzita | Masaryk university