Vědci zjistili, jak se vzájemně ovlivňují hormony auxin a cytokininy, jež rozhodují o osudu nově vznikajících orgánů. Výsledky jsou vědecky velmi cenné. V budoucnu by navíc mohly pomoci například při šlechtění plodin, které lépe zakořeňují nebo rychleji obnovují růst po poškození.
Rostliny mají mimořádné regenerační schopnosti. Většina živočichů si nedokáže vytvořit novou část těla jako náhradu za ztracenou. Rostliny však takto regenerují běžně: keře seříznuté těsně nad zemí obvykle snadno obrazí, ustřižené větvičky mnoha dřevin bez problémů zakořeňují.
Vývoj rostlinných orgánů řídí především dva typy hormonů: cytokininy (skupina několika látek s podobnými účinky) a auxin. Je-li v buňkách výrazně více auxinu než cytokininů, vznikají kořeny. Při převaze cytokininů vyrůstají naopak stonky s listy. Hormony tedy působí společně a vzájemně se ovlivňují. Podstata jejich ovlivňování ale zůstávala dosud neznámá.
Objasnit se ji rozhodli vědci z Masarykovy univerzity, Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky (ÚEB AV ČR) a Biofyzikálního ústavu AV ČR. Pro výzkum použili hlavně stonky ze semenáčků huseníčku. Při pěstování na živném médiu, do nějž přidávali různá množství auxinu a cytokininů, na nich sledovali tvorbu nových orgánů.
Dlouhá série experimentů vedla k zásadním objevům. Předně se ukázalo, že oba typy hormonů nejsou rovnocenní partneři. Tvorbu nových orgánů dokáže nastartovat jedině auxin. Cytokininy ovšem určují, jaký druh orgánu se nakonec vyvine. A činí tak způsobem, který Češi popsali jako první na světě: cytokininy mění proudění auxinu tělem rostliny.
Toky auxinu jsou ve vývoji rostlin klíčové. Speciální bílkoviny přenášejí auxin přesně určenými směry z buňky do buňky. Zjednodušeně řečeno, vznikají tak oblasti s různými hladinami auxinu, kde se buňky vyvíjejí odlišně, a výsledkem je celý složitě uspořádaný orgán. Cílem působení cytokininů jsou bílkovinné přenašeče auxinu. Cytokininy regulují aktivitu příslušných genů, a tím počet molekul přenašečů a následně proudění auxinu.
Výsledky publikoval prestižní časopis Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (zkráceně PNAS). Hlavní autoři článku jsou z týmu doktora Hejátka na Masarykově univerzitě. Významný byl také podíl vědců z ÚEB. Vedoucí jejich skupiny, docentka Eva Zažímalová, říká: „Naším nejdůležitějším příspěvkem bylo sledování rychlosti příjmu a výdeje auxinu buňkami tabáku. Pokud jsme před měřením nechali na buňky několik hodin působit cytokinin, hromadilo se v nich podstatně více auxinu. Získali jsme tak rozhodující důkaz, že cytokininy skutečně mění jeho toky – zde konkrétně zpomalují jeho přenos ven z buňky.“
Poznatky českých badatelů jsou nyní hodnotné především vědecky. V budoucnu však mohou mít také velký praktický dopad. „Mohly by například vést k cílenému šlechtění okrasných rostlin a zemědělských plodin, které budou lépe zakořeňovat nebo rychleji regenerovat po poškození nepříznivými vlivy, jako je mráz či sucho,“ domnívá se docentka Zažímalová.
Autorům článku: M. Pernisové, J. Horákovi, M. Válkové, P. Reichmanovi, J. Dubové, J. Frimlovi a J. Hejátkovi z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity, P. Klímovi, J. Malbeckovi, K. Hoyerové a E. Zažímalové z ÚEB AV ČR, P. Součkovi z Biofyzikálního ústavu AV ČR, srdečně blahopřejeme.
Pramen: PNAS
Orlíčky své květy tvarují jinak než ostatní rostliny
Autor: Josef Pazdera (17.11.2011)
Diskuze:
O převratnosti fytohormonů v Čechách
Petr Skůpa,2009-03-02 23:16:41
Jsem rád za tenhle článek o článku.
Nemyslím si sice, že tato práce v PNASu je tím nejpřevratnějším co od našich týmů, věnujících se fytohormonů v posledních 5 letech vyšlo, ale rozhodně jsem přesvědčen, že to je práce přece jen o vyšším významu. Nicméně, shodl bych se s tím názorem, že tu byli i ještě významější práce a byli přehlédnuty. Docela mě to mrzelo.
Pokud bych směl ukázat na jednu za tým ÚEB AVČR, tak určitě práce Petášek etal 2006 v SCIENCE, ne prostě proto, že je v Science, ale jde o dlouho hledaný důkaz o tom, že proteiny PIN jsou přenašeče auxinu. Právě ty přenašeče, o nichž se mluví i v tomto článku a o kterých se napsali miriády a miriády článků, protože se vědělo, že jsou zodpovědny za směřování toku auxinu, ale aniž tam byl ten final proof, že jsou přenašeči. Stále nebylo jasné jestli jsou třeba i jen nějakou katalizující složkou nebo - jak si všici mysleli, ale dokázané to nebylo, že jsou to ony samotné přenašeče.
(Při tom tady ten přenašeč byl součástí dlouhopředpovězeného konceptu už z konce 70 let o tom, jak polarizovanej tok auxinu může fungovat a od devadesátých let už byl i kandidátní protein, - jenže aby se to zkomplikovalo po přelomu století se přidal protikandidát i proti hypotéza)
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/312/5775/914
Tahle práce pak byla docela citovaná, tak se jí podařilo vyhrát i trofej :-) -
New hot paper in the field of Plant & Animal Science
od Thompsonu.
http://www.esi-topics.com/nhp/2007/july-07-EvaZazimalova.html
Bylo tu i víc zajímavých věcí, ať už u nás nebo v Olomouci (tam tedy v mých očích především některé zajímavé práce o cytokininech).
Rád si čtu Osel i jiné zdroje komentující vědu a potěší, kdykoliv vidím chválu na nějakou českou práci, ale přišlo mi, že tyto práce by si to byli taky zasloužili a nikdo si jich nevšim.
Vždycky jsem si říkal, že to může být tím, že to je o rostlinách a ty nikoho z novinářů až zas tak nezajímají. Ale možná to je PR. Poslední dobou (tak půlrok?) se k úspěšným a kvalitním článkům na UEB vydává tisková zpráva a ejhle :))).
Nicméně tato práce v PNASu rozhodně taky zajímavá je. Jak je to dlouho, co se ví o kombinovaném účinku cytokininů a auxinů na organogenezi? Někdy od 1957?
... více cytokininu = výhony, více auxinu = kořeny.. To byl úhelnej kámen pro pěstování rostlin in-vitro - teď je z toho gigantickej byznis. Pomalu žádná frekventovanější kytka ze zahradnictví nemá jinej původ než v Holandských in vitro pěstírnách .. a přesto nebyla známa podstata této interakce.
Jaké jsou závěry z Galuszka etal 2001 týkající se organogeneze nebo organ identity? Netýká se to primárně CKX a degradace cytokininů?
Je IMHO miriády (i dobrých) článků, které nějak POPISUJÍ, že fytohormonůy mají určitý vliv na tvorbu orgánů, ... které si všímají - i tohle má vliv a i tohlecto má vliv a tamto taky. Ale jen minimum článků, které dokáží tento vliv dobře ODŮVODNIT, DOKÁZAT a otázku UZAVŘÍT. V teoreticky a logicky uzavřený, experimentálně podložený koncept :).
Auxiny jsou také skupina, jako cytokininy, pravda, pravda. Ale není třeba být až tak úzkostlivý, jako v případě cytokininů, kde in vivo funguje v rostlině skutečně celá sada cytokininů najednou a funkčně se při tom překrývají jen částečně.
Mezi nativními auxiny IAA naprosto dominuje. Novější práce význam ostatních nativních auxinů (ILA, PAA, .. IBA) čím dál tím víc marginalizují. Syntetické auxiny mívají odlišné funkční parametry, ale to pro přirozenou funkci auxinu není relevantní. (... Hmm, ale pro organogenezi in vitro, které se ten článek také týká, už ano)
Re:Re:...
Tomáš Hluska,2009-02-28 12:23:45
moravský patriotismus když si stěžuji na zmiňování Brna? :-D
Možná mohou být poněkud uniformější, ale nejedná se o jednu látku.
A co se týče vlivu jednotlivých fytohormonů na tvorbu jednotlivých orgánů, tak třeba Galuszka et al. 2001.
Prostě pořád nevidim nic tak převratného, co objevili, že o tom najednou mluví všichni
Re:..
Jan Humplík,2009-02-18 16:46:07
Tomáši, Tvůj moravský patriotismus Tě sice šlechtí,ale myslím, že Tvé rozhořčení není úplně na místě..Jednak auxiny jsou sice skupinou látek, ale podstatně homogenější (co do struktury a zřejmě i fce.)než cytokininy a proto se běžně používa jednotné číslo -auxin. A navíc zmiňovaný článek se zabývá natolik zásadní otázkou, že bude mít na vývoj oblasti rostlinné fyziologie pravděpodobně větší dopad, než oba članky z LRR dohromady, byť vyšly ve stejném časopise. Proto bych OSLOVI zase tolik nevyčítal, že na Olomouc občas zapomíná..:)
...
Tomáš Hluska,2009-02-18 13:46:31
Tak jednak, auxin není jediná látka, ale je to skupina látek, stejně jako cytokininy. A jednak to rozhodně není jediný článek o fytohormonech od českých autorů, který vyšel nedávno. Od olomoucké skupiny vysly hned dva clánky (oba v PNAS), jeden o metabolismu CK v Rhodococcovi a druhý o vývoji kambia, takže pokud už o něčem píšete, tak si zjistěte všechny informace
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
