Vědci z několika francouzských institucí, vedení Abdelem Bendahmanem z National Institute for Agricultural Research (INRA), izolovali gen determinující pohlaví u melounů a určili jeho funkci. V rámci tohoto společného úsilí vedli Jonathan Flowers a Michael Purugganan, biologové z New York University, kteří pracují v universitním Center for Genomics and Systems Biology, evoluční analýzy této studie.
 

 

Abdel Bendahman

Rostlinné pohlavní systémy jsou druh od druhu odlišné a mohou se u nich vyskytovat rozmanité kombinace: samčí, samičí nebo obojpohlavní, a proto se jejich evoluce už dlouhou dobu těší zájmu vědců. Zvláštní je zejména v případě melounů, jejichž pohlavní systém – takzvaná andromonoecie – nese samčí a obojpohlavní květy a všechno nasvědčuje tomu, že se vyvinul teprve v nedávné době. V této studii výzkumníci usilovali o porozumění tomu, co určuje současné utváření melounového pohlavního systému.
 

Michael Purugganan: „Jestliže porozumíme tomu, jak se vyvinuly odlišné pohlavní systémy u rostlin, tak můžeme začít chápat i to, jak se vyvinula pohlaví obecně.“

Výzkumníci se zaměřili na úlohu etylenu, jež hraje u mnoha rostlin úlohu hormonu a o kterém je známo, že například způsobuje dozrávání ovoce. Francouzská skupina určila, že enzym zapojený do tvorby tohoto plynného hormonu je také zapojen do vývoje pohlavní změny samičích květů na obojpohlavní. Tento objev tak spojuje hormonální hladiny a pohlavní determinaci květů.

Vědci také usilovali o určení toho, zda změna v hladinách etylenu a výsledný pohlavní systém, byl výsledkem evolučního výběru. Klíčem bylo sledování genu etylenového enzymu, nazývaného CmACS-7, který byl zasažen mutací, jež způsobila pohlavní změnu u melounů.

Po testování molekulární diverzity tohoto genu, jeho porovnání s ostatními geny v melounovém genomu a použití matematického modelování, vyslovili výzkumníci závěr, že hladina molekulární různosti u pohlaví determinujícího genu etylenového enzymu se pravděpodobně nevyskytla náhodou. Namísto toho byl tento profil v souladu s evoluční selekcí upřednostňující mutaci měnící pohlaví u melounů.

„Lidé, a savci obecně, mají jenom dvě pohlaví – samčí a samičí,“ poznamenal Purugganan. „Ale další druhy, včetně rostlin, mohou vyvinout jiná a mnohdy ohromující seskupení pohlavních kombinací. Tato studie nám poskytuje nový pohled na molekulární základy pohlavní determinace a dovoluje nám porozumět výhodám a nevýhodám odlišných pohlavních systémů.“

Zdroj: New York University