Vědci odhalili tajemství růstu rostlin

Jako v pohádce o veliké řepě to může vypadat na polích a sadech, pokud se naplní vize inspirované nedávným objevem týmu vědců vedených Joanne Choryovou ze Salkova ústavu v kalifornském La Jolla. Po více než deseti letech usilovné práce odhalili biologové vedení Joanne Choryovou buněčný signál, kterým rostlina rozhoduje o tom, jak moc vyroste. Výsledky jejich práce představil na svých stránkách prestižní vědecký týdeník Nature. „Rostliny jsou kořeny pevně připoutány na jedno místo a musí se tvarem i velikostí přizpůsobit místním podmínkám. Je to pro ně otázka přežití,“ říká Joanne Choryová. Vědci ze Salkova ústavu zjistili, že o růstu rostliny rozhoduje hormon označovaný jako brassinolid.

Dlouho však nebylo jasné, kde a jak v rostlině působí. Do úvahy připadaly tři „vrstvy“ rostlinného organismu – povrchová vrstvička pokožky často impregnovaná voskovitými látkami, dále pak vnitřní vrstva buněk obsahující zelené barvivo a provádějící fotosyntézu a nakonec vnitřní „armatury“ tzv. cévních svazků, které zajišťují transport živin z kořenů do listů a naopak.

Vědci podezírali rostliny z toho, že regulaci růstu nezajišťuje jen jedna vrstva, ale že se na ní podílí několik vzájemně spolupracujících rostlinných pletiv. „My jsme jasně prokázali, že kontrolní roli plní výhradně pokožka rostlin. Dokáže růst popohánět i brzdit. Buňky pokožky rozhodují o tom, zda budou růst buňky z vnitřních vrstev, říkají jim, jestli se mohou rozrůst nebo ne,“ shrnuje Joanne Choryová výsledky převratného objevu.

Buňky z pokožky rostlin syntetizují v příhodných podmínkách brassinolid a ten se v nich pak váže na speciální bílkovinné molekuly- receptory BRI1. Tím je nastartován růst. Regulace růstu pokožkou má zřejmě velmi dobrý důvod, protože tyto buňky jsou bezprostředně vystaveny vnějšímu prostředí a mají nejlepší přehled, jaké podmínky právě panují. Je proto logické, že právě ony rozhodují o tom, kdy je načase růst a kdy není na růst nejlepší doba. Zasahováním do produkce brassinolidu v pokožce rostlin donutili vědci malé rostliny k intenzivnímu růstu a naopak, velké rostliny měnili v trpaslíky.

Výsledky teoretického výzkumu prováděného na modelové rostlině huseníčku mohou najít brzy praktické uplatnění. Na jedné straně otevírají šanci na vyšlechtění nových výnosnějších odrůd kulturních plodin, na druhé straně jsou příslibem pro šlechtění zakrslých rostlinných obrů pro pěstování na zahrádkách či květináčích. „Pokud chceme nasytit devět miliard lidí, kteří budou obývat Zemi v roce 2050, pak musíme porozumět základním principům růstu rostlin. To nám dovolí zvýšit výnosy za současného snížení spotřeby hnojiv a pesticidů,“ říká Joanne Choryová.