Na rozmnožování rostlin se podílejí podobné hormony jako u živočichů

Pohlavní rozmnožování kvetoucích rostlin ovlivňuje rostlinný hormon ze skupiny takzvaných brassinosteroidů. Je nezbytný pro správný vývoj vajíček v semeníku a raných zárodků krátce po oplození. Zajímavé přitom je, že brassinosteroidy jsou chemicky příbuzné pohlavním hormonům živočichů a člověka. Objev argentinských a českých vědců by mohl mít v budoucnu význam při hledání metod ke zvyšování výnosů plodin. Výsledky výzkumu publikoval renomovaný vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

Jedná se o vůbec první důkaz zapojení brassinosteroidů do procesů spojených s rozmnožováním rostlin. Za českou stranu se na výzkumu podíleli Ondřej Novák a Jana Oklešťková z Laboratoře růstových regulátorů, společného pracoviště Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Univerzity Palackého v Olomouci. Vědci z této laboratoře jsou světově uznávanými odborníky v oblasti biochemie, molekulární biologie a chemické analýzy rostlinných hormonů.

„Oslovili nás kolegové z Argentiny, kteří dlouhodobě studují vývoj samičích pohlavních struktur u rostlin. Zajímalo je, jakou funkci mají v rostlinách geny ADX a ADXR, jež se u živočichů účastní tvorby steroidních látek. Měřili jsme proto množství těchto sloučenin ve vzorcích často studované pokusné byliny huseníčku rolního,“ vysvětluje Ondřej Novák.

Steroidní látky jsou velká skupina chemicky příbuzných sloučenin. Patří k nim například dobře známý cholesterol, mnoho živočišných hormonů včetně pohlavních nebo rostlinné hormony brassinosteroidy.

Argentinsko-český tým prokázal, že oba studované geny skutečně hrají roli v syntéze steroidních látek u rostlin. Již to byl sám o sobě důležitý poznatek. Badatelé však navíc zjistili, že rostliny s nefunkčními geny ADX a ADXR mají vážné problémy s rozmnožováním. Buď se u nich správně nevyvíjela vajíčka v semenících, nebo se vývoj zárodků ve vajíčkách zastavoval krátce po oplození, takže nevznikala životaschopná semena.

Jak odhalil další výzkum, pro tyto procesy spojené s pohlavním rozmnožováním je klíčový zástupce rostlinných hormonů brassinosteroidů nazývaný 28-homokastasteron. „Překvapilo mne, že právě tato látka se ukázala jako nejúčinnější. Obecně se totiž za brassinosteroid s nejsilnějšími biologickými účinky považuje brassinolid, který se nám ovšem ve studovaných vzorcích nepodařilo prokázat,“ říká Jana Oklešťková.

Hormony, které náležejí mezi steroidní sloučeniny, jsou tedy nezbytné pro pohlavní rozmnožování nejen živočichů, ale i rostlin. Jde o velmi zajímavé zjištění, které pomůže lépe porozumět jak reprodukci rostlin, tak evoluci hormonálních regulací u mnohobuněčných organismů. Budoucí výzkum by se mohl zaměřit rovněž na otázku, zda lze 28-homokastasteron nebo látky od něj odvozené využít k podpoře tvorby semen či plodů, a zvýšit tak výnosy některých zemědělských plodin.

Publikace:

Bellido A. M., Distéfano A. M., Setzes N., Cascallares M. M., Oklešťková J., Novák O., Ramirez J. A., Zabaleta E. J., Fiol D. F., Pagnussat G. C. (2022): A mitochondrial ADXR–ADX–P450 electron transport chain is essential for maternal gametophytic control of embryogenesis in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119 (4): e2000482119, DOI: 10.1073/pnas.2000482119.

Dostupné na: https://www.pnas.org/content/119/4/e2000482119

Kontakt:

Mgr. Jana Oklešťková, Ph.D.
jana.oklestkova@upol.cz

TZ ke stažení

Přečtěte si také

• Nenápadná mutace může narušovat vývoj krve a zvyšovat riziko komplikací
• Vědecká studie ukazuje, jak se buňky brání poškození DNA alkoholem
• Vědci z Akademie věd pomohou zpřístupnit klíčové dokumenty OSN o uprchlické politice v postkomunistické Evropě
• Nadační fond Jaroslava Heyrovského ocení 16 nadaných studentek a studentů
• Rostlinné buňky dokážou růst i bez přísunu klíčového hormonu
• Pražské oázy biodiverzity: vědci v Česku objevili dosud neznámé lišejníky
• Nový pohled na klimatickou krizi. Do Akademie věd míří ERC Consolidator grant
• Veřejné prostředky investované do vědy systematicky vracíme, zaznělo na sněmu
• Kočka divoká je zpět: v Lužických horách letos úspěšně vyvedla mláďata
• Konference PLATOSpec uzavřela první rok provozu spektrografu