• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Skąd rośliny wiedzą, kiedy rosnąć?

    27.08.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Zespół niemieckich naukowców, finansowany ze środków unijnych, odkrył ścieżkę sygnalizacyjną, która jest odpowiedzialna za podpowiadanie roślinom kiedy kwitnąć, nawet jeżeli brak zewnętrznego bodźca takiego jak początek wiosny.

    Odkrycia stanowią dorobek projektu SIROCCO (Wyciszanie RNA - organizatorzy i koordynatorzy złożoności w organizmach eukariotycznych), który został dofinansowany na kwotę 11,8 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR), aby badać genomikę funkcjonalną wyciszania RNA.

    Każdy ogrodnik wie, że rośliny często rozkwitają w nieoczekiwanym momencie. Wiosna jest tradycyjnie okresem obfitości kolorów w ogrodzie, ale czasami, nawet w najkrótsze i najbardziej ponure dni, rośliny mogą nas zaskoczyć niespodziewanie zakwitając. Zespół naukowców z Instytutu Biologii Rozwoju im. Maxa Plancka wyjaśnił, jak to się dzieje.

    Wyniki badań pokazały, w jaki sposób kwitnienie wywoływane jest przez obecność mikroRNA (krótkie odcinki RNA) w liściach rośliny. Ostatnie badania wykazały, że mikroRNA jest podstawowym regulatorem funkcjonowania genów zarówno u zwierząt, jak i u roślin.

    MikroRNA reguluje funkcjonowanie genów przez wiązanie się z uzupełniającymi motywami w matrycowym RNA, hamując w ten sposób jego translację na białko. Proces ten osłabia działanie odpowiadającego genu. Naukowcy przeprowadzili eksperymenty na Arabidopsis thaliana (rzodkiewniku pospolitym), który wykorzystuje mechanizm przełączania z rozwoju wegetatywnego na reprodukcję.

    Białka SPL to powiązana grupa regulatorów, która ma również istotny wkład w proces kwitnienia roślin. Kiedy roślina jest młoda wytwarzanie białek SPL jest hamowane przez wysoki poziom mikroRNA156. Zespół naukowców pokazał, że bez zewnętrznych bodźców poziom mikroRNA z czasem spada.

    Kiedy poziom mikroRNA spada poniżej pewnego poziomu, wytwarzana jest wystarczająca ilość białek SPL, aby zapoczątkować proces kwitnienia. Dzieje się tak bez obecności innych regulatorów takich jak ilość światła, słońce czy temperatura.

    Białka SPL pełnią również inną funkcję pomocniczą, kiedy rośliny kwitną w reakcji na dłuższe okresy nasłonecznienia. Skupiają się one ostatecznie wraz z innymi regulatorami na podobnych celach, które mają decydujące znaczenie dla kwitnienia roślin.

    Wyniki badań mają duże znaczenie dla przemysłu spożywczego oraz biologii roślin na świecie. Rośliny nadal będą wytwarzać owoce i nasiona, ale zważywszy na fakt, że zawsze rosły, kwitły, owocowały i więdły w reakcji na czynniki środowiskowe, trudno było do tej pory kontrolować ich płodność. Odkrycie mechanizmów kwitnienia kwiatów oznacza, że biologowie roślin mogą być w stanie lepiej kontrolować ten proces i wyhodować nowe odmiany upraw zdolne do wytwarzania owoców i nasion w zwykle niesprzyjających rozwojowi roślin środowiskach i porach roku.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Instytut Biologii Rozwoju im. Maxa Plancka:
    http://www.mpg.de/

    Cell:
    http://www.cell.com

    Źródło danych: Instytut Biologii Rozwoju im. Maxa Plancka; Cell
    Referencje dokumentu: Wang J.W., et al. (2009) miR156-regulated SPL transcription factors define an endogenous flowering pathway in Arabidopsis thaliana. Cell (w druku). Publikacja internetowa z dnia 21 sierpnia; DOI:10.1016/j.cell.2009.06.014.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Instytut Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka (ang. Max Planck Institute for Molecular Cell Biology and Genetics, niem. Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik) (MPI-CBG) – instytut naukowo-badawczy w dziedzinie biologii molekularnej, biochemii, genetyki oraz biologii komórki oraz rozwoju należący do Towarzystwa Maxa Plancka, zlokalizowany w Dreźnie w Niemczech. Kwitnienie, okres kwitnienia, okres dojrzałości – u roślin nasiennych okres, w którym dochodzi do wytworzenia kwiatów. Rośliny w początkowym okresie wzrostu nie są w stanie wytworzyć kwiatów. Czas ten określany jest jako okres młodociany lub juwenilny, a jego długość zależy od gatunku rośliny oraz warunków w jakich następuje jej wzrost. Niektóre rośliny mogą przejść w fazę generatywną już po kilku dniach wzrostu, inne mogą wytworzyć kwiaty dopiero po kilkudziesięciu latach rozwoju młodocianego. Niektóre rośliny wytwarzają kwiaty tylko raz w życiu. Są to rośliny monokarpiczne, które po kwitnieniu starzeją się i obumierają. Zalicza się do nich rośliny jednoroczne, niektóre dwuletnie oraz część roślin wieloletnich. Drugą grupę stanowią rośliny polikarpiczne, które po osiągnięciu dojrzałości kwitną wielokrotnie. Przechodzenie do fazy dojrzałości może zachodzić stopniowo w kolejnych pędach. Pierwsza zakwitają pędy położone najwyżej,a pędy w dolnych partiach rośliny dłużej pozostają w fazie młodocianej. Stopniowe przechodzenie części rośliny w fazę dojrzałości określa się jako zjawisko topofizy. Rekombinaza Tre - eksperymentalny enzym, zmutowana rekombinaza Cre, umożliwiająca selektywne wycięcie zintegrowanego genomu wirusa HIV z genomu zainfekowanych komórek. Dotychczas enzym wykazał swoją aktywność w liniach komórek HeLa, w warunkach laboratoryjnych w ciągu trzech miesięcy całkowicie usuwając zintegrowany wirus z hodowli. Odkrycie jest dziełem naukowców z Instytutu Heinrich Pette Wirologii Eksperymentalnej i Immunologii w Hamburgu oraz Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie.

    Pędzenie – jedna z metod stosowanych w ogrodnictwie mająca na celu przyspieszenie kwitnienia roślin ozdobnych. Stosowana jest w celu wydłużenia czasu trwania sprzedaży kwitnących roślin doniczkowych lub kwiatów ciętych. W przypadku niektórych roślin możliwe jest uzyskiwanie dzięki tej metodzie roślin kwitnących przez cały rok. Do pędzenia nadają się rośliny, które zimują w postaci organów spichrzowych (kłączy, bulw, cebuli) z ukształtowanymi pąkami kwiatowymi, ew. także krzewy i byliny. Podczas pędzenia sztucznie przerywany jest okres spoczynku tych roślin i doprowadzane są one do kwitnienia kosztem nagromadzonych w poprzednim sezonie wegetacyjnym materiałów zapasowych. Wzrost i rozwój roślin – proces wzrostu i rozwoju zachodzące jednocześnie lub oddzielnie w organizmie rośliny. Przez wzrost w fizjologii rozwoju rozumie się proces nieodwracalnego powiększania ciała rośliny. Wzrost zachodzi w określonych strefach rośliny w wyniku podziałów komórek i zwiększania ich objętości. Rozwój rozumiany szeroko obejmuje zarówno wzrost, jak i różnicowanie, tworzenie wzorca i morfogenezę. W sensie wąskim rozwój obejmuje różnicowanie, a morfogeneza jest efektem wzrostu i różnicowania.

    Rośliny światłolubne, heliofity (mniej prawidłowo zwane też heliofilami), rośliny światłożądne – rośliny wymagające do swojego rozwoju dużej ilości światła. Rośliny te mogą się prawidłowo rozwijać tylko w środowisku o pełnym nasłonecznieniu. W zacienionych miejscach rozwijają się słabo, lub giną. Jarowizacja, jaryzacja, wernalizacja – procesy biochemiczne zachodzące pod wpływem niskich temperatur u roślin ozimych i wieloletnich, wpływające na ich zakwitanie. Rośliny te bez okresu chłodu mogą rozwijać się tylko wegetatywnie, w ogóle nie tworząc kwiatów. Dopiero okres chłodów powoduje przejście rośliny w fazę generatywną. Długość niezbędnego do indukcji kwitnienia okresu wernalizacji zależy od gatunku rośliny. Temperatura okresu chłodu to najczęściej 0-10 °C.

    Kai Simons (ur. 24 maja 1938 w Helsinkach) – fiński profesor biochemii na stałe mieszkający i pracujący w Niemczech. Autor koncepcji raftów lipidowych, twórca pojęcia trans-Golgi network i jego roli w sortowaniu białek i lipidów. Współzałożyciel i współorganizator EMBL (European Molecular Biology Laboratory), ELSO, inicjator założenia Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie. Autor ponad 350 artykułów naukowych.

    Dodano: 27.08.2009. 15:11  


    Najnowsze