Vynikajícím výsledkem, který v budoucnu přispěje ke šlechtění obilovin, se mohou pochlubit rostlinní genetici z Ústavu experimentální botaniky (ÚEB) AV ČR. Po čtyřech letech výzkumu vyvinuli nástroj, který umožňuje živě sledovat procesy množení buněk v ječmeni. O objevu, na kterém experti z ÚEB spolupracovali s týmy z Univerzity Palackého, informuje významný vědecký časopis The Plant Journal.
Vědci z olomouckého Centra strukturní a funkční genomiky rostlin ÚEB jako první na světě v reálném čase sledovali pod mikroskopem buněčné dělení ječmene. Díky tomuto objevu budou moci zjistit, jak ječmen reaguje na různé stresové podněty, což přispěje ke šlechtění odolnějších a výnosnějších odrůd obilnin. Dosud bylo možné studovat pod mikroskopem jen neživé vzorky pletiv, uvádí tisková zpráva ÚEB.
Podle Aleše Pečinky, vedoucího výzkumné skupiny Centra strukturní a funkční genomiky rostlin ÚEB, přináší objev mnoho nových, důležitých poznatků. „Nyní můžeme například měřit některé procesy při množení buněk. Zjistili jsme, což dosud nikdo nevěděl, že buněčné dělení u ječmene trvá přibližně 80 minut. Víme také, kde se konkrétní buňka nachází, v jaké pozici je vůči okolním buňkám a dokážeme pozorovat i jejich vzájemné interakce,“ říká Aleš Pečinka.
Experti si jako modelovou rostlinu vybrali ječmen, protože jde o klasickou českou plodinu. Výhodou jsou také jeho velké chromozomy. Aby dokázali sledovat proces dělení, museli upravit rostliny tak, aby některé části jejich buněčného jádra pod mikroskopem svítily. „Pomocí metod genového inženýrství jsme na vybrané buněčné struktury navázali zeleně, červeně, modře nebo žlutě svítící protein. Takto jsme v buňce označili chromozomy, jadérka a mikrotubuly,“ vysvětlila Kateřina Kaduchová z Ústavu experimentální botaniky AV ČR.
Podle Aleše Pečinky posouvá nová studie hranice znalostí a otevírá u ječmene další možnosti výzkumu. „Například u chromozomů se vědělo, že se v průběhu střední fáze buněčného dělení zkracují. Díky našemu novému objevu jsme mohli změřit jejich délku také u dřívějších a pozdějších fází dělení a teď už víme, že zkracování pokračuje až do poslední fáze dělení buňky, kdy se chromozomy obalí jadernou membránou a proces vzniku dceřiných buněk je dokončen vytvořením buněčné stěny,“ dodává Aleš Pečinka.
Olomoučtí experti tak vytvořili platformu pro studium vlivu různých růstových podmínek na dělení buněk u ječmene, která je už nyní dostupná celosvětové vědecké komunitě. „Do budoucna mohou vědci díky tomuto nástroji hodnotit vliv různých podmínek na růst obilovin, což je v době, kdy řešíme vliv klimatické změny na růst a výnos plodin a také zajištění dostatku potravin pro stoupající světovou populaci, klíčové,“ objasnil Jan Bartoš, vedoucí olomouckého pracoviště ÚEB AV ČR.
Vědci z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky AV ČR budou ve výzkumu dále pokračovat.
Úvodní fotografie: Na obrázku, který je zvětšený 630×, jsou dobře vidět kulatá modrožlutá buněčná jádra v živých koříncích ječmene. Uprostřed snímku je zachyceno dělení chromozomů.*
Zdroj ÚEB
