Wyniki badań międzynarodowego zespołu naukowców rzuciły nowe światło na to, w jaki sposób kolce wykształciły się u tak wielu roślin w ciągu milionów lat ewolucji. Jak się okazuje, odpowiedź znajduje się w ich DNA.
Pierwsze kolce u roślin pojawiły się około 400 milionów lat temu. Naukowcy chcieli dowiedzieć się, co sprawiło, że tak różne gatunki, żyjące w odmiennych środowiskach i klimatach, wykształciły tę cechę.
Badanie przeprowadzili naukowcy z Instytutu Badawczego ds. Zachowania i Poprawy Agroróżnorodności na Politechnice w Walencji (Hiszpania) oraz z Laboratorium Cold Spring Harbor w Nowym Jorku (USA). W projekt zaangażowanych było również 19 innych instytucji, m.in. z Francji, Kanady, Niemiec i Wielkiej Brytanii. Szczegóły opublikowano kilka dni temu na łamach czasopisma "Science".
Geny "samotnego faceta"
W badaniu naukowcy wykorzystali m.in. techniki mapowania genomu i wyniki prowadzonych przez prawie dekadę eksperymentów z krzyżowaniem roślin. Stwierdzono, że za wykształcenie kolców i cierni u roślin odpowiadają geny z grupy nazwanej LOG (ang. LOnely Guy - "samotny facet") zawartych w ich DNA. Zdaniem ekspertów, biorą one udział w syntezie cytokinin (białek odgrywających kluczową rolę we wzroście i rozwoju roślin) i decydują o tworzeniu kolców.
To przełomowe odkrycie, które świadczy o tym, że kolce i ciernie u roślin nie pojawiły się od jednego, konkretnego gatunku. Wykształcenie się podobnej cechy u różnych, niezależnych od siebie okazów na przestrzeni lat nazywane jest ewolucją konwergentną.
Przełom w uprawie roślin?
Naukowcy postanowili pójść o krok dalej i za pomocą techniki edycji genów CRISPR/Cas usunęli kolce z kilku gatunków roślin dzikich i uprawnych. Dzięki temu udało im się wyhodować pozbawione kolców róże. Wcześniej taki okaz mógł być uzyskany jedynie poprzez krzyżowanie różnych gatunków. Badacze podkreślili, że chociaż kolce są skutecznym środkiem chroniącym łodygi i liście przed roślinożernymi zwierzętami, kolczaste gatunki są trudniejsze i droższe w uprawie.
- Wyeliminowanie kolców ułatwiłoby pielęgnację roślin i zbiór plonów oraz zmniejszyłoby ryzyko obrażeń u pracowników - powiedział dr Jaime Prohens, genetyk z Instytutu Ochrony i Poprawy Agrobioróżnorodności UPV, współautor badania. Dodał, że zastosowanie technik genetycznych zmniejszyłoby również koszty produkcji i zwiększyło przychody rolników. Zdaniem dr. Prohensa konsumenci również częściej sięgaliby po rośliny bez kolców, co przyniosłoby dodatkowe zyski.
Źródło: PAP, CNN, Science
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock