Nareszcie odnaleziono dlugo poszukiwane haslo do kwitnienia
Zespół niemieckich i brytyjskich naukowców pokazał, w jaki sposób rośliny formują kwiaty gotowe do kwitnienia we właściwym czasie i miejscu. Naukowcy z Instytutu Biologii Rozwojowej Maksa Plancka w Tübingen w Niemczech oraz John Innes Centre w Norwich w Wielkiej Brytanii odkryli, w jaki sposób mała molekuła wytwarzana w liściach jest w stanie pobudzić tworzenie się kwiatów na rozwijającym się wierzchołku rośliny. Ponieważ z kwiatów powstają owoce i nasiona, w tym również ziarno zbóż, ta wiedza może mieć istotne zastosowanie w rolnictwie. To przełomowe osiągnięcie zostało ogłoszone w czasopiśmie "Science". Większość roślin wytwarza kwiaty wyłącznie w określonych porach roku, kwiaty czereśni zapowiadające nadejście wiosny są tylko jednym z przykładów. Do wyboru właściwego terminu kwitnienia rośliny mogą wykorzystywać kilka sygnałów wysyłanych przez środowisko. Niektóre rośliny, takie jak tulipany, nie zakwitną jeżeli przez kilka miesięcy nie są wystawione na działanie zimowego chłodu, zaś inne kierują się coraz dłuższym dniem, który zapowiada nadejście wiosny. W latach trzydziestych ubiegłego wieku naukowcy dowiedzieli się, że rośliny wykrywają długość dnia za pomocą liści. Ponieważ kwiaty zwykle tworzą się na czubkach łodyg, badacze doszli do wniosku, że sygnał pobudzający kwitnienie musi przebyć drogę od liści do miejsca, gdzie rozwiną się pąki. Pomimo tych pierwszych odkryć, niewiele osiągnięto w zakresie dokładniejszego poznania hipotetycznej substancji pobudzającej kwitnienie, zwanej florigenem. Te trudności przywiodły wielu naukowców do konkluzji, że florigen może być nie pojedynczym elementem, ale złożonym zbiorem molekuł. Jednakże obydwa zespoły obecnie zidentyfikowały molekułę, zwaną FT, która wykazuje wszystkie charakterystyczne cechy florigenu. Gen FT (odpowiedzialny za miejsce kwitnienia T) powstaje w liściach w ciągu kilku godzin po otrzymaniu przez rośliny impulsu stymulującego do kwitnienia, ale jego produkt, białko FT, działa w rozwijających się czubkach rośliny, inicjując proces kwitnienia. Zespoły przebadały gen FT, wykorzystując niewielką roślinę gorczycy Arabidopsis thaliana. Chociaż wiadomo było, że FT jest potencjalnym czynnikiem pobudzającym kwitnienie, jego wpływ na geny sterujące tworzeniem się kwiatów pozostawał niewyjaśniony. Prawdziwy przełom nastąpił wraz z odkryciem, że białko FT łączy się z innym białkiem - FD. Białko FD z kolei bezpośrednio oddziałuje na geny, które przekształcają grupy niewyspecjalizowanych komórek macierzystych w pąki kwiatowe. Białko FD, które w przeciwieństwie do FT jest wytwarzane na końcach łodyg, staje się aktywne dopiero po związaniu z białkiem FT. Ponieważ gen FT pobudzany jest w liściach, zaś białko FT działa w odległym miejscu na końcach łodyg, badacze dochodzą do wniosku, że małe białko FT musi przemieszczać się z jednego miejsca do drugiego, stając się najlepiej znanym kandydatem na tajemniczą molekułę - florigen. Pozostaje sprawdzić, czy FT przebywa całą drogę od liści do końca łodygi, czy też wykorzystywany jest mechanizm przekaźnikowy. - Odkryliśmy gen FT w późnych latach dziewięćdziesiątych, ale przez wiele lat nie mogliśmy się dowiedzieć, w jaki sposób to małe białko steruje działaniem genów powodujących wytwarzanie kwiatów. Kiedy tylko stwierdziliśmy, że FT potrzebuje białka FD, które jest obecne w rozwijającym się czubku rośliny, to nabrało sensu - wyjaśnia Detlef Weigel, dyrektor w Instytucie Biologii Rozwojowej Maksa Plancka. - Dopiero gdy FT i FD połączą swoje siły w tej samej komórce, mogą się uaktywnić. - Kwitnienie jest jedną z najważniejszych decyzji podejmowanych przez rośliny. Musi więc być uważnie kontrolowane zgodnie z porami roku - mówi Philip Wigge z John Innes Centre. - Na przykład rośliny, które muszą być zapylane przez pyłki pochodzące od innego przedstawiciela tego samego gatunku, jak to się dzieje w przypadku czereśni, muszą zapewnić, że wytwarzają kwiaty w tym samym czasie, co sąsiadujące rośliny. Konieczność połączenia dwóch niezależnych składników w celu zainicjowania kwitnienia jest zgrabnym rozwiązaniem. Jeden element decyduje o wyborze właściwego momentu w roku, a drugi określa odpowiednie miejsce do wykształcenia kwiatów. Zebrane doświadczenia mają daleko idące konsekwencje biologiczne, gdyż geny FT i FD są obecne w całym królestwie roślin, w tym również w ważnych uprawach, takich jak ryż i pszenica. Ponieważ rośliny wykorzystują informacje ze środowiska do podejmowania decyzji o terminie kwitnienia, zakres miejsc, w których mogą być uprawiane jest ograniczony pod względem geograficznym. Przeniesione poza swój normalny obszar występowania, często nie kwitną wcale, kwitną zbyt wcześnie bądź zbyt późno w ciągu roku. Możliwość lepszego sterowania procesem kwitnienia powinno pomóc w wyhodowaniu nowych odmian, które mogą kwitnąć w miejscach, w których rośliny zwykle nie wytwarzałyby kwiatów we właściwym czasie.
Kraje
Niemcy, Zjednoczone Królestwo