Przekształcanie roślin jednorocznych w wieloletnie
Naukowcom z Belgii i Holandii nie tylko udało się odkryć geny odpowiedzialne za kwitnienie, ale również dezaktywować je. Ich badania mają dalekosiężne konsekwencje: mogą stworzyć warunki do uprawiania roślin znacznie dłużej niż jest to obecnie możliwe. Wyniki opublikowane w czasopiśmie internetowym Nature Genetics pogłębiają również wiedzę na temat ewolucji roślin zielnych. Rośliny można podzielić na kategorie odpowiadające długości życia. Rośliny jednoroczne na przykład zwykle żyją jeden rok. W tym czasie kiełkują, rosną i tuż przed obumarciem kwitną, wydając nasiona, które zapewnią przetrwanie gatunku. Niektóre rośliny dwuletnie, takie jak burak, żyją przez dwa lata, ale są uprawiane jako jednoroczne ze względów praktycznych. Rośliny wieloletnie mają znacznie dłuższe życie, trwające kilka lat. Naukowcy oparli się na założeniu, że różnica molekularna między roślinami wieloletnimi a jednorocznymi może być stosunkowo niewielka. Zgodnie z wynikami przeprowadzonych badań, rośliny ewoluowały w kierunku form jednorocznych lub wieloletnich, aby zapewnić sobie reprodukcję i przetrwanie w różnych warunkach środowiskowych. Na przykład wieloletnie rośliny drzewiaste ewoluowały wielokrotnie z jednorocznych przodków w odosobnionych miejscach, takich jak wyspy. Rośliny jednoroczne przeznaczają sporą część swojej na rozwój kwiatów, które są niezbędne dla przetrwania gatunku. Bardzo wrażliwe nasiona roślin jednorocznych są w stanie wyczuć wydłużanie się dni i kończenie się zimy. To z kolei powoduje uruchomienie procesu wzrostu. Nastanie dłuższych dni wiosennych powoduje wysłanie sygnału, który aktywuje liczne geny wywołujące kwitnienie. W ramach ostatnich badań analizowano geny kwitnienia rzodkiewnika pospolitego, kwitnącego gatunku o krótkim okresie życia, występującego w Europie, Azji i w północno-zachodniej Afryce. Wyłączenie genów umożliwiło wzrost rzodkiewnika i znacznie wydłużyło jego życie. Naukowcom udało się ustalić poszczególne czynniki odpowiedzialne za kontrolowanie czasu kwitnienia, zapobieganie wzrostowi wtórnemu i długości życia u rośliny jednorocznej oraz potwierdzić swoje założenie o niewielkiej różnicy między roślinami jednorocznymi a wieloletnimi. Zaobserwowali, że obok wydłużenia życia rośliny, wyłączenie genów wywołało inne mechanizmy roślin wieloletnich takie jak wzrost wtórny i łykowacenie, przekształcając rzodkiewnika w roślinę krzewopodobną. Ponadto naukowcy odkryli, że wyłączenie genów rzodkiewnika spowodowało, że roślina zachowała w zapasie część niewyspecjalizowanych komórek, zwykle wykorzystywanych do wspomagania kwitnienia przed obumarciem rośliny, które umożliwiły jej przekształcenie się w roślinę wieloletnią i przetrwanie przez znacznie dłuższy czas. Botanicy ustalili, że zdrewniałe rośliny wieloletnie ewoluowały z jednorocznych roślin zielnych, a ostatnie badanie wykazało kluczową rolę trzech genów w tym procesie. Odkrycie ma duże znaczenie zarówno dla rolnictwa, jak i dla biologii ewolucyjnej.
Kraje
Belgia, Niderlandy