Když rostliny dospívají, procházejí také určitým druhem puberty, lze to vidět na zvláštním vzorci genové aktivity. Biologové zjistili, že se pak více či méně načítají tisíce genů. Podle studie publikované v časopise The Plant Cell je výsledkem, že rostliny koordinují tvorbu svých reprodukčních orgánů a zároveň upozaďují růst listů. V budoucnu by toto zjištění mohlo zemědělcům pomoci určit ideální čas sklizně. Neboť na rozdíl od vnějších charakteristik geny indikují pubertu spolehlivě.
Bouřlivá puberta za dva dny
Puberta není jen výsadou lidí, procházejí jí i rostliny. V této fázi vývoje již nejen rostou, ale pohlavně zrají a vstupují do reprodukční fáze života. Přitom snižují růst listů, někdy je dokonce nechají odumřít a místo toho vkládají svou energii do tvorby reprodukčních orgánů, jako jsou poupata. Na rozdíl od lidských teenagerů však rostlinná puberta netrvá roky, ale často jen dva až tři dny.
Načasování důležité pro sklizeň
Pro zemědělce a spotřebitele je důležité tento přechod nezmeškat. Během puberty se v rostlině také přerozdělují živiny, z listů do reprodukčních orgánů, a nakonec do květů, plodů a obilovin. Aby bylo možné získat potraviny s větším množstvím živin, je proto při sklizni důležité správné načasování. V ideálním případě by všechny pěstované rostliny určitého druhu měly být sklízeny ve stejné biologické fázi vývoje, ať už před pubertou nebo po ní.
Ale stejně jako u lidí, i puberta u rostlin nezačíná u všech jedinců ve stejnou dobu, i když jsou stejně staří. „V některých směrech je růst rostlin a lidí velmi podobný: každý ho prožívá svým vlastním způsobem,“ říká autorka studie Daphne Ezer z University of York.
Růst rostlin je fascinující, prohlédněte si vydařený časosběr
Modelová rostlina
Tým vedený Daphne Ezer a spoluautorem Ethanem Redmondem z University of York se nyní blíže podíval na to, jak lze rozpoznat rostlinné teenagery. K tomu biologové použili modelovou rostlinu huseníček rolní, Arabidopsis thaliana druh divoké hořčice z čeledi brukvovitých, jako je zelí a brokolice. Vzhledem k dlouholetému příbuzenskému křížení jsou semena tohoto druhu geneticky téměř identická, a proto snadno srovnatelná. Vědci pěstovali 68 těchto rostlin v pěstebních podmínkách, které byly co nejstálejší z hlediska světla, vody, teploty a půdních podmínek. Ačkoli byly zasety ve stejný den, puberta se u mladých rostlin nastala asynchronně v různé dny. Když asi polovina rostlin dosáhla puberty, Redmond a jeho kolegové použili sekvencování RNA vzorků listů, aby porovnali, které geny jsou v rostlinách aktivní. V tomto vzorci použili algoritmus k hledání rozdílů, které označují začátek puberty.
Geny odhalí pubertu dříve, než je vidět
Vědci našli četné specifické genetické změny, které korelovaly s načasováním viditelné vývojové změny. Celkem 3 734 genů se po nástupu puberty rostlin načítá silněji a 6 967 genů je redukováno. Stejně jako při řetězové reakce to mění, které geny jsou aktivní. Dospívající rostliny lze rozpoznat podle genetického vzorce a spolehlivěji než podle naměřených hodnot, jako je velikost listů. „Rostliny dokonce začínají přesměrovávat živiny ze svých listů do květních struktur dříve, než se očekávalo,“ říká botanička Ezer. Genová aktivita také odhalila, že rostliny začínají upozaďovat své listy ještě předtím, než jsou viditelné reprodukční struktury, jako nasazená poupata. Podle studie zpočátku tvoří v listech méně ribozomů, pak postupně zastavují další buněčné funkce, až nakonec přestane probíhat fotosyntéza a listy odumírají.
Dá se to použít v praxi?
„Aby se zvýšila nutriční hodnota plodin, budou muset zemědělci věnovat pozornost těmto skrytým procesům, které probíhají dlouho předtím, než se objeví jakékoli viditelné známky přechodu od vegetace k reprodukci,“ říká Ezer. Pokud by zemědělci věnovali pozornost příznakům dospívání, mohli by produkovat potraviny vyšší a jednotnější kvality. Jak budou nové poznatky užitečné v praxi se ale teprve ukáže. Analýzu genové aktivity nelze provádět na okraji pole a kromě toho jsou pěstované plodiny geneticky mnohem méně uniformní než modelová rostlina. Nicméně vhled do rostlinné puberty by mohl pomoci lépe porozumět některým základním procesům této přechodné fáze.
