Rastline so skozi evolucijo razvile številne mehanizme, s katerimi se prilagajajo spreminjajočim se razmeram v okolici. Raziskovalna skupina z Univerze v Københavnu je preučevala, kako rastline optimizirajo rast in razvoj koreninskega sistema, skozi katerega izmenjujejo snovi z okolico. Svoja dognanja je objavila v reviji EMBO Reports.

Audio file

Predvajaj

Znanost

Znanstveni britoff

9. 4. 2020 – 7.05

Živa Kolenc

Rastline da imajo organe?

Kako se koreninijo rastline

Avksini so družina funkcijsko raznolikih rastlinskih hormonov, ki nadzorujejo rast in razvejanje poganjkov in korenin. Njihovo nastajanje v tkivu rastlina uravnava, ker mora biti rast tkiv prilagodljiva glede na zunanje pogoje, recimo sušo ali obilje vode. Eden od mehanizmov, ki nadzoruje rast stranskih korenin, je tesno povezan z nihanjem koncentracije avksina v koreninskem sistemu. Koncentracija zaniha na štiri do šest ur. Da bi bolje razumeli, kako tako imenovani avksinski ritmovnik vpliva na rast stranskih korenin, je znanstvena ekipa preučevala celično dogajanje v enem, nekaj ur trajajočem ciklu.

Rastlina požene nove stranske korenine, ko koncentracija avksina doseže vrhunec. Ko se koncentracija spet zmanjša,  rastlina počisti odpadne oziroma odvečne produkte, ki so nastali med rastjo novih tkiv. Najpomembnejša metoda odstranjevanja odvečnih produktov je avtofagija. Celice v procesu avtofagije z encimi razgradijo in reciklirajo proteine in druge gradnike za nadaljnjo uporabo, pri čemer ne poškodujejo že izgrajenih celic in tkiv. 

V poskusu je znanstvena ekipa izbila gen, pomemben pri avtofagiji, in tako onemogočila odstranjevanje odpadnih produktov. Avksinski ritmovnik se je zaradi odsotnosti avtofagije porušil, kar pomeni, da so postale korenine manj odzivne na nihanje ravni avksina. Pri rastlinah so opazili povsem drugačen vzorec razvejanja korenin v primerjavi s kontrolnimi rastlinami. Korenine so imele manj razvejišč, našteli pa so tudi manj izrastkov stranskih korenin. 

Znanstvena ekipa ugotavlja, da je avksinski ritmovnik sestavljen iz tesno prepletenih molekularnih mehanizmov. Avtofagija omogoča, da so biokemijske komponente, kot so rastni dejavniki in genski promotorji, prisotne v ravno pravem razmerju. Sklepajo, da je avtofagija ključen korak v delovanju ritmovnika, na podlagi poznavanja te biokemijske poti pa bi lahko razvili gensko spremenjene rastline, ki so odporne proti neugodnim okoljskim razmeram.