Marek Marzec: Strigolaktony to nowa grupa hormonów roślinnych, które odpowiadają za architekturę części nadziemnych roślin, rozwój korzeni bocznych oraz nawiązywanie symbiozy pomiędzy korzeniami roślin a pewnymi grzybami. Ponadto hormony te biorą udział w inicjacji kiełkowania nasion roślin pasożytniczych - parazytofitów.

Właśnie od poszukiwania substancji, która może pobudzać kiełkowanie roślinnych pasożytów rozpoczęły się badania nad strigolaktonami. Po zidentyfikowaniu kilku substancji o podobnej budowie chemicznej zaliczono je do jednej wspólnej grupy i nazwano strigolaktonami, od nazwy łacińskiej jednego z pasożytów - Striga sp. Innymi pasożytami, których nasiona pobudzane są do kiełkowania przez strigolaktony, są przedstawiciele rodzajów: Orobanche i Alectra.

NwP: Czyli rośliny same produkują hormon, dzięki któremu rozwijają się ich pasożyty?

Marek Marzec: Przez długi czas było zagadką, dlaczego rośliny wydzielają do gleby substancje pobudzające kiełkowanie ich własnych pasożytów. Zrozumienie tego samobójczego procesu stało się możliwe po odkryciu, że strigolaktony wydzielane przez korzenie roślin są konieczne do nawiązania symbiozy z arbuskularnymi grzybami mikoryzowymi. Z uwagi na fakt, że jest to bardzo wczesny ewolucyjnie proces, przyjmuje się, że rośliny pasożytnicze wykorzystały istniejący już w przyrodzie mechanizm w celu lokalizacji korzeni swoich ofiar.

NwP: Sprytnie. I to, co zgubne dla roślin jest zapewne ciekawe dla naukowców?

Marek Marzec: Zgadza się, jednak rozkwit badań nad strigolaktonami nastąpił, gdy opisano ich udział w kontroli rozkrzewiania pędu, nadziemnej części rośliny. Hormony te działają pod kontrolą auksyny i ograniczają rozwój zawiązków bocznych. W przypadku, gdy dojdzie do zatrzymania procesu produkcji (biosyntezy) strigolaktonów ich stężenie w tkankach rośliny spada, co powoduje wzrost zawiązków bocznych i zwiększenie rozkrzewienia pędu. Podobny efekt jest skutkiem uszkodzenia mechanizmów sygnalizacji tej grupy hormonów, np. powstaniem nieprawidłowych receptorów. Niezależnie od stężenia strigolaktonów w tkankach rośliny, sygnał o ich obecności nie jest wtedy odbierany, a przez to rozwój zawiązków bocznych odbywa się bez żadnych przeszkód.

NwP: A czym są mutanty strigolaktonowe?

Marek Marzec: Pod pojęciem mutantów strigolaktonowych rozumiemy takie rośliny, u których mutacja (uszkodzenie bądź zmiana w kodzie genetycznym) zlokalizowana jest w obrębie genów kodujących białka zaangażowane w biosyntezę lub sygnalizację strigolaktonów.

Oczywiście nie każda zmiana zapisu nukleotydowego będzie przekładała się na zmianę, bądź wyłączenie funkcji białka, a przez to na fenotyp osobnika. Dlatego na etapie identyfikacji mutantów konieczne jest znalezienie jak największej liczby roślin, ze zmianami w obrębie badanych genów, a następnie analiza bioinformatyczna otrzymanych wyników i opis fenotypowy rośliny niosącej taką mutację.

NwP: Jak uczeni ich szukają?

Marek Marzec: W celu poszukiwania mutacji w genach kodujących białka biosyntezy i sygnalizacji strigolaktonów wykorzystana zostanie platforma HorTILLUS, stworzona w Katedrze Genetyki Uniwersytetu Śląskiego w ramach grantu badawczego, zamawianego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Platforma ta obejmuje ponad 10 tys. roślin po chemicznej mutagenezie, z których wyizolowano DNA, opisano szczegółowo ich wygląd i zgromadzono wyprodukowane przez nie ziarniaki. Z wykorzystaniem techniki TILLING możliwe jest stosunkowo szybkie przeszukanie całej populacji w celu zidentyfikowania osobników niosących mutacje w określonym fragmencie DNA.

NwP: Dziękuję za rozmowę.

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Olszewska

agt/bsz