Rozmowa z Panią dr hab. Anettą Kuczyńską, prof. IGR PAN z Instytutu Genetyki Roślin Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu na temat projektu pn. „Melatonina jako nadrzędny czynnik w kształtowaniu architektury korzenia i adaptacji do suszy poprzez regulację współdziałania fitohormonów u jęczmienia (Hordeum vulgare L.)”

Co nowego może dostarczyć nam ten projekt?

Projekt znacząco poszerzy wiedzę o działaniu i interakcji fitohormonów związanych z rozwojem systemu korzeniowego roślin jęczmienia zwłaszcza w odpowiedzi na stres niedoboru wody. Zrozumienie genetycznych podstaw kształtujących ważne cechy agronomiczne oraz warunkujących odpowiedź rośliny na czynniki stresowe może być użyteczne w programach hodowlanych wspomagając postęp biologiczny. Jakkolwiek wyniki projektu nie będą stosowalne bezpośrednio do innych zbóż, to jednak znajdą liczne do nich odniesienia, gdyż jęczmień jest coraz częściej określany mianem „modelu”, szczególnie dla badań architektury roślin. Ponadto, wyniki wpłyną znacznie na metodologię badań nad zbożami, poprzez propagację metod opartych na ilościowej analizie hormonów.

Czym jest melatonina?

Melatonina występuje zarówno u zwierząt jak i u roślin, choć warto zaznaczyć, że pomimo wykrycia jej u większości roślin i w różnych ich częściach, to rola melatoniny jest nadal bardzo słabo poznana. W regulacji fizjologii roślin, jak również ich wzrostu i rozwoju pośredniczą interakcje wielu fitohormonów na poziomach ich syntezy, szlaków transdukcji sygnałów i ostatecznie skoordynowanej regulacji ekspresji wspólnych genów docelowych. Jak dotąd ta złożona sieć regulacyjna nie została do końca poznana, natomiast pojawiają się przesłanki związane z istnieniem czynnika zarządzającego tymi procesami. Idealnym kandydatem jest melatonina, której ważna rola opiera się właśnie na interakcji z hormonami roślinnymi.

Jak ważna jest regulacja wzrostu i fizjologii roślin?

W naturze obserwuje się dużą zmienność cech roślin w obrębie danego gatunku. Zmienność ta jest wynikiem działania różnych mechanizmów na poziomie molekularnym, w tym działania i współdziałania hormonów roślinnych, które regulują procesy fizjologiczne i wzrost roślin. Rośliny uprawne narażone są na wiele czynników stresowych, biotycznych i abiotycznych, natomiast reakcja roślin na te czynniki związana jest z ekspresją wielu genów zaangażowanych w zmiany procesów komórkowych, biochemicznych i fizjologicznych pozwalających na przystosowanie do warunków stresowych i ograniczenie negatywnych skutków, a w konsekwencji wydanie satysfakcjonującego plonu.

Dlaczego badania stosowane są na jęczmieniu?

Dlaczego jęczmień? Jęczmień uprawny jest rośliną̨ diploidalną, o stosunkowo niewielkim genomie i w przeciwieństwie do większości innych gatunków uprawnych nie zaszła u niego poliploidyzacja. Ponadto ze względu na wysoki konserwatyzm genomu traw oraz z uwagi na fakt, że genom jęczmienia został zsekwencjonowany, zadnotowany i opublikowany w bazach danych, coraz częściej jęczmień traktowany jest jako roślina modelowa. Fakt ten dodatkowo stwarza duże prawdopodobieństwo, że wyniki które otrzymamy dla jęczmienia, będzie można ekstrapolować na inne zboża.

Bardzo istotna jest interakcja pomiędzy hormonami roślinnymi, prawda?

Badania nad interakcją między fitohormonami stanowią obecnie ważny obszar biologii systemów roślinnych i są cennym źródłem informacji o molekularnych mechanizmach procesów fizjologicznych. Rozwój i funkcjonowanie roślinny w zmiennym środowisku jest w dużej mierze wypadkową współdziałania fitohormonów. Zrozumienie tych procesów u gatunków jednoliściennych, w tym jęczmienia, pozostawia jeszcze szerokie pole do działania. Pomimo ostatnich postępów w wyjaśnianiu biologicznej funkcji melatoniny, zrozumienie molekularnych mechanizmów wzrostu i rozwoju korzenia regulowanych za pośrednictwem melatoniny jest wciąż na początkowym etapie badań i stanowi główny cel projektu.

Czy można zatem zwiększyć odporność roślin?

To jest bardzo trudne zadanie, ale wiele projektów realizowanych przez kierowany przeze mnie Zakład Fenomiki Zbóż IGR PAN w Poznaniu ma również na celu opracowanie ideotypu odmiany odpornej, scharakteryzowanego kompleksem cech i właściwości na poziomie całej rośliny oraz na poziomie komórkowym i molekularnym. Aby ideotyp można choć w części zrealizować w praktyce, potrzebne są odpowiednie i efektywne metody opracowane w oparciu o wiedzę dotyczącą możliwie szerokiego spektrum cech i właściwości roślin dostosowanych do postępujących zmian klimatu. Zintegrowane prace badawcze poszerzają naszą wiedzę i przybliżają do wytypowania takiego ideotypu. Jestem przekonana, że jesteśmy na dobrej drodze!

Dziękujemy za rozmowę i życzymy powodzenia!

Projekt nr 2019/33/B/NZ9/00750 (OPUS 18) jest finansowany przez Narodowe Centrum Nauki.

Sebastian Wach

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię tutaj