Klíč k odolnějším plodinám? Jediný protein chrání rostliny před trojitým stresem

Vědci z University of Missouri učinili průlomový objev, který by mohl zásadně změnit způsob, jakým rostliny přežívají v náročných podmínkách. Zjistili, že určitý protein může být klíčem k záchraně rostlin, když jsou současně vystaveny více stresovým faktorům.

Vědci z University of Missouri učinili průlomový objev, který by mohl zásadně změnit způsob, jakým rostliny přežívají v náročných podmínkách. Zjistili, že určitý protein může být klíčem k záchraně rostlin, když jsou současně vystaveny více stresovým faktorům. Tyto poznatky by v budoucnu mohly vést k vývoji plodin, které budou odolnější vůči drsným podmínkám způsobeným kombinací stresorů během jedné vegetační sezóny.

Ve své nedávné studii vědci z Mizzou zjistili, že *Arabidopsis thaliana*, rostlina často používaná jako modelový organismus v biologickém výzkumu, potřebuje specifický protein známý jako bHLH35 k ochraně před současným stresem z nadměrného tepla, slunečního záření a slané půdy. Zjištění otevírají cestu k lepšímu pochopení základní buněčné biologie, která umožňuje rostlinám přežít i při zasažení více stresory. Studie s názvem "bHLH35 mediates specificity in plant responses to multiple stress conditions" byla publikována v časopise *Science Advances*.

Profesor Ron Mittler, jeden z autorů studie, zdůrazňuje, že zemědělci často čelí situacím, kdy jsou jejich plodiny zasaženy například vlnami veder a záplavami současně, nebo intenzivním slunečním zářením a suchem. Místo zkoumání reakce rostlin na jednotlivé stresory se jeho laboratoř zaměřuje na pochopení toho, jak rostliny reagují na více stresorů probíhajících současně, což je pro zemědělce často realitou. Mittlerova dlouholetá práce zahrnuje studium reakcí rostlin na nadměrné teplo, sluneční záření, slanou půdu, sucho, kyselost a toxický těžký kov kadmium. V laboratoři vystavuje rostliny těmto stresorům v různých kombinacích a zkoumá jejich buněčnou biologii, aby odhalil, které proteiny hrají v určitých situacích život zachraňující roli.

V rámci nedávné studie byly tři rostliny *Arabidopsis* vystaveny nadměrnému teplu, slunečnímu záření a slané půdě. Jedna byla divoká rostlina, druhá měla specifický protein bHLH35 vymazaný nebo deaktivovaný a třetí byla geneticky upravena tak, aby obsahovala extra protein bHLH35. Po jednom dni rostlina bez proteinu uhynula, divoký typ přežil a rostlina s extra bHLH35 vypadala zdravěji. Tyto výsledky naznačují, že by se mohly otevřít nové strategie pro genetickou úpravu plodin pomocí genového inženýrství nebo šlechtění, zaměřené na specifické proteiny v závislosti na tom, jakým souběžným hrozbám plodiny čelí.

Mittler vysvětluje, že zatímco jeden protein může reagovat na jeden stresor a jiný na jiný, při kombinaci stresorů může být aktivní zcela třetí protein, který je specificky „vyškolen“ k záchranným úkolům v této konkrétní souběžné hrozbě. Toto nové myšlení otevírá zcela nový svět výzkumných příležitostí. Lepší pochopení toho, jak přesně rostliny reagují na více stresorů současně, umožní vědcům identifikovat cíle pro genetickou úpravu nebo šlechtění, což v konečném důsledku pomůže zemědělcům pěstovat odolnější plodiny. Cílem je vyvinout plodiny, které budou lépe snášet budoucí sucha, vlny veder nebo záplavy, často probíhající současně, a udržet si vysoké výnosy pro zemědělce. Ačkoli experimentální rostliny v této studii nebyly kukuřice, sója nebo pšenice, výzkum poskytl vzrušující důkaz konceptu. Vzhledem k tomu, že většina plodin má verze tohoto proteinu, bude zajímavé sledovat, jak tento objev ovlivní zemědělský průmysl v budoucnu.