Tajemství květů rozluštěno

Po mnoha desetiletích pátrání se podařilo najít signál, který rostliny přiměje rozkvést.

Huseníček je drobná rostlina a jeho bezmála mikroskopické květy by žádnou květinářku k vytržení nepřivedly. Přesto právě tahle rostlina pomohla vědcům odhalit dlouho hledané tajemství vzniku květů. Vědci delší dobu tušili, že signál pro založení a růst květů přichází z listů. Povaha molekulárního povelu však zůstávala záhadou. Mnohokrát se zdála rozluštěná, aby se vzápětí ukázalo, že to není pravda. Nové objevy zveřejněné prestižním vědeckým týdeníkem Science považuje většina odborníků za definitivní tečku za diskusemi, jež se táhly dlouhá desetiletí.

Dlouhá honba za přízračným florigenem

Počátky zkoumání mechanismů řídících kvetení spadají do 30. let 20. století, kdy ruští vědci prokázali, že povel k tvorbě květů přichází z listů. Hypotetická signální molekula dostala jméno florigen a postupem času se stala pro vědce noční můrou. „Mnozí zhlíželi na florigen se stejnou skepsí jako na sněžného muže či inteligentní mimozemšťany,“ říká v rozhovoru pro časopis Science americký biolog Brian Ayre.

V roce 2005 se zdál tvrdý oříšek florigenu rozlousknutý. Čínský biolog Tao Huang došel během stáže ve švédském Ume k závěru, že signál pro kvetení tvoří molekuly kyseliny ribonukleové, jež se syntetizují v listech podle genu FT. Jednoduché šroubovice ribonukleové kyseliny měly putovat na místo, kde se tvoří květy, a tam podle jejich instrukce měla vznikat potřebná signální bílkovina. Izraelští vědci však vzápětí dokázali, že se ribonukleová kyselina z listu do místa budoucího květu nestěhuje. Švédští vědci proto nedávno výsledky získané ve spolupráci s Huangem odvolali. Huang působí v současné době v Číně a proti odvolání výsledků své švédské stáže hlasitě protestuje. Spory o florigen v dohledné době jen tak neskončí.

Mezinárodní vědecký tým vedený Colinem Turnbullem z Imperial College v britském Wye a Georgem Couplandem z Ústavu Maxe Plancka v Kolíně nad Rýnem prokázal, že nasazení květu spouští gen CONSTANS, který zajišťuje reakci listů na změnu v délce dne a noci. Za příhodných podmínek uvede tento gen do činnosti gen FT. Podle něj se vyrobí v buňkách listu zvláštní bílkovina, která pak putuje rostlinou až na místo, kde se bude tvořit květ.Jak se dá bílkovina na své cestě rostlinou stopovat? Vědci pozměnili dědičnou informaci huseníčku tak, aby bílkovina vyrobená podle genu FT svítila. Díky tomu mohli pozorovat bílkovinné molekuly na jejich putování rostlinou. Prokázali, že v nepřítomnosti bílkoviny rostlina nikdy nevykvete. Velmi podobných výsledků dosáhl při pokusech na rýži tým japonských výzkumníků vedený Ko Shimamotem z Ústavu pro vědu a technologie v Naře. Také jejich studii zveřejnil časopis Science.

Skeptici přesto varují před unáhleným jásotem. Například podle Williama Lucase z University of California „nepřinesly obě studie žádný posun vpřed“. „Tato výzkumná oblast má velmi dlouhou tradici v tom, že přináší vědcům jedno zklamání za druhým. Zdá se, že jsme konečně přišli na to, jak to je. V nastávajících zuřivých sporech bych doporučoval zachovat chladnou hlavu,“ radí v rozhovoru pro Science americký biolog Brian Ayre z University of North Texas.

Odhalené tajemství květů zdaleka nepřináší jen vyřešení zapeklitého teoretického problému. Má i bezprostřední praktický význam. Vědci mohou vyšlechtit rostliny, které budou mít prodloužené období kvetení, což je příslibem například pro pěstitele okrasných květin. Pro pěstitele ovoce může mít velký význam posun kvetení do příhodnějšího období, například do doby, kdy už nehrozí noční mrazy.