Wykorzystano zarodniki męskie
Jedna z współautorek, dr Monika Gajecka z Wydziału Nauk Przyrodniczych UŚ, wyjaśnia, że dzięki tym wieloletnim badaniom będzie możliwe produkowanie odmian roślin zielonych niezależnie od genotypu.
r e k l a m a
Nowe rozwiązanie pomija etap zapylenia, czyli przeniesienia ziaren pyłu na znamię słupka, które jest konieczne w normalnych warunkach rozmnażania roślin.
Jak przebiegało doświadczenie?
Najpierw badacze pozyskali niedojrzały kłos jęczmienia, następnie poddano go dwóm różnym procesom:
- Izolacja – ścięte źdźbła włożono na dwa tygodnie do lodówki, żeby uległy przechłodzeniu; następnie zostały one zblendowane w specjalnym urządzeniu, dzięki czemu nie doszło do uszkodzenia mikrospor, czego efektem jest powstała zawiesina. Następnie dochodzi do inicjacji kultury in vitro, czyli indukcji rozwoju zarodków jęczmienia na pożywce.
- Ze świeżo ściętego źdźbła wyciągany jest niedojrzały kłos z mikrosporami. Mikrospory są izolowane i wkładane do odpowiednio przygotowanej pożywki, dostarczającej tylko pewnych składników odżywczych. Komórki nie są przechłodzone, lecz głodzone.
Dr Gajecka podkreśla, że w obu sposobach dochodzi do przeprogramowania a z mikrospory nie powstaje dojrzałe ziarno pyłku, tylko nowa roślina. Zarodki kiełkują po ok. 6 tygodniach, a po roku otrzymuje się ziarna, które można poddać selekcji pod kątem pożądanych cech. Jako, że jęczmień jest rośliną jednoroczną, to w kolejnym roku powstaje linia homozygotyczną. Te procesy przyśpieszają zatem produkcję nowych odmian jęczmienia o kilku lat, ponieważ wcześniej cykl krzyżowań potrzebował na to 8 lat!
Co więcej, nowy sposób izolacji i inicjacji kultury in vitro mikrospor umożliwia produkcję roślin z każdej odmiany, także tej albinotycznej (albinosy pozbawione są chlorofilu i nie przeprowadzają fotosynetzy).
Inicjacja in vitro w kluczowych momentach
- Istotną rolę odgrywają w tym procesie plastydy. Inicjowaliśmy kulturę in vitro w określonych momentach rozwoju roślin. Gdy plastydy zdążyły już różnicować się w amyloplasty, regenerowały głównie albinotyczne rośliny. Jeśli jednak jeszcze do tego nie doszło, wtedy uzyskiwaliśmy rośliny zielone. Gdy odkryliśmy tę kluczową zależność, wystarczyło już tylko wskazać odpowiedni moment inicjacji kultury in vitro – podkreśla Gajecka.
Podsumowując: dzięki nowym doświadczeniom cykl tworzenia odmian został skrócony o kilka lat oraz możliwe jest wyprodukowanie roślin zielonych niezależnie od genotypu.
Autorami patentu jest Zespołu Genetyki i Genomiki Funkcjonalnej Roślin na Wydziale Nauk Przyrodniczych UŚ: dr Monika Gajecka, prof. dr hab. Iwona Szarejko, dr Beata Chmielewska, mgr Janusz Jelonek i Justyna Zbieszczyk.
Oprac. Natalia Marciniak-Musiał na podstawie artykułu Nauka w Polsce
Zdjęcie: Pixabay
