Rostliny se nemohou aktivně pohybovat z místa na místo jako živočichové, nemohou tedy utéci před nepříznivými podmínkami prostředí, například zastíněním nebo suchem. Aby se mohly s těmito okolnostmi vyrovnat, mají vyvinutou řadu důmyslných mechanizmů, kterými vnímají světlo, teplotu, vlhkost, přítomnost jiných rostlin a podobně.

Hlavním tématem výzkumu naší laboratoře je vliv světla na rostliny. Světlo je pro rostliny zcela klíčové, protože jim poskytuje energii k výrobě organických látek během fotosyntézy. Je proto jedním z nejdůležitějších faktorů kontrolujících růst a vývoj rostlin. V rostlinných buňkách jsou umístěny zvláštní bílkoviny, fotoreceptory, určené pro vnímání světla – jeho intenzity, barvy a směru paprsků. Regulace růstu je pak z velké části zprostředkována rostlinnými hormony – auxiny. Detailní mechanizmy, jak se světlo a auxiny vzájemně ovlivňují, však zatím nejsou dostatečně objasněny.

Rostliny dokážeme tvarovat
V Laboratoři molekulární fyziologie řešíme několik projektů, které se těmito problémy zabývají. Studujeme například, jak auxiny, ve spolupráci se světlem, kontrolují vývoj úhlu listů u kukuřice. Tento výzkum je významný proto, že rostliny kukuřice s malým úhlem listů (tedy s listy vztyčenými vzhůru) se mohou vysévat hustěji, přičemž si však uchovávají vysoký výnos. Naše výsledky naznačují, že moderní odrůdy kukuřice se vztyčenými listy jsou odolnější vůči růstovým účinkům auxinů a světla. U těchto odrůd roste listové ouško, odpovědné za výsledný úhel listu, méně, což vede právě k vývoji vztyčených listů. Nyní tento jev studujeme na molekulární úrovni.

Geny a modré světlo
V jiném projektu se zabýváme tím, jak modré světlo ovlivňuje schopnost rostlin vzdorovat různým stresovým podmínkám, např. velkému množství soli v půdě. Pracujeme s rostlinami rajčete, které mají dědičně poškozeny různé fotoreceptory. Zjistili jsme, že se od sebe odlišují schopností tolerovat zasolení půdy. Modré světlo tedy nějakým způsobem reguluje reakci rostlin na tento stres. Naše výsledky vedly k identifikaci genu, který by mohl hrát v těchto procesech významnou úlohu. Nyní se snažíme gen podrobněji popsat a zjistit jeho přesnou funkci.

RNDr. Martin Fellner, Ph.D.
Laboratoř molekulární fyziologie,
Společné pracoviště Univerzity Palackého v Olomouci a Ústavu experimentální botaniky AV ČR.