Vědci z olomouckého Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH) učinili spolu s kolegy z univerzity v Nottinghamu a Max Planck Institutu molekulární buněčné biologie v Drážďanech další výrazný krok ve zkoumání vývoje rostlin i jejich vnitřního uspořádání pomocí fluorescenční mikroskopie.

Od modelové rostliny huseníčku pokročili k mnohem větší vojtěšce, kterou dokáží ve speciálním mikroskopu sledovat v přirozeném stavu až několik dní. Do budoucna ji hodlají využít i na jiné plodiny, především ječmen.

Získané informace jsou stěžejní například pro zvýšení výnosů rostlin či jejich odolnosti vůči nepříznivým vlivům prostředí včetně sucha či chorob.

Ilustrční foto: tolice vojtěška (Medicago sativa)  je pro opylování včelami komplikovaná rostlina. Může za to tzv. pružinový mechanismus květu.

Odrazovým můstkem výzkumu byl detailní protokol pro dlouhodobé a šetrné zkoumání rostlin s vysokým rozlišením pomocí komerčně dostupných laserových mikroskopů, který vědci CRH publikovali před třemi lety a vzbudil značný zájem ve vědecké komunitě.

Následně se badatelé rozhodli upravit techniku pro dlouhodobé a šetrné zkoumání rostlin tak, aby mohli snímat větší objekty než huseníček, například embrya vojtěšky a z nich vyvíjející se rostliny. „Podařilo se nám posunout dále metodu, která dokáže zatím jako jediná snímat rostliny v různých úrovních od nitrobuněčné až po celé rostliny.

Skutečnost, že jsme od huseníčku pokročili k vojtěšce, považujeme za velký milník. Rostlinu můžeme sledovat od několika hodin až po několik dní podobně, jako by byla v přirozeném prostředí. Vidíme nejen její vývoj, ale i interakce s vnějším prostředím a mikroby ve stanovených a přísně kontrolovaných podmínkách.

Získáme tak mnohem lepší odpovědi na řadu biologických a biotechnologických otázek,“ uvedl vedoucí olomoucké výzkumné skupiny Jozef Šamaj.

O své poznatky se podělili

Podle jeho kolegy a dalšího spoluautora článku Miroslava Ovečky bylo přenesení metody z modelové rostliny na vojtěšku technicky poměrně složité. „Využíváme komerčně dostupný mikroskopický systém, takže jsme museli brát v úvahu jeho technické parametry.

Důležité bylo připravit podmínky pro dlouhodobou kultivaci. Rostlina dostává ve sterilním prostředí čerstvé živiny, má zajištěný světelný režim i přísun vzduchu. Výsledky tak nejsou zkresleny sekundárními stresy způsobenými samotnou mikroskopií.

Ve vědecké oblasti spočívá posun v tom, že doposud neexistoval systémový přístup, který by hodnotil vojtěšku na takové úrovni. Popsali jsme i technologické problémy, které mají jiné skupiny, a navrhli, jak by se tato progresivní metoda mohla využívat pro vývojové studie pro jakýkoliv typ rostlinných objektů.

I z tohoto pohledu je článek unikátní. Na základě dosažených výsledků otevíráme vědecké obci nové perspektivy,“ vysvětlil Miroslav Ovečka.

Kdo bádal?

Olomoučtí vědci hodlají i nadále metodiku vylepšovat a i v rámci projektu Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání s názvem Rostliny jako prostředek udržitelného globálního rozvoje ji upravit pro využití u ječmene.

Díky článku v respektovaném časopise budou navíc moci ještě více prezentovat na konferencích a odborných seminářích pokrok v této technice i její možné uplatnění při výzkumu rostlin. CRH sdružuje vědecké týmy Univerzity Palackého a olomouckých pracovišť Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Výzkumného ústavu rostlinné výroby.

Redakčně upravená tisková zpráva Univerzity Palackého v Olomouci