22.04.2024 09:00

Brazílie: schválení GM komárů v boji proti horečce dengue

[https://www.biotrin.cz/brazilie-schvaleni-gm-komaru-v-boji-proti-horecce-dengue]
Vědci v Brazílii schválili v březnu letošního roku uvolnění geneticky modifikovaných komárů do volné přírody ve snaze zmírnit exponenciálně rostoucí počet případů horečky dengue, která představuje vážné hrozby ve formě epidemie. Horečka dengue je vážným horečnatým onemocněním, které se přenáší komáry a šíří mezi lidmi. Mezi její příznaky patří vysoká horečka, bolesti kloubů a svalů, nechutenství, vyrážky a v některých případech i krvácivé projevy. Britská společnost Oxitec se specializuje na výzkum a vývoj geneticky modifikovaných (GM) komárů. S cílem potlačit přenos horečky dengue, který zprostředkovávají pouze samičky komárů druhu Aedes aegypti, vyvinula Oxitec samce tohoto druhu s genetickou úpravou, která vede k úmrtí samičího potomstva ještě před dosažením dospělosti. Tímto zásahem se očekává redukce populace komárů v postižených oblastech. Proces začíná umístěním vajíček komárů do speciální krabičky, do které se přidá voda k jejich aktivaci. V krabičkách proběhne celý vývojový cyklus, který trvá přibližně 10 dní, a dospělý GM hmyz je následně vypuštěn do volné přírody. Zde se pak může množit pouze GM populace komárů, což vede k postupné redukci velkého množství hmyzu. Samci ztrácejí schopnost kousání a samičky po páření s těmito samci nepřežijí, čímž je úspěšně regulována populace komárů. V Brazílii začala být situace závažná na začátku roku, kdy během prvních dvou měsíců bylo zaznamenáno více než 970 000 případů horečky dengue, což přetížilo brazilské nemocnice. Bylo hlášeno minimálně 500-600 obětí. Město Sao Paulo dokonce vyhlásilo ke konci února stav nouze. Krize způsobená horečkou dengue má kořeny ve dvou hlavních faktorech. Vlhké a teplé počasí výrazně ovlivnilo populaci komárů šířících tuto nemoc. Současně se šíří všechny čtyři typy viru a jen málo obyvatel Brazílie má imunitu proti všem typům. Již před dvěma roky se brazilské úřady pokusily bojovat s vysokým výskytem horečky dengue jiným způsobem - pomocí infikování komárů běžnou bakterií Wohlbachia, která měla zesílit imunitní reakci komárů a ztěžovat růst viru dengue. Toto vedlo k vývoji nevylíhnutých vajíček komárů, což mělo za následek snížení populace komárů. Mezi další možnosti v boji s infikovanými komáry patří také nová vakcína z Japonska, která je podávána nejrizikovějším skupinám obyvatelstva, a stále se vyvíjí i domácí brazilská vakcína proti horečce dengue. I přes víru v účinnost a efektivitu snížení populace komárů pomocí GM jedinců je potřeba pokračovat v dalším vývoji a zkoumání účinných metod v boji proti komárům, aby byla zajištěna dlouhodobá kontrola nad jejich populací a prevence šíření nemocí. Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20714 https://www.reuters.com/business/healthcare-pharmaceuticals/biotech-company-bets-gmo-mosquitoes-fight-dengue-brazil-cases-surge-2024-02-28/ https://www.technologyreview.com/2024/03/15/1089845/

19.04.2024 16:00

GM karafiát

[https://www.biotrin.cz/gm-karafiat]
Karafiáty modré barvy představují první geneticky modifikované květiny, které byly uvedeny na trh. Jedná se o víceletou rostlinu (Dianthus caryophylus), u které je genetická modifikace z hlediska dlouhodobého výnosu výhodnější než u jednoletých rostlin. Změna barvy na modrou až fialovou je způsobena vložením genů z petúnie a macešky, u nichž umožňují syntézu anthokyanového barviva delfinidinu, jenž je zodpovědný za tvorbu modrého a fialového pigmentu v květech. Delfinidin je přirozeně se vyskytující pigment, který je hojně zastoupen v dalších (i jedlých) plodinách, např. červené odrůdě vinné révy, černém rybízu nebo borůvkách, a není nijak toxický ani alergenní. Zpočátku byla vyžadována licence pro pěstování, distribuci a vývoz GM karafiátů. Po několika posouzeních regulačních orgánů však nebyla zjištěna žádná rizika spojená s GM karafiáty a od roku 2007 byly karafiáty zařazeny na seznam GMO. V současné době jsou karafiáty pěstovány hlavně v Jižní Americe, především v Kolumbii a Ekvádoru. V Evropě je schválen jen dovoz GM karafiátů. Pod komerčními názvy, jako MoonshadeTM, MoonshadowTM nebo MoonvistaTM jsou pěstovány a dováženy karafiáty mimo EU, zejména do USA, Kanady, Japonska nebo Malajsie. Přestože původ GM karafiátů je v Austrálii, ne všechny odrůdy tam mají povolení k pěstování. K dovozu GM karafiátů zpět do Austrálie tak dochází z jihoamerické Kolumbie či Ekvádoru, kde je pěstování povoleno. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.ogtr.gov.au/sites/default/files/files/2021-06/21_-_factsheet_-_genetically_modified_gm_carnations_in_australia.pdf https://www.scienceworld.cz/biologie/geneticky-modifikovany-karafiat-si-muzeme-pestovat-i-doma-3250/ https://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/stanoviska_ck_gmo/$FILE/oeres-stanovisko_CKGMO_karafiat_FLO_40685_2-20160707.pdf https://bezpecnostpotravin.cz/rostouci-plochy-gm-plodin-ve-svete/

19.04.2024 16:00

GM kukuřice

[https://www.biotrin.cz/gm-kukurice]
Genetická modifikace kukuřice MON 810 je založena na vložení genu z půdní bakterie Bacillus thuringiensis. Tento gen kóduje Bt toxin, který působí jako účinná ochrana proti většině škůdců, zejména proti zavíječi kukuřičnému. Jeho larvy se živí na klasech kukuřice, a tím rostlinu poškozují. Vzhledem k tomu, jak je kukuřice důležitou plodinou po celém světě, je genetická modifikace velkým pomocníkem. Modifikací kukuřice a vznikem MON 810 se zabývala v 90. letech 20. století společnost Monsanto. Povolení pro komerční pěstování této plodiny v EU bylo schváleno v roce 1998 na dobu 10 let. V roce 2007 byla podána žádost o prodloužení povolení, jejíž schvalování však probíhalo téměř 10 let. Dne 8. července 2016 předložila Evropská komise návrh povolující uvedení potravin a krmiv obsahujících z GM kukuřice MON 810 na trh. Návrh byl schválen o rok později, v červenci 2017. V roce 2016 tvořila kukuřice MON 810 přes 30 % ze všech pěstovaných GM plodin po celém světě, což jasně ukazuje význam této plodiny ve světovém zemědělství. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK424540/ https://www.infogm.org/IMG/pdf/key_facts_mon810_20180212_1_.pdf https://uroda.cz/pestovani-geneticky-modifikovane-kukurice-v-eu-a-v-cr/ https://bezpecnostpotravin.cz/vice-nez-90-gm-plodin-je-produkovano-peti-staty-v-eu-pestovana-mon-810-je-bezpecna/

19.04.2024 16:00

GM rajčata Flavr Savr

[https://www.biotrin.cz/gm-rajcata-flavr-savr]
GM rajčata Flavr Savr byla na trh uvedena 18. května 1994 pod značkou MacGregor a jednalo se o vůbec první komerčně prodávaný geneticky modifikovaný produkt na trhu. Rajče bylo geneticky upraveno tak, aby byla snížena až potlačena aktivita enzymu polygalakturonasy odpovědného za degradaci polysacharidu pektinu. Pektin, obsažený v buněčné stěně rajčat, hraje klíčovou roli v procesu měknutí, hniloby a dozrávání plodů. Snížený rozklad pektinu vedl ke zvýšené odolnosti modifikovaných rajčat a prodloužil jejich trvanlivost. Rajčata se tak mohla sklízet až v případě jejich optimální zralosti a díky modifikaci nedošlo ke znehodnocení plodu během transportu. Společnost Calgene zabývající se vývojem geneticky modifikovaných rajčat byla však složena především z vědců, kteří nebyli připraveni na tak velký úspěch jejich alternativních rajčat a chtěli pokračovat dále ve vývoji, nikoliv v marketingu jejich produktu. Calgene byla proto prodána nadnárodnímu koncernu Monsanto, který se vydal úplně jinou cestou – cestou schvalování a maximální legalizace GM produktů, která však nikdy nebyla přívětivě přijata veřejností a postupně spěla ke konci rajčat Flavr Savr. Výroba rajčat Flavr Savr byla ukončena v roce 1997 mimo jiné i jako jeden z důsledků tzv. Pusztaiovy aféry, která vznikla kolem kontroverzního výzkumu Dr. Árpáda Pusztaiho z konce 90. let. Jeho studie tvrdila, že geneticky modifikované brambory negativně ovlivňují krysy, avšak tyto závěry byly ve vědecké komunitě široce kritizovány kvůli chybné metodice a neúplnému odbornému posouzení. Tato studie rovněž otřásla důvěrou veřejnosti v geneticky modifikované produkty, včetně rajčat Flavr Savr, a významně ovlivnila přijetí dalších GM produktů v následujících letech. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.canada.ca/en/health-canada/services/food-nutrition/genetically-modified-foods-other-novel-foods/approved-products/suppressed-polygalacturonase-activity-flavr-savr-tomato.html https://www.genengnews.com/insights/mistakes-shorten-first-approved-gmos-shelf-life/ https://www.idnes.cz/technet/veda/geneticky-modifikovane-plodiny.A131216_122147_veda_mla

15.04.2024 07:56

Petúnie zeleně svítící ve tmě dostaly v USA povolení k prodeji

[https://www.biotrin.cz/petunie-zelene-svitici-ve-tme-dostaly-v-usa-povoleni-k-prodeji]
Rostliny jsou upravovány výzkumníky tak, aby svítily, již od konce minulého století,. Nyní si je mohou pořídit i zahrádkáři v USA. Ministerstvo zemědělství Spojených států (USDA) na začátku roku 2024 schválilo prodej svítící petúnie Firefly od společnosti Light Bio, která nyní přijímá předobjednávky těchto pozoruhodných biotechnologicky upravených rostlin za cenu 29 USD/kus. Petúnie Firefly má květy, které během dne vypadají bíle, ale ve tmě rostlina svítí zeleně, čímž může být okouzlujícím doplňkem do domácího interiéru nebo zahrady nejen pro nadšence do vědy. Společnost Light Bio si pro svou práci vybrala petúnie, protože se ve USA široce používají jako okrasné rostliny a nejsou považovány za invazivní druhy. Šance na rozšíření modifikovaných genů do původních rostlin a narušení ekosystémů by měla být minimální. Light Bio, inovativní startup využívající znalostí syntetické biologie, s podporou významných biotechnologických lídrů, jako jsou NFX a Ginkgo Bioworks (NYSE: DNA), mění zahradnický průmysl tím, že představuje novou kategorii biotechnologicky upravených rostlin. Tato událost je označována za „průlomovou“, protože vytvořit rostlinu, která dokáže emitovat světlo dostatečně jasně, aby ji bylo možné vidět pouhým okem, a kterou lze prodávat milovníkům rostlin, bylo dosud považováno za obtížné. Keith Wood, generální ředitel a spoluzakladatel společnosti Light Bio, pracuje na bioluminiscenčních rostlinách, které emitují světlo prostřednictvím chemických reakcí uvnitř svých buněk již od 80. let 20. století. Avšak rostliny zářily jen slabě a potřebovaly speciální výživu. Výzkum, který byl použit při modifikaci této petúnie, staví na dřívější publikaci přípravy svítícího tabáku, a to vložením čtyř genů získaných z houby Neonothopanus nambi. Výzkumný tým z Ruska, Rakouska a Velké Británie odhalil překvapivou podobnost mezi bioluminiscencí hub a metabolismem rostlin a upravil čtyři vybrané geny pro další zvýšení luminiscence. Vložením těchto genů do petúnie výzkumníci umožnili rostlině produkovat enzymy, které přeměňují kyselinu kávovou, vyskytující se ve všech rostlinách, na molekulu luciferin vyzařující světlo. Poté ji recyklují zpět na kyselinu kávovou, což umožňuje trvalou bioluminiscenci. Na rozdíl od fluorescence, která vyžaduje speciální osvícení, bioluminiscence petúnie Firefly probíhá bez potřeby jakéhokoli konkrétního typu světla. To odlišuje rostlinu od ostatních zářících organismů na trhu, jako jsou například rybičky GloFish®. Tito akvarijní mazlíčci, k dispozici v mnoha druzích a barvách, fluoreskují pouze pod modrým LED světlem. Petúnie Firefly poskytují nejjasnější bioluminiscenci zejména v poupatech. "Pokud s rostlinou zacházíte opravdu dobře, pokud má dostatek slunečního světla a je zdravá, bude zářit jasněji," říká Karen Sarkisyan, syntetická bioložka z MRC London Institute of Medical Sciences. Je to jemná zelená záře podobná světlu úplňku, která může poskytnout kulisu pro meditaci nebo prostě jen chvíli klidu. Uvidíme, zda se těchto petúnií dočkáme i v Evropě. Zdroje: Bourzac, Katherine: "Glow way! Bioluminescent houseplant hits US market for first time." Nature (2024) https://doi.org/10.1038/s41587-020-0500-9 https://light.bio/

08.04.2024 08:35

Budoucnost potravin: Rýžová zrna s masem uvnitř

[https://www.biotrin.cz/budoucnost-potravin-ryzova-zrna-s-masem-uvnitr]
Vědci z jihokorejské univerzity Yonsei představili průlom v potravinářství: kultivovanou hovězí rýži obsahující živočišné svalové a tukové buňky, umístěné uvnitř rýžových zrn. Tato hybridní potravina, která je díky procesu kultivace buněk zbarvena do světle růžové barvy, obsahuje o 8 % více bílkovin a o 7 % více tuku než tradiční rýže. Ačkoli by hovězí rýže mohla znít jako forma geneticky modifikované potraviny, nedochází ke změně DNA rostlin ani zvířat. Pro růst tkání a orgánů živočichů je nezbytné tzv. biologické „lešení“. Zmíněný výzkumný tým využil rýžová zrna jako podklad pro umístění živočišných buněk. Tato zrna byla ošetřena rybí želatinou, která pomáhá buňkám přilnout k rýži. Následně do nich byly aplikovány kmenové buňky hovězího svalu a tuku, které byly kultivovány v Petriho misce po dobu 9-11 dní. Díky tomu, že jsou zrnka rýže porézní a mají bohatou vnitřní strukturu, mohou v nich buňky růst podobným způsobem, jako by rostly ve zvířeti. Tento postup je podobný technologii výroby produktu, který se již prodává v Singapuru – kultivované maso pěstované v texturovaném rostlinném proteinu (TVP) na bázi sóji. I když sója spolu s ořechy byly prvními potravinami, které byly použity pro kultivaci živočišných buněk, jejich využitelnost je omezená kvůli alergiím a limitované schopnosti udržení buněk ve srovnání s rýží. U hovězí rýže však může být pro někoho překážkou její chuť. Proces kultivace buněk totiž mírně mění strukturu a vnáší do ní pachové látky připomínající hovězí maso, mandle, smetanu, máslo a kokosový olej. Vědci zdůrazňují, že uvedení kultivované hovězí rýže na trh by mohlo významně snížit uhlíkovou stopu a zároveň by mohla být cenově dostupnější. Kmenové buňky používané v tomto procesu se totiž získávají z živých zvířat, čímž se eliminuje potřeba porážky, a navíc se buňky mohou množit neomezeně dlouho. Tento průlom přináší naději na inovativní a udržitelnou budoucnost potravinového průmyslu. Navíc by technologie mohla v budoucnu sloužit jako záchrana během hladomorů, nebo jako potrava pro vojenské a vesmírné mise.   Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20667 https://www.cell.com/matter/abstract/S2590-2385(24)00016-X https://www.dezeen.com/2024/02/22/beef-rice-meat-alternative-yonsei-university/  

02.04.2024 08:21

Vědci odhalili gen zodpovědný za výnos a kvalitu bavlny

[https://www.biotrin.cz/vedci-odhalili-gen-zodpovedny-za-vynos-a-kvalitu-bavlny]
Vědci z Čínské akademie agrikulturního výzkumu vypracovali studii, ve které odhalili gen klíčový pro tvorbu a kvalitu bavlny. Bavlník chlupatý (Gossypium hirsutum) je jedním z primárních zdrojů přírodního vlákna pro textilní průmysl. A právě na tuto rostlinu se zaměřili čínští výzkumníci, aby poodhalili tajemství jejího genetického kódu. Ve studii se zaměřili na průzkum řady genů, které souvisí s tvorbou buněčné stěny, tvorbou vláken a kvality bavlny. Vědci vytvořili rozsáhlou genetickou mapu a následně pomocí CRISPR/Cas9 metody a dalších metod molekulární biologie zkoušeli jednotlivé geny umlčet, tedy způsobit jejich neaktivitu, aby zjistili, jak se to projeví na tvorbě bavlny. Za hlavního protagonistu označili gen GhCesA4. Právě tento gen je zodpovědný za negativní korelaci mezi výnosem a kvalitou bavlny. Samozřejmě není jediným genem, který se podílí na tomto procesu, ovšem právě onen poměr kvalita vs. kvantita je pro následnou tvorbu v textilním průmyslu důležitý. Ale proč nás to vlastně zajímá? Teď když byl identifikován „viník“, je možné s ním dále pracovat a ovlivňovat jeho expresi, tedy zamezit současnému problému, kdy s vyšším výnosem klesá kvalita. A s dalším výzkumem se můžeme dostat ke kvalitnějšímu oblečení. Což může potenciálně nejen ušetřit našim peněženkám, ale také pomoci snížit tlak na produkci bavlny a v konečném důsledku ulevit naší planetě v již tak náročné době klimatické změny.   Zdroje: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209012322300379X?via%3Dihub https://seedquest.com/news.php?type=news&id_article=151561&id_region=&id_category=&id_crop= https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20592  

28.03.2024 10:28

Nová položka v NBT knihovně – Rýže odolná k širokému okruhu patogenů

[https://www.biotrin.cz/nova-polozka-v-nbt-knihovne-ryze-odolna-k-sirokemu-okruhu-patogenu]
Rýže setá (Oryza sativa L.) představuje hlavní zdroj potravy pro více než polovinu světové populace. Není tedy překvapením, že je častým předmětem zájmu výzkumu vědců, kteří neustále hledají způsoby, jak vylepšit její vlastnosti a zvýšit odolnost vůči patogenům. Právě na rýži se zvýšenou odolností vůči patogenům se zaměřuje nově přidaná položka do naší NBT knihovny.   Podobně jako ostatní plodiny, i rýže trpí celou řadou onemocnění způsobených různými patogenními organismy. Tyto choroby mohou způsobit pokles sklizně, snížení kvality zrna a v extrémních případech ohrozit i lidské zdraví. Jedním z takových patogenů je například houba Magnaporthe oryzae. Nyní byl navržen postup využívající technologii CRISPR-Cas k úpravě nedávno objeveného genu RBL1, což by mohlo vést ke zvýšení odolnosti rýže nejen vůči M. oryzae, ale i dalším patogenům. Takto modifikovaná rýže představuje slibnou cestu nejen k posílení odolnosti plodin, ale také ke stabilizaci výnosů rýže, neboť negativní dopady na výnos plodin by měly zůstat minimální.   Více na: Rýže odolná k širokému okruhu patogenů Autor textu položky v knihovně NBT: Slavomír Rakouský  

25.03.2024 09:28

Od genů k zrnům: rozkrývání tajemství genu GW2.1 v ječmeni

[https://www.biotrin.cz/od-genu-k-zrnum-rozkryvani-tajemstvi-genu-gw2-1-v-jecmeni]
Pro čtenáře webu spolku Biotrin nebude sousloví CRISPR/Cas nic nového. Tento (stále) revoluční systém pomohl výzkumníkům z Maďarské zemědělské a přírodovědecké univerzity a jejich partnerům charakterizovat v ječmeni gen, který řídí velikost zrna a obsah bílkovin. Výsledky svého výzkumu vědci zveřejnili v časopise Plant Science. Význam stabilních výnosů plodin, které jsou ovlivněny klimatickými a půdními podmínkami, abiotickým a biotickým stresem a technologiemi produkce plodin, pro spolehlivou a efektivní produkci potravin je zřejmý. S rychlým nárůstem světové populace je ale nezbytné intenzivně pracovat na dalším šlechtění plodin, aby se zvýšila míra produkce plodin a aby se důležité plodiny adaptovaly na dopady klimatických změn.  Cereálie, jako jsou pšenice, rýže, kukuřice a ječmen, jsou hlavním zdrojem potravin a poskytují více než 50 % potravinové energie. Kvalita a kvantita semen společně určují reprodukční úspěch (to „zajímá“ rostlinu jako takovou) a agronomický výkon plodin (to zajímá nás). U cereálií je nejcennější částí zrna endosperm s vysokým obsahem škrobu a bílkovin a výnos. V posledních letech byla identifikována a studována řada molekulárních regulátorů nebo kvantitativních lokusů (QTL, quantitative trait loci) vlastností, které ovlivňují výnos zrna. U rýže byl jako QTL identifikován gen GW2 (Grain Width and Weight 2), který negativně reguluje velikost zrna a tedy potenciálně i výnos (OsGW2). OsGW2 kóduje RING-typ E3 ubikvitin ligázu, která se konstitutivně exprimuje v listech, kořenech, květních orgánech a zrnech. Systém ubikvitin-26S proteazomu (UPS, ubiquitin-26S proteasome system) je zásadní cestou degradace proteinů v růstu a vývoji rostlin a je aktivně zapojen do regulace vývoje zrna. Proto bylo pro zvýšení produktivity obilovin navrženo vypnutí aktivity genu GW2. Další výzkumy ukázaly, že homology genu GW2 jsou funkčně konzervované u kukuřice, pšenice, prosa, ječmene, a dalších plodin.  Funkce genu GW2 byla zkoumána také u ječmene, kde byly nalezeny dva ortologní geny - HvYrg1 (HvGW2.1) a HvYrg2 (HvGW2.2). Tato práce se zaměřila na objasnění rolí genu GW2.1 ve vývoji zrna ječmene. Výzkumníci použili technologii CRISPR/Cas9 pro generování nezávislých linií ječmene s knock-out mutací v genu GW2.1 s významně odlišnými agronomickými vlastnostmi oproti divokému typu. Další experimenty zahrnovaly růst upravených rostlin v kontrolovaných podmínkách skleníku, genotypizaci získaných linií a analýzu morfologie zrna a jeho složení. Byly sledovány změny ve velikosti zrna, hmotnosti tisíce zrn a proteinovém obsahu, což poskytlo přehled o dopadu mutací na agronomické vlastnosti ječmene. Skleníková pozorování odhalila pouze okrajové zapojení GW2.1 během regulace raného vegetativního růstu. Další výsledky naznačují, že aktivita GW2.1 jemně ladí rovnováhu mezi různými vlastnostmi zrna a výnosem. Ukazují, že mutace v genu GW2.1 vedou k prodloužení zrna, ale zároveň k poklesu jeho šířky a celkové hmotnosti, což má ale negativní vliv na výnos. Zajímavě, ve srovnání s kontrolami je, že mutantní linie vykazovaly konzistentnější produkci napříč různými podmínkami pěstování (autoři aplikovali v pokusech na rostliny také tepelný stres), což naznačuje možnou roli GW2.1 v adaptaci rostlin na stresové podmínky. Dále byl pozorován výrazný nárůst proteinového obsahu v zrnech mutantních linií, což otevírá diskusi o využití těchto poznatků pro zlepšení nutriční hodnoty ječmene.  Data tedy ukazují, že pleiotropní účinky mutantů GW2.1 ječmene silně ovlivňují základní vývojové procesy, což naznačuje možné omezení praktického využití mutantů GW2.1 ve šlechtitelských programech. Podle autorů studie se nyní nabízí několik dalších otázek. Je důležité zjistit, jaká je specifičnost cílů genu GW2, které proteiny jsou jím specificky ubikvitinovány a degradovány. Rovněž je klíčové pochopit, jak je aktivita GW2 modulována fluktuacemi okolní teploty a jaké molekulární cesty GW2 regulují procesy vedoucí k vývoji zrna, k určení počtu klásků a zrn. Dále je třeba zkoumat, do jaké míry jsou efekty působení GW2 na obsah proteinů a vlastnosti zrna konzervované mezi různými jednoděložnými plodinami a jaká je nejlepší strategie pro modulaci exprese nebo aktivity GW2 pro agronomické využití. Závěry studie tedy ukazují, že gen GW2.1 v ječmeni reguluje rovnováhu mezi výnosem a vlastnostmi zrna, což pravděpodobně v dlouhodobém horizontu optimalizuje evoluční zdatnost. Ztráta funkce GW2.1 však vyvolává významné pleiotropní účinky, které vedou k poklesu počtu zrn a snížení výnosu u mutantních rostlin. Je nutné provést další studie k odhalení složité molekulární sítě ovlivňující vývoj zrn v ječmeni, aby bylo možné využít potenciální ekonomické výhody spojené s inaktivací funkce GW2.1. Tato práce tedy nepřináší žádné převratné novinky do oblasti genetických studií u ječmene či metodik molekulární biologie. Představuje ale důležitý příspěvek k rozsáhlejšímu úsilí o zlepšení zemědělské produkce a adaptaci na klimatické změny - každý nový střípek poznání nás posouvá blíže k cíli udržitelnějšího a produktivnějšího zemědělství.   Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20604 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168945223003850

18.03.2024 09:35

JAUP1 zlepšuje vývoj kořenů rýže i její odolnost vůči stresu

[https://www.biotrin.cz/jaup1-zlepsuje-vyvoj-korenu-ryze-i-jeji-odolnost-vuci-stresu]
Abiotický stres je takový stres, který nesouvisí se živými organismy. Bývá způsobený například nedostatkem nebo nadbytkem světla, vody nebo kyslíku, vysokou nebo nízkou teplotou okolí či mechanickým tlakem, větrem apod. Reakce rostlin na stres jsou zásadní pro jejich přežití a úspěšnou adaptaci, při kterých hrají klíčovou roli kořeny, protože zajišťují zásobování rostlin vodou a živinami z půdy a jsou citlivé na změny prostředí. Fytohormon jasmonová kyselina (JA) reguluje růst rostlin a jejich reakce na poranění a jiné stresové podněty. Avšak její úloha ve vývoji kořenů při adaptaci na abiotický stres byla dosud zkoumaná jen málo. Nedávný objev výzkumníků z různých institucí na Tchaj-wanu naznačuje, že v adaptaci na stres má klíčovou úlohu gen kódující JA Upregulated Protein 1 (JAUP1). JAUP1, který se v rýži vyvinul teprve nedávno je specifický pro moderní odrůdy této plodiny, reguluje aktivaci exprese genů zapojených do biosyntézy a signalizace JA. Právě fytohormon JA poskytuje rostlinám toleranci vůči abiotickým stresům a ovlivňuje vývoj kořenů závislý na auxinu. Zvýšená exprese JAUP1 také minimalizuje negativní vlivy stresových podnětů, jako je například nedostatek vody, což přispívá k lepší ochraně rostlin a zvýšení výnosu zrna. V rámci svého výzkumu vědci z Tchaj-wanu zkoumali reakci transgenní rýže s vyšší expresí JAUP1 nejen na nedostatek vody, ale i na snížení teploty (4 °C), zasolení a přítomnost kyseliny abscisové (ABA). ABA je inhibiční fytohormon, který zpomaluje růst rostlin a připravuje je na období vegetačního klidu; jeho produkce se zvyšuje za podmínek jako je nedostatek vody a nízké teploty. Zvýšená exprese JAUP1 vedla k lepší regeneraci rostlin po expozici těmto abiotickým stresorům a změněná architektura kořenů u modifikovaných rostlin obsahovala více laterálních (bočních) kořínků, tedy podpořila růst kořenů a multistresovou toleranci rýže. Tento objev odhaluje dosud nedoceněnou roli JA při stresu a naznačuje potenciál JAUP1 jako molekulárního markeru pro šlechtění odrůd rýže odolných právě vůči abiotickým stresům. Gen může být použit jako molekulární marker k vývoji rýže, která bude tolerantní vůči nepříznivým podmínkám životního prostředí. Na obrázku vidíte původní odrůdu rýže (WT) a transgenní rýži se zvýšenou expresí genu JAUP1 a jejich reakci na nedostatek vody. Zdroje: Gene Enhances Root Development and Multi-Stress Tolerance in Rice- Crop Biotech Update (January 17, 2024) | Crop Biotech Update - ISAAA.org Muzaffar, Adnan, et al. "A newly evolved rice‐specific gene JAUP1 regulates jasmonate biosynthesis and signalling to promote root development and multi‐stress tolerance." Plant Biotechnology Journal (2024). https://doi.org/10.1111/pbi.14276