Nowe fakty na temat powstawania korzeni bocznych u roślin
Zespół naukowców z Europy, Azji i USA odkrył nowe fakty na temat wzrostu i rozwoju korzeni. Ustalili oni, w jaki sposób korzenie boczne wyrastają z korzenia głównego oraz wrastają w glebę. Odkrycie otwiera drogę do dalszych badań, których owocem mogą być rośliny uprawne o ulepszonej strukturze korzenia, zwiększającej szanse na przetrwanie w nieurodzajnej glebie. Korzenie zaopatrują rośliny w wodę i składniki pokarmowe. Stanowią trwałe zakotwiczenie, utrzymując roślinę w miejscu podczas silnego wiatru, a ponadto pełnią funkcje spichrzowe, magazynując substancje odżywcze na trudne czasy. Dzięki wszystkim tym cechom możliwa jest uprawa rolna. Opublikowany niedawno na łamach "Nature Cell Biology" artykuł ujawnia, w jaki sposób powstają korzenie boczne. Z odkrycia wynika, że nowe korzenie boczne mają zdolność "przeprogramowania" leżących przed nimi warstw komórek, czego rezultatem jest ich rozdzielenie umożliwiające pojawienie się nowego korzenia. Korzenie boczne, jak sama ich nazwa wskazuje, odgałęziają się na boki z korzenia głównego, pomagając w ten sposób przytwierdzić roślinę w glebie. Pierwszym ich zadaniem, zanim zaczną drążyć glebę, jest jednak przebicie się przez kilka warstw tkanki. Po wniknięciu w glebę rozgałęziają się w bok w poszukiwaniu składników pokarmowych i wody dla rośliny. Sposób, w jaki korzenie rozrastają się w glebie w celu wykorzystania dostępnych w niej zasobów jest bardzo zróżnicowany. Korzenie drzew oliwnych znane są na przykład z tego, że wyrastają na boki na wiele metrów od głównej osi drzewa. Bez korzeni, gwarantujących stabilność i dopływ substancji odżywczych, roślina umiera. Badaniem kierował Centre for Plant Integrative Biology przy Uniwersytecie w Nottingham (Wielka Brytania), a w analizie problemu zastosowano podejście holistyczne. Zebrano studentów reprezentujących różne dyscypliny naukowe, m.in. matematykę, inżynierię i informatykę, a także botanikę, którzy wspólnie mogli badać rozwój korzeni na różnych poziomach - od cząsteczkowego, poprzez komórkowy, po organizmalny. Korzenie boczne wyrastają, kiedy hormon roślinny auksyna (z gr. auxano - "rosnąć") wysyła lokalnie sygnał powodujący przeprogramowanie sąsiednich komórek. Następnie auksyna wywołuje ekspresję LAX3, co z kolei prowadzi do uaktywnienia enzymów przebudowujących ścianę komórkową. W rezultacie następuje rozdzielenie się komórek, umożliwiające korzeniom bocznym przebicie się na zewnątrz. Prof. Malcolm Bennett, dyrektor ds. biologii w Centre for Plant Integrative Biology oraz kierownik działu botaniki i agronomii (Division of Plant and Crop Sciences), uważa, że dzięki odkryciu na początku badania mechanizmu powstawania korzeni bocznych naukowcy mogli ustalić znacznie więcej nowych faktów. Odnosząc się do artykułu, profesor powiedział: "Oprócz przedstawienia nowej koncepcji biologicznej na temat powstawania korzeni bocznych zidentyfikowaliśmy wiele sterujących tym procesem genów. Jest to naprawdę ważne, ponieważ dzięki temu w przyszłości możemy być w stanie uzyskać rośliny uprawne o ulepszonej strukturze korzenia". Odkrycia dokonało międzynarodowe konsorcjum, w którym uczestniczyło ponad 20 naukowców z laboratoriów w Belgii, Francji, Niemczech, Hiszpanii, Szwecji, Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii.