První studie svého druhu na světě. Botanický ústav AV ČR přišel s průlomovým výzkumem

Vědci Botanického ústavu Akademie věd ČR se ve svém výzkumu zaměřili na rozmanitost uvnitř druhů, která může mít stejně zásadní vliv na fungování společenstev a ekosystémů, jako je to s rozmanitostí druhů ve společenstvu.

Podle tiskové zprávy čeští vědci zjistili na základě výzkumu takzvaných skákajících genů (transpozonů), že na úrovni jednotlivce mají tyto geny negativní dopad, ale na úrovni celých populací je tomu naopak. V tomto případě napomáhají zvyšovat produktivitu a odolnost vůči konkurenci. 

Skákající geny nebo také parazitická DNA se objevuje v DNA každé rostliny. Pokud je rostlina zdravá a má dostatek živin, jsou tyto geny takzvaně umlčeny. Pokud je však rostlina vystavená stresovým situacím, jako je například nedostatek vláhy či živin, tak se tyto geny mohou začít kopírovat a začleňovat se do DNA rostliny na jakémkoli jejím místě. Tím mohou změnit vlastnosti i vzhled rostliny. 

V závislosti na počtu kopií transpozonu a toho, kam se daný gen DNA dostane, mohou vznikat různé formy rostlin. Skákající geny totiž mohou měnit pozice v genetickém kódu organismu, a tím měnit i jeho vzhled. 

Botanikové z Ústavu akademie věd ČR si dávají za cíl prozkoumat, jaký vliv by mohly mít tyto transpozony na celou populaci. 

„Je známo, že transpozony jsou běžnou součástí rostlin se spíše negativním vlivem na jednotlivce. Protože jejich ekologická a evoluční úloha není stále úplně jasná, zajímalo nás, jaký vliv mají transpozony na celou populaci. Zjistili jsme, že jednotlivé rostliny pod vlivem stresu změnily své vlastnosti díky činnosti uvolněných transpozonů, a tím změnily nároky na prostředí a omezené zdroje. Tím se začaly navzájem doplňovat a celá populace ve výsledku fungovala lépe,“ uvedl v tiskové zprávě hlavní autor studie Vít Latzel. 

Výzkum probíhal na 15.000 rostlin husečníku, u kterého byl v některých případech aktivován skákající gen. Tím vědci vytvořili populace s nižším a vyšším obsahem počtu kopií transpozonu. Tyto rostliny následně vystavovali stresovým podmínkám. Závěrem studie je, že u společenstva s vyšším obsahem kopií a různosti umístění transpozonů v DNA se zvyšovala také funkční rozmanitost populace, a tím i její produktivita. Tyto populace produkovaly více biomasy a také vzrostla jejich konkurence schopnost. 

„Naše studie je první svého druhu na světě. Věříme, že iniciuje nový směr výzkumu ekologického a evolučního významu transpozonů v rostlinné říši,“ dodal Vít Latze.