Zajedno sa preraspodelom šećera, osnovni molekularni mehanizam unutar biljaka kontroliše formiranje novih bočnih korena. Međunarodni tim biljnih biologa pokazao je da se zasniva na aktivnosti određenog faktora, mete proteina rapamicina (TOR). Bolje razumevanje procesa koji regulišu grananje korena na molekularnom nivou moglo bi da doprinese poboljšanju rasta biljaka, a samim tim i prinosa useva, kaže vođa istraživačkog tima prof. dr Aleksis Majzel iz Centra za proučavanje organizma na Univerzitetu u Hajdelbergu.
Dobar rast korena osigurava da biljke mogu da apsorbuju dovoljno hranljivih materija i rastu, doprinoseći tako njihovoj opštoj kondiciji. Da bi to uradili, moraju uskladiti raspoložive resurse iz metaboličkih procesa sa svojim programima genetskog razvoja. Biljke vezuju ugljen-dioksid (CO 2 ) iz atmosfere u svojim listovima i pretvaraju ga u proste šećere putem fotosinteze. U obliku fruktoze i glukoze, ovi jednostavni šećeri se takođe izdvajaju u korenu, gde pokreću rast i razvoj biljke.
Tim prof. Maizel-a je koristio thale cress Arabidopsis thaliana, model biljke u istraživanju biljaka, da prouči kako se ovaj proces odvija na molekularnom nivou. Njihova istraživanja se fokusiraju na ulogu glukoze u formiranju bočnih korena. „Znamo da se, pored biljnih hormona, šećer iz izdanaka takođe izdvaja u korenu, ali do sada nije shvaćeno kako biljka prepoznaje da su resursi šećera dostupni za formiranje bočnih korena“, objašnjava dr Majkl Stic, a. istraživač u timu Aleksisa Mejzel.
Studije na nivou metabolizma su pokazale da Arabidopsis formira bočne korene samo kada se glukoza razgrađuje i kada se ugljeni hidrati troše u periciklu – najudaljenijem ćelijskom sloju glavnog cilindra korena. Ovaj proces se kontroliše na molekularnom nivou metom proteina rapamicina. Ovaj faktor kontroliše kritične signalne mreže i metaboličke procese u biljkama, kao i kod životinja i ljudi. Njegova aktivnost je regulisana interakcijom faktora rasta poput biljnog hormona auksina i hranljivih materija poput šećera.
Koristeći Arabidopsis, istraživači su otkrili da TOR postaje aktivan u ćelijama pericikla samo kada je tamo prisutan šećer. Takozvane ćelije osnivači zatim formiraju bočne korene deobom ćelija.
Profesor Maizel kaže: „TOR preuzima neku vrstu uloge čuvara; kada biljka aktivira genetski program rasta odgovoran za formiranje korena preko hormona auksina, TOR proverava da li ima dovoljno šećera na raspolaganju za ovaj proces.“
TOR deluje tako što kontroliše translaciju specifičnih gena zavisnih od auksina, blokirajući njihovu ekspresiju ako nema dovoljno resursa šećera. Kada su istraživači potisnuli TOR aktivnost, nisu formirani bočni koreni. „To sugeriše da je uključen fundamentalni molekularni mehanizam“, navodi biolog biljaka iz Hajdelberga.
U isto vreme, istraživači su pokazali da TOR kontroliše, preko sličnog mehanizma, formiranje korena iz drugih biljnih tkiva — takozvanih adventivnih korena. Prema rečima prof. Maizela, rezultati njihovih istraživanja takođe bi mogli biti od interesa za poljoprivrednu primenu. „One bi se potencijalno mogle koristiti za razvoj novih strategija za rast biljaka optimizovanih za različite uslove životne sredine i bolje prinose useva“, kaže istraživač.
Nalazi su objavljeni u časopisu EMBO Journal.
