Mitől nő olyan gyorsan a világrekorder növény?

A Salk Intézet kutatóinak vezetésével, nemzetközi összefogással készült az a kutatás, amelyben a világ legapróbb és leggyorsabban növekvő virágos növényének, a vízidarának a titkait fedték fel. A vízidara a békalencsefélékhez tartozó növénynemzetség, az egyik faj, a Wolffia australiana genetikai vizsgálatával sikerült kideríteni, minek köszönhető az ultra gyors gyarapodása. A vizsgálatok során felfedezett alapvető növénybiológiai és növekedési elvek a haszonnövényeink növekedését javító nemesítés alapjait is megteremtik.

A Genome Research szakfolyóiratban közzé tett eredmények segítenek megérteni azt, hogy az aprócska növény milyen kompromisszumos megoldások révén, más funkcióinak – például a gyökerek hajtása, vagy a kártevők elleni védekezés – csökkentése útján tud olyan gyorsan nőni.

„Rengeteg tudományos siker köszönhető az egyszerű, apró élőlényeknek, mint például az élesztőgombák, baktériumok vagy férgek” – mondta a kutatás vezetője, Todd Michael, a Salk Intézet növénybiológiai- és sejtlaborjának kutató professzora. „Az volt az alapötletünk, hogy egy egészen mini növényke, a Wolffia segíthet hozzá minket ahhoz, hogy megértsük, mitől is növény egy növény.”

A vízidara az Antarktika kivételével minden kontinensen megtalálható édesvízi növény, egy milliméteres, a vízfelszínen lebegő szerkezet, amelynek nincs gyökere, és egymagában képviseli a növény szárát és levelét is. Hasonlóan szaporodik, mint az élesztőgomba: az anyanövény oldalából rügyszerűen kinő a leánynövény, és ehhez egyetlen nap elegendő a számára. Délkelet-Ázsiában már most is fogyasztják, és a kutatók úgy vélik, hogy a növekvő népesség növekvő fehérjeigényét is segíthet majd kielégíteni a fogyasztása. A vízidara fehérjetartalma a szójáéval megegyező arányú.

A kutatók a laboratóriumban szabályozott világos-sötét ciklussal termelték a növénykét, és a növekedése közben folyamatosan ellenőrizték, mely gének aktiválódnak benne. Kiderült, hogy fele annyi gén irányítja a napi bioritmusukat, mint más növényeknél, és talán ez lehet a siker titka, mivel nincsenek meg benne azok a szabályozók, amelyek irányítják a növekedés idejét. Hiányoznak azok a gének is belőle, amelyek a gyökér növekedéséhez, vagy a kártevők elleni védelemhez kellenének. „Úgy tűnik, ez a növény minden olyan génjétől megszabadult, amelyikre nincs szüksége. Az evolúciója során egyedül a fékezhetetlen növekedését elősegítő folyamatokra koncentrált” – magyarázta Michael.

Joseph Ecker professzor, a tanulmány társszerzője, és a Salk Genetikai Elemző Labor igazgatója, hozzátette: „Ez a növényke olyan laboratóriumi modellfaj lehet, amelynek segítségével a növényi viselkedés alapvető jellemzőit vizsgálhatjuk majd, s azt, hogy a gének miként avatkoznak be a különféle növényi tevékenységekbe.”

A most feltárt tulajdonságok nemcsak a jobb élelmezéshez, hanem a szén-dioxid megkötésének fokozásához is hozzásegíthetik a növénynemesítőket. Michael laborjában olyan növényeket szeretnének létrehozni majd, amelyek tulajdonságai egy-egy speciális feladatra optimalizálják őket, s ehhez jelent majd hozzájárulást a vízidara további vizsgálata is.