Dudits Dénes

A növények szexuális életének molekuláris titkai

A virágok szín- és formagazdaságukkal gyönyörködtetnek. Nem csak esztétikai jelentőségük van azonban: a bennük megbúvó bibe megporzásából születő magvak a fajfenntartást szolgálják, s az emberi táplálkozás nélkülözhetetlen forrásai is. Az utóbbi évtized molekuláris, sejt- és fejlődésbiológiai kutatásai a növények életciklusának eddig ismeretlen rejtélyeit tárták fel. A virágokban lejátszódó intim események molekuláris hátterének megismerése fontos gyakorlati jelentőséggel bír, hiszen a növénynemesítés a géntechnológiai és genomikai módszerek révén újabb lehetőségekhez jutott a virágzási idő befolyásolására, új növényszaporítási eljárások kidolgozására, a betakarított termés minőségének, táplálkozási értékének javítására.

I. Bevezetés
A megtermékenyülést és a mag érését kísérő biokémiai, élettani folyamatok megismerése, az azokat irányító gének jellemzése és izolálása nagy segítség lehet a növénytermesztő és a növénynemesítő számára a termés biztonságos előállításában.

II. A virágok titka
A virágok pompája csodálatot ébreszt, és talán nem is gondolnák, hogy milyen bonyolult folyamatok játszódnak le benne. E folyamatok megismerése már csak azért is fontos, mert alapvetően befolyásolják a betakarítható termés mennyiségét és minőségét.

III. A növények életciklusának fontosabb jegyei a búza példáján
Az állatok fejlődési stratégiájától eltérően a növényi ivarszervek kezdeményei csak az egyedfejlődés későbbi fázisában, hosszabb-rövidebb vegetatív növekedés után alakulnak ki. A növények nem rendelkeznek az állatokra jellemző ivari őssejtvonallal.

IV. Miként dönt a növény a virágzás megkezdéséről?
A virágok megjelenésének idejét a külső körülmények közül a fény mennyisége (a nappalok és éjszakák hossza), illetve a hőmérséklet befolyásolja döntően. A különböző genetikai kísérletek segítségével sikerült pontosabban megérteni a virágzást szabályozó gének szerepét.

V. A virágcsodák mestergénjei
A virág szerveinek típusát, számát és elhelyezkedését fejlődési karmestergének, az ún. homeotikus gének határozzák meg.

VI. Megtermékenyítés és embriófejlődés in planta és in vitro
Az ivarsejtek fúziója vezet az utód, a zigóta kialakulásához, amelynek osztódásai során formálódik az embrió. A szaporodás természetes formái mellett figyelmet érdemelnek a növényi lombikbébi-kísérletek, melyek jobb tulajdonságú növények előállítását célozzák.

VII. Növényi embriók megtermékenyítés nélkül
Növények esetében a differenciálódás folyamata visszafordítható, a levél- vagy gyökéreredetű sejtekben kialakítható az embriogén állapot. A testi, ún. szomatikus embriók hasonlítanak ivaros testvéreikhez. A növények klónozásának ez a módja új biotechnológiai szaporítási rendszerek üzemi hasznosításához, mesterséges magok felhasználásához szolgálhat alapul.

VIII. A bibe és a portok világától az egészséges élelmiszerekig
A növényi magvak fontos alkotója az endospermium, amely nemcsak a növényembriót, hanem az embereket is táplálja. Összetétele, struktúrája befolyásolja táplálékaink élettani hatásait. A géntechnológiát hasznosító növénynemesítés például a rizsszemek karotintartalmának növelésével csökkentheti a hiányos táplálkozás következményeit.

Tovább