ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Kako petunije znaju kada mirisati tako dobro

Dok se samo ljudi bore da usklade vrijeme provedeno na poslu i gledajući Netflix, sva bića se bore s organizacijom vremena. Uz ograničene izvore, organizmi su prisiljeni vrijeme u svakom dijelu svog života iskoristiti pametno. Istraživači sa Sveučilišta na Washingtonu su nedavno otkrili kako je ova borba prisutna i kod slatkih i mirisnih stvari kao što je ugodni miris cvijeća iz vrta.

Tim biologa sa Sveučilišta u Washingtonu je pronašao ključni mehanizam koji biljke koriste kako bi odredile kada ispustiti svoj cvjetni miris kako bi privukle oprašivače. Njihov pronalazak, objavljen jučer u Proceedings of the National Academy of Sciences, povezuje proizvodnju i otpuštanje tih mirisnih čestica pri dnevnom ritmu koji pulsira svime živim na Zemlji.

Istraživači su proučavali ta pitanja kod obične vrtne petunije. Ovaj hibrid s bijelim cvijetom otpušta aromatski, slatkasti miris navečer kako bi privukao insekte oprašivače, kao što su moljci.

„Biljke ispuštaju te mirise kad žele privući oprašivače“, rekao je Takato Imaizumi, profesor biologije i vodeći autor članka. „Ima smisla da to žele uraditi kada su oprašivači tu negdje.“

Imaizumijev tim je otkrio glavni gen koji upravlja vremenom kad petunija otpušta svoj miris. Gen, poznat pod akronimom LHY, je pronađen kod mnogih biljnih vrsta i ključni je sastav „ dnevnog sata“ biljke.

Biolozi su davno prepoznali da bića poput biljaka, ljudi i čak malih bakterija imaju svoj dnevni sat – gene koji stanice održavaju usklađenim za životni ciklus od 24 h za Zemlji. Ti geni upravljaju staničnim aktivnostima na osnovu doba dana. Istraživači su prethodno pokazali da je LHY dio dnevnog sata kod ostalih biljaka cvjetača, ali ovotjedni članak prikazuje kako su biolozi po prvi put povezali aktivnosti LHY s cvjetnim mirisom.

„Sada saznajemo što je poveznica između dnevnog sata i proizvodnje i otpuštanja mirisa“, rekao je Myles Fenske, student na doktorskom studiju biologije na Sveučilištu u Washingtonu i jedan od tri vodeća autora članka.

Pošto nitko nikad nije proučavao gen LHY kod petunija, Fenske i njegove kolege istraživači su prikupili osnovne informacije o LHY kako bi pokazali da on ima osnovne dnevne funkcije kao i druge biljne vrste. Mnogi geni koji upravljaju dnevnim satom su aktivni samo u posebno doba dana, kada djeluju na aktivnosti drugih gena koji upravljaju radom stanica. Istraživači iz Imaizumijeve laboratorije su otkrili da je petunijin gen LHY najaktivniji ujutro, u suprotno doba dana kada petunija otpušta svoj večernji miris.

Imaizumi i članovi njegovog tima pretpostavljaju da bi jutarnje aktivnosti mogle potisnuti proizvodnju mirisnih kemikalija. Kada su aktivnost gena LHY produžili na navečer, petunije uopće nisu otpuštale svoje mirisne kemikalije.

„To je bilo savršeno“, rekao je Imaizumi. „To je upravo ono što smo se nadali da ćemo vidjeti.“

Ako aktivnost gena LHY zaista ima negativan učinak na proizvodnju mirisa, onda biljke petunije koje nemaju jutarnju proizvodnju mirisa potaknutu genom LHY možda proizvode i otpuštaju svoj miris ranije u danu. Fenske i njegove kolege su stvorili biljke petunije sa smanjenom aktivnošću LHY gena. Te su biljke proizvodile i otpuštale mirisne kemikalije četiri do osam sati ranije u danu.

Imaizumijev je tim čak otkrio kako LHY potiskuje proizvodnju cvjetnog mirisa. On se isprepliće s aktivnošću gena ODO1, koji je još jedan gen petunije koji potiče proizvodnju i otpuštanje cvjetnih mirisa. Potiskivanjem aktivnosti gena ODO1 ranije u danu, LHY zaustavlja niz cvjetnih mirisa u početku. Kad gen LHY postane manje aktivan kasnije u danu, ODO1 može nadograditi proizvodnju mirisnih kemikalija upravo na vrijeme za večernje otpuštanje mirisa.

Budući da su geni poput LHY i ODO1 prisutni u većini, ako ne i u svim, biljkama cvjetačama, Imaizumi i njegov tim vjeruju da bi veza između ova dva gena mogla biti zajednički mehanizam za dnevni sat biljaka, kako bi se djelovalo na ili upravljalo kontrolom cvjetnih mirisa. Ako je tako, onda bi promjene jačine ili vremena povezanosti LHY i ODO1 mogle objasniti kako cvjetovi mijenjaju vrijeme proizvodnje mirisa dok se razvijaju.

Imaizumi i njegov tim sada provjeravaju biraju li oprašivači radije normalne vrtne petunije ili petunije s promijenjenom aktivnošću LHY. Vremenom bi ovi pokusi mogli otvoriti vrata znanstvenicima da poboljšaju učinkovitost oprašivanja drugih biljaka, uključujući važne vrste usjeva.

„Mislimo da stvarno možete promijeniti uspješnost biljke mijenjanjem tih ciljeva“, rekao je Imaizumi.

Izvor: ScienceDaily

Podijeli.