A Debreceni Egyetem (DE) kutatói az első lépésben azt vizsgálták, hogy egy 20 éves ültetvényből származó almafáról, az úgynevezett anyanövényről gyűjtött almák DNS-e eltér-e az ugyanerről a fáról származó, és 16 éve a Nyíregyházi Kutatóintézet Biotechnológiai Laboratóriumában mesterséges (in vitro) körülmények között nevelt almák mintáitól.
- A vizsgálatok bebizonyították, hogy a DNS-ben tárolt információ még több mint másfél évtizedes mesterséges nevelést követően sem változik. Az anyanövény és a laboratóriumi körülmények között nevelt növények DNS-metilációja, azaz kémiai módosulása azonban eltér egymástól. A DNS-metiláció és -demetiláció fontos szerepet játszik az élő szervezetek génszabályozó mechanizmusában. Ennek segítségével a növények képesek a változó környezethez alkalmazkodni a génjeik ki- és bekapcsolásával – fejtette ki Dobránszki Judit, a Debreceni Egyetem (DE) Agrár Kutatóintézetek és Tangazdaság (AKIT) Tudományos Főigazgatója.
Arra is választ kerestek a szakemberek, hogy mi történik, ha a mesterséges laboratóriumi környezetből újra természetes közegbe helyezik, akklimatizálják a megfigyelt növényeket.
- A Növénybiotechnológiai kutatócsoport vizsgálatai rámutattak, hogy számos gén, mely az ültetvényben élő anyanövényben bekapcsolt állapotban van, a mesterséges, in vitro körülmények között el van csendesítve, azaz az információ átírását ezekről a génekről a növény blokkolja. Egy évvel az akklimatizáció után azt tapasztaltuk, hogy a természetes közegbe visszahelyezett növényben elkezdtek bekapcsolni azon gének, amelyek el voltak csendesítve. DNS-metilációjuk nem teljesen egyezett az anyanövényével, de egyre inkább hasonlított arra – magyarázta Hidvégi Norbert, az AKIT tudományos segédmunkatársa.
A kutatások eredményei azt mutatják, hogy bár a vizsgált növények DNS-e minden esetben azonos volt, DNS-metilációjuk azonban eltért egymástól.
- A vizsgált folyamatban a növény a különböző génjeinek működését szabályozza, mely lehetővé teszi, hogy a külső környezethez alkalmazkodjon, az érkező stresszhatásokra választ adjon. Az anyanövény esetében számos élő és élettelen tényező (kórokozók, hőmérséklet, csapadék, talajminőség) befolyásolhatja a gének DNS-metilációs mintázatát. Laboratóriumi körülmények között a mesterséges nevelési körülmények okozhatnak stresszt, valamint a növény egy rejuvenizált, azaz újrafiatalított fiziológiai állapotba kerül, ami kapcsolatban van a megváltozott DNS-metilációval. Az újra természetes környezetbe helyezés során a DNS kémiai módosulását okozhatja, például a kiültetés okozta stressz, a megnövekedett fényintenzitás, vagy a csökkent vízellátás – fejtette ki Gulyás Andrea tudományos segédmunkatárs.
A növények DNS-kémiai módosulásiban bekövetkező változások megértése új utakat nyithat a mezőgazdaság számára.
- Amennyiben ismerjük a klímaváltozás okozta megváltozott környezeti hatásokat, mint például a szárazság, vagy a magas hőmérséklet okozta DNS-metilációs, és ezáltal génműködésbeli változásokat, lehetővé válik ezek okszerű kivédése, illetve mérséklése a növénytermesztésben. A DNS-metiláció egy része több generáción át fennmaradhat, így ezek a változások a növények fajtaelőállító nemesítésében felhasználhatók – jelentette ki Dobránszki Judit, a Debreceni Egyetem (DE) Agrár Kutatóintézetek és Tangazdaság (AKIT) tudományos főigazgatója.
A Növénybiotechnológiai kutatócsoport tovább vizsgálja a növények DNS metilációjának és a génátírásban betöltött szerepének pontos összefüggéseit, valamint a szakemberek keresik az eredmények felhasználásának további lehetőségeit.
Sajtóiroda - ÉE
Miben különbözik a különböző környezetben nevelt növények genetikai állománya? A Debreceni Egyetem Agrár Kutatóintézetek és Tangazdaság Nyíregyházi Kutatóintézetének munkatársai erre a kérdésre az alma kémiai módosulásainak vizsgálatával keresik a választ.
