Kolce chronią miękkie tkanki łodyg, liści lub owoców przed roślinożernymi zwierzętami, bywają też przydatne w gromadzeniu wody, rywalizacji z innymi roślinami o dostęp do światła albo przemieszczaniu się (np. nasion). Taką broń, powstającą z przekształconych liści lub pędów, mają m.in. jeżyny (na łodygach), osty (na liściach i łodygach) albo kasztanowce (na owocach). Ostrymi wyrostkami są pokryte również niektóre rośliny uprawne, na przykład te z rodziny psiankowatych – bakłażany i pomidory – albo róże.

Międzynarodowy zespół badaczy sprawdził, co sprawiło, że tak różne rośliny, żyjące w odmiennych środowiskach i klimatach, na drodze trwającej miliony lat ewolucji, wykształciły podobną cechę. Z badań wynika, że kolce u wszystkich gatunków związane są z jedną grupą genów – LOG, czyli LOnely Guy. Geny te występują we wszystkich roślinach, poczynając od mchów, uważanych za pierwsze rośliny lądowe.

Badanie przeprowadzili naukowcy z Instytut Badawczego ds. Zachowania i Poprawy Agroróżnorodności na Politechnice w Walencji (Hiszpania) oraz Laboratorium Cold Spring Harbor w Nowym Jorku (USA). W projekt zaangażowanych było również 19 innych instytucji, m.in. z Francji, Kanady, Niemiec i Wielkiej Brytanii. Wyniki ich prac ukazały się na łamach czasopisma "Science" (https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado1663).

Autorzy opracowania wykorzystali m.in. techniki mapowania genomu i wyniki prowadzonych przez prawie dekadę eksperymentów z krzyżowaniem roślin. Stwierdzili, że to właśnie geny z grupy nazwanej LOnely Guy – LOG („samotny facet”), które biorą udział w syntezie cytokinin (to białka odgrywające kluczową rolę w we wzroście i rozwoju roślin), decydują o tworzeniu kolców. Zauważyli m.in., że uprawne odmiany bakłażanów z mutacją w "samotnym facecie" rosną bez kolców.

Później, korzystając z techniki edycji genów CRISPR/Cas, naukowcy usunęli kolce z kilku gatunków roślin dzikich i uprawnych. Udało im się także wyhodować pozbawione kolców róże.

Badacze z Politechniki w Walencji (UPV) uważają, że opracowana przez nich stosunkowo prosta metoda manipulacji genowej może przynieść ogromne korzyści w rolnictwie. Podkreślili, że chociaż kolce są skutecznym środkiem chroniącym łodygi i liście przed roślinożernymi zwierzętami, kolczaste gatunki są trudniejsze i droższe w uprawie.

"Wyeliminowanie kolców ułatwiłoby pielęgnację roślin i zbiór plonów oraz zmniejszyłoby ryzyko obrażeń u pracowników" – powiedział dr Jaime Prohens, genetyk z Instytutu Ochrony i Poprawy Agrobioróżnorodności UPV, współautor badania.

Dodał, że zastosowanie technik genetycznych zmniejszyłoby również koszty produkcji i zwiększyło przychody rolników.

"Uzyskanie nowych odmian bez kolców może także sprawić, że konsumenci częściej i z większą ochotą będą sięgać po takie rośliny. To oznaczałoby kolejne zyski" – podsumował dr Prohens. (PAP)

abu/ zan/