Kdy je správný čas vykvést?

Načasování kvetení patří k nejdůležitějším okamžikům v životě rostlin. Pokud vykvetou příliš brzy, mohou jejich květy poškodit pozdní mrazy. Když naopak kvetení odloží, nemusí stihnout vytvořit zralá semena. Rostliny proto neustále vyhodnocují podmínky prostředí (délku dne, teplotu, dostupnost energie i další signály) a podle nich rozhodují, kdy nastane správný okamžik přejít z růstu do rozmnožování. Jak ale toto složité rozhodování probíhá na molekulární úrovni, zůstává z velké části neznámé.

Různě mutované rostlinky modelového huseníčku (Arabidopsis thaliana) pěstované za krátkého dne. Vlevo nahoře nemutovaná rostlina, vedle ní (nahoře uprostřed) rostlina s vypnutým genem pro CRK2.

Snímky Francisco J. Colina

Na objasnění těchto mechanismů se podíleli vědci z Ústavu molekulární biologie rostlin BC AV ČR. Ve studii publikované v časopise New Phytologist odhalili nový článek regulační sítě, který propojuje reakce rostlin na okolní prostředí s řízením doby kvetení [1].

Pozornost výzkumníků se soustředila na receptorový protein CRK2. Ten byl dosud známý především svou rolí při reakcích rostlin na stres, například při napadení patogeny. Nové výsledky ale ukazují, že jeho význam je mnohem širší. Rostliny, kterým tento protein chyběl, rostly pomaleji a vykvétaly výrazně později než rostliny, které ho měly. Tento efekt byl pozorován zejména při krátkém dni, kdy rozhodující úlohu přebírají vnitřní regulační mechanismy.

Vědci zároveň zjistili, že CRK2 úzce spolupracuje s dalším proteinem, označovaným GRP7. Ten patří mezi proteiny vázající nukleové kyseliny a ovlivňující, jakým způsobem se genetická informace zpracovává při tvorbě bílkovin. Právě tato spolupráce představuje dosud neznámý způsob regulace vývoje rostlin.

Výsledky ukázaly, že oba proteiny společně ovlivňují signalizaci rostlinného hormonu giberelinu. Tento hormon patří mezi hlavní regulátory růstu – prodlužování stonků, klíčení i kvetení. Výzkum prokázal, že rostliny bez funkčního CRK2 reagují na přítomnost giberelinu odlišně. CRK2 je tedy zřejmě důležitý především pro správné předávání signálu tohoto hormonu uvnitř buněk.

Studie ukazuje, že proteiny původně spojované především se stresovými reakcemi mohou současně řídit i zásadní vývojové procesy. Rostlina tedy nevyhodnocuje informace o prostředí a svůj růst odděleně, ale spojuje je do komplexní regulační sítě, která jí umožňuje pružně reagovat na měnící se podmínky.

Přestože jde o základní výzkum, jeho význam přesahuje hranice laboratorních experimentů. Lepší porozumění molekulárním mechanismům, které určují dobu kvetení, může v budoucnu přispět ke šlechtění plodin lépe přizpůsobených měnícímu se klimatu. Schopnost správně načasovat kvetení totiž významně ovlivňuje stabilitu výnosů i odolnost rostlin vůči stále častějším výkyvům počasí.

[1] Colina F. J. et al.: New Phytologist, 2026, DOI: 10.1111/nph.70901.