06.02.2012 11:46
Geenid rändavad taimedes eri liikide vahel
Samade vanemate järglased võivad olla väga erinevate omadustega. See kehtib nii looma- kui taimeriigis. Seetõttu kasutavad aednikud soovitud maitsega viljade ning meeldiva õievärviga taimede saamiseks erinevaid nippe – pistikute või tütartaimedega paljundamist ning pookimist.
Pookeoksale sarnane moodustis võib tekkida ka looduses, kui lähestikku kasvavad taimed tihedalt kokku puutuvad. Selliste taimede puhul kipuvad nende fotosünteesi eest vastutavad rakuosad ehk kloroplastid olema väga sarnased. Tuleb välja, et kloroplastid suudavad liikide vahel rännata, näitasid Saksamaa Max Plancki instituudi taimefüsioloogid.
Kloroplastidel on olemas oma pärilikkusaine. 2009. aastal avastas Ralph Bock, et kloroplastid võivad liikuda ühe taimeliigi isendilt teisele ilma sugulise paljunemiseta. Sarnast DNA liikumist nimetatakse horisontaalseks geeniülekandeks.
Eriti armastavad sel kombel pärilikkusaine jupikesi vahetada bakterid, kes jagavad nii näiteks antibiootikumiresistentsuse geene. Kuid sellise geeniülekande võimalikkust on näidatud ka loomade puhul.
Uutes katsetes uuris Bock, kas kloroplastid saavad liikude ka ühelt taimeliigilt teisele. Teadlased pookisid üksteise külge tubakaliike, kes omavahel ei ristu.
Bock varustas eri tubakaliikide DNA erinevate antibiootikumiresistentsust määravate geenidega, samuti pani ta rakud tootma eri värvi helendavaid valke.
Seejärel eraldas ta pookekohad ning kasvatas taimerakke koekultuuris antibiootikumide segu sisaldava söötmel.
Sellises keskkonnas said ellu jääda vaid need rakud, mis sisaldasid eri liikidelt pärinevaid resistentsusgeene.
Mikroskoobi all oli näha, et kasvavad rakud helendasid kahevärviliselt. Seega sisaldasid pookekohast võetud koeproovid eri liikide kloroplaste.
Bocki sõnul oli eriti huvitav kudede DNA-analüüsi tulemus. Selgus, et kloroplastid käituvad hoopis teisiti kui mitokondrid.
Ka mitokondritel on oma genoom, kuid kui need rakuosad ühelt liigilt teisele üle kanduvad, siis kipub eri liikide geenimaterjal segunema. Kloroplastid säilitasid ühe liigi rakust teise liikudes enda DNA ning see säilis ka pärast rakkude jagunemist.
Nüüd murrab Bock pead selle üle, kuidas pääsevad kloroplastid rakust välja. Üks võimalus on, et rändurid kasutavad plasmodesme – taimerakke ühendavaid kitsaid kanalikesi. Samuti saaksid kloroplastid enda kasuks tööle panna rakuseina lammutavaid ensüüme.
“Praegu ei oska me seda nähtust selgitada. Kuid ilmselt on kloroplastide liikumisel väga tähtis roll taimede evolutsioonis. Inimene saab seda ära kasutada sordiaretuses,” selgitas Bock.
Uurimus ilmus ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.