Szűznemzés a napraforgónál: megtermékenyítés nélkül is képes magot hozni

A világ egyik legfontosabb olajnövénye, a napraforgó, képes lehet életképes magokat hozni beporzás, vagyis hímivarsejt jelenléte nélkül is – állítja egy kínai vezetésű nemzetközi kutatócsoport a Nature című tudományos lapban.

A felfedezés lehetővé teheti, hogy a napraforgó nemesítéséhez szükséges teljesen beltenyésztett vonalakat akár tíz hónap alatt elő lehessen állítani – a hagyományos módszerrel ez jellemzően hat évig tart.

A kutatás során a tudósok olyan napraforgó-vonalakat azonosítottak, amelyek megtermékenyítés nélkül is képesek haploid (fél kromoszómaszámú) magokat létrehozni. Ez a folyamat a partenogenezis, vagyis „szűznemzés” nevet viseli, és az állatvilágban sem ismeretlen: egyes madarak, halak, hüllők és vízibolhák is képesek rá.

Magok beporzás nélkül

A legtöbb virágos növény esetében az életképes maghoz elengedhetetlen a kettős megtermékenyítés: az egyik hímivarsejt az embriót, a másik a táplálószövetet (endospermiumot) hozza létre. Ennek hiányában a növények jellemzően nem képesek magot fejleszteni. A napraforgó viszont kivétel lehet.

A kutatók különféle körülmények – például fényviszonyok és hőmérséklet – között vizsgálták a növényeket, miközben vegyi kezeléseket és hormonális beavatkozásokat is alkalmaztak a beporzás megakadályozására. Az egyik vegyszer, amely egy foszfolipáz-gátló, furcsa kis, ráncos magokat eredményezett. Később, teljes pollenhiányos körülmények között is hasonló magok jelentek meg – innen jött a gyanú, hogy a növény „szűzen” is képes magot hozni.

A genetikai vizsgálatok igazolták: ezek a magok csak az anyai örökítőanyagot tartalmazták. Bizonyos fajták virágzatonként több mint 100 haploid magot is képesek voltak létrehozni.

Gyorsított nemesítés

A haploid magokból szövettenyésztéssel nevelt növények kromoszómaszámát mesterségesen megkettőzték, így termékeny, beltenyésztett egyedeket hoztak létre. Egyes példányok akár 188 magot is hoztak.

Meglepő módon a megtermékenyítés nélküli embriók is képesek voltak kicsírázni, annak ellenére, hogy hiányzott a táplálószövet. A csírázáshoz elegendőnek bizonyultak a sziklevelek (kotiledonok) tápanyagtartalékai – ez különösen ritka jelenség a növényvilágban.

Új lehetőség a növénynemesítésben

A felfedezés azért különösen jelentős, mert a napraforgó hibrid növény, így a jó minőségű hibridek előállításához teljesen beltenyésztett szülővonalakra van szükség. A most kidolgozott „dupla haploid” rendszer ezt a folyamatot radikálisan lerövidítheti, gyorsabbá és hatékonyabbá téve a nemesítést világszerte.

A kutatás új utat nyit a napraforgó szaporodásának megértésében is, hiszen egy eddig ismeretlen szaporodási formát sikerült azonosítani egy világszinten fontos haszonnövény esetében.

(forrás: phys.org)