Závěrečná zpráva grantu 263/1996/B-BIO/PrF

Název projektu:Úloha fotoasimilátů v morfogenezi transgenních rostlin bramboru
Hlavní řešitel:RNDr. Helena Lipavská
Spoluřešitelé: RNDr. Zdeněk Opatrný, CSc.; Mgr. Kamila Neumannová; Mgr. Lukáš Fischer; Eva Stodůlková; Mgr. Martina Vojtěchová; Martina Brázdová; Doc. RNDr. Libuše Pavlová, CSc.; RNDr. Sylva Zelenková, CSc.; Ludmila Nečasová; Mgr. Hana Svobodová
Období řešení:1996-1999
Celková dotace:190 tis. Kč

Souhrn výsledků

 Transgenní rostliny bramboru (Solanum tuberosum L.), vytvořené pomocí konstruktů na bázi plasmidu Agrobacterium tumefaciens, obsahujících gen pro bakteriální 6-fosfofruktokinázu (6-PFK) byly studovány s ohledem na úlohu metabolismu sacharidů v procesech růstu a morfogenese.Byla charakterisována jejich schopnost tvořit mikrohlízy v podmínkách kultury in vitro, v závislosti na podmínkách kultivace, mj. i obsahu sacharidů v kultivačním mediu i jejich schopnosti regenerační. Současně byly hodnoceny změny endogenních hladin sacharidů v rostlinách. Byl optimalizován postup přípravy transgenních rostlin několika různých odrůd bramboru, lišicích se in vivo svou cukernatostí resp. obsahem škrobu. Kombinací růstových hodnocení a molekulárních analýz (PCR) byla posuzována účinnost a spolehlivost selekce transformantů na základě jejich citlivosti k signálnímu znaku (resistence ke kanamycinu) a navržen vhodný postup. Pro sledování exprese vneseného genu v transformovaných rostlinách  byly připraveny monoklonální protilátky detekující přítomnost bakteriální 6-PFK vedle 6-PFK rostlinné.
Vztah metabolismu sacharidů k růstu a morfogenezi (včetně tuberizace) in vitro byl detailně studován zejména u kontrastního modelového materiálu, in vitro klonovaných rostlin odrůdy Lada a transgenního klonu Lada/D69. Klon D69 se jak in vivo, tak in vitro vyznačoval jednak podstatně zvýšenou hladinou rozpustných sacharidů (zejm. glukosy, fruktosy a sacharosy), jednak tendenci k tvorbě většího počtu malých hlíz (in vivo) či spontánní mikrotuberisaci na základním mediu (in vitro). Zvýšená mikrotuberizační schopnost je provázena sníženou intensitou růstu natě. Histochemickými technikami (in situ) byly zjištěny určité rozdíly v lokalisaci / aktivitě enzymu invertázy , nikoliv však sacharozo-syntázy mezi oběma materiály. V dlouhodobém (několikaletém) hodnocení in vitro klonovaných rostlin bylo potvrzeno kolísání exprese znaku „tendence k spontánní tuberisaci“ u klonu D69, nadále si však udržuje zvýšenou sacharidovou hladinu. Výsledky tak potvrzují komplexitu tuberisačního procesu, v jehož iniciaci se i v podmínkách in vitro výrazně podílejí nejrůznější faktory fysikální (osvětlení, teplota) i chemické (látky non-hormonální i hormonální). Výsledky i metody budou dále využity pro přípravu transgenních rostlin a jejich uplatnění jak v experimentální biologii rostlin, tak v zemědělské praxi.