Výzkum, o němž informuje také prestižní časopis Plant Cell, se konal s podporou španělských odborníků z Complutense University of Madrid.

„Nejprve jsme se snažili zjistit, jestli se vlohy ke špatnému vývoji semen dědí od obou rodičů, nebo jenom od jednoho z nich. Překvapilo nás, že poškozená semínka vznikají pouze z otcovské strany, že je tedy způsobuje pouze dědičná informace otce,“ vysvětlila Fen Yang z výzkumného týmu.

„To nás navedlo k dalšímu kroku, podrobně jsme se zaměřili na výzkum pylových zrn. Zjistili jsme, že zkoumané rostliny netvoří pravidelná oválná a stejně velká pylová zrna, ale naopak velmi různorodá, od poměrně malých až po hodně velká,“ doplnila Fen Yang.

Vědecká skupina z Centra strukturní a funkční genomiky rostlin, které je součástí Centra regionu Haná pro zemědělský a biotechnologický výzkum, navázala pod vedením Aleše Pečinky na dřívější výzkum jednoho z proteinových SMC komplexů, které se podílejí na uložení chromozomů v buněčném jádře.

Tehdy olomoučtí vědci objevili u huseníčku rolního gen, který souvisí s tvorbou semen. Nyní, po dvou letech bádání, dokážou přesně popsat proces, který je nutný ke vzniku kvalitních a životaschopných semen.

Dvě kopie dědičené informace

Následně badatelé začali zkoumat redukční dělení buňky, takzvanou meiózu.

„Ukázalo se, že při dělení buňky docházelo k chybám a přeskočení určitých procesů. Výsledkem bylo, že přibližně třetina nových pohlavních buněk získala deset otcovských chromozomů místo obvyklých pěti a pylová zrna, která je obsahovala, byla proto mnohem větší. Pokud došlo k oplodnění vajíčka, vzniklo embryo, které mělo dvě místo jedné kopie otcovské dědičné informace. Zjistili jsme, že takové semínko se pak většinou vůbec nevyvinulo. Pokud ano, bylo abnormálně velké a netvořilo zásobní látky,“ uvedl Aleš Pečinka.

Vědec Jaroslav Doležel zabývající se genetikou rostlin, vedoucí olomouckého pracovitě Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky a profesor přednášející na Univerzitě Palackého, který založil vědní obor chromozomová genomika

Nové informace budou mít podle vedoucího laboratoře Jaroslava Doležela velký dopad pro zemědělskou praxi.

„Prohloubili jsme znalosti o fungování proteinového komplexu SMC 5/6, kterému se nyní ve světě věnuje velká pozornost. Díky tomuto objevu můžeme mnohem lépe pochopit mechanismus odpovídající za redukční dělení buňky, které přímo ovlivňuje tvorbu semen. To je pro šlechtitele i zemědělce velmi důležitý proces, který nyní mají možnost ovlivnit. Studium tohoto zajímavého genu tak může přispět k tvorbě nových odrůd plodin s vyššími výnosy,“ objasnil Doležel.

Už nyní mohou vědci a šlechtitelé na celém světě začít využívat nové vědecké poznatky z Olomouce. Mohou například začít ověřovat, jestli tento mechanismus funguje i u jiných rostlin i živočichů.