"Cenna cecha nasion" "Wykorzystanie nasion w oznaczaniu jądrowej zawartości DNA za pomocą cytometrii przepływowej" IWONA JĘDRZEJCZYK Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Katedra Genetyki, Fizjologii i Biotechnologii Roślin, al. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz e-mail: jedrzej@utp.edu.pl Zezowate szczęście - zarodek pomidora (Lycopersicon esculentum Mill.)

Opis popularnonaukowy projektu

Największymi nasionami na świecie szczycą się palmy. Poczciwy orzech kokosowy przy tym bynajmniej nie dzierży palmy pierwszeństwa. Rozmiarami i masą przewyższają go imponujące, piętnastokilogramowe nasiona lodoicji seszelskiej, zwanej potocznie kokosem morskim. Do najmniejszych z kolei należą nasiona storczyków. Aby się im dobrze przyjrzeć, najlepiej użyć szkła powiększającego, gdyż ich wymiary nie przekraczają 0,5 mm. Pomiędzy palmami i storczykami mieści się przeogromne bogactwo rozmiarów, barw i kształtów wszystkich nasion świata. Ludzkość od dawna doceniała wartość tej części roślin. Niezwykle pożywne stanowiły i stanowią podstawę wyżywienia. Dostarczają wysokoenergetycznego pokarmu, jak nasiona zbóż, wartościowego napoju, jak nasiona kawy, są źródłem przypraw i substancji leczniczych. Trudno dziwić się bogactwu zamkniętemu pod łupinkami. Nasiona kryją w sobie wszystko to, co potrzebne jest zarodkowi rośliny na najważniejsze chwile jej życia, do momentu aż wykiełkuje, solidnie się zakorzeni i rozpocznie samodzielną fotosyntezę. Niejednokrotnie dzieje się to wiele kilometrów od miejsca, w którym wydała owoce roślina macierzysta. Podczas dalekiej i długiej podróży nasiono zapewnia nie tylko zapas energii ale przede wszystkim doskonałą ochronę materiału genetycznego, zawierającego instrukcję rozwoju rośliny.
Zamknięte w nasionach i zatrzymane w podziałach komórki zarodka są niezwykle obiecującym materiałem badawczym dla genetyków i fizjologów roślin. Nasiona bowiem doskonale znoszą transport i przechowywanie, i nie w przypadku liści czy pędów. Ponadto w stosunkowo niewielkiej objętości dostarczają wiele materiału badawczego. To szczególnie cenne, gdy badania obejmują gatunki zagrożone, gdyż to właśnie nasiona zawierają kompletną informację genetyczną, która potem przejawia się w całej roślinie. Te same cechy roślin pozwoliły na stworzenie banków nasion, w których przechowywane są w najlepszy z możliwych sposobów, bo w nienaruszonych jądrach komórkowych, informacje genetyczne wielu roślin nasiennych w różnych miejscach świata. Nieprzypadkowo rośliny, które w drodze ewolucji zyskały zdolność produkcji nasion, opanowały wszystkie środowiska na kuli ziemskiej. Te same cechy, które zapewniają przetrwanie roślinom, umożliwiają botanikom bliższe ich poznanie.

Streszczenie naukowe

Cytometria przepływowa jest szybką i precyzyjną metodą pozwalającą na oznaczanie jądrowej zawartości DNA w roślinach. Analizowanym materiałem roślinnym są najczęściej świeże i młode liście, które posiadają większość komórek w fazie G0/G1 cyklu komórkowego oraz pozwalają otrzymać dobrej jakości histogramy. Jednakże niektóre gatunki roślin (tj. drzewa, krzewy czy rośliny zielarskie) w tkankach liści zawierać mogą metabolity wtórne, najczęściej o charakterze fenolowym, które zakłócają prawidłowe wybarwienie chromatyny przez fluorochrom. Obecność tych związków utrudnia otrzymanie wiarygodnych wyników. Dla takiego materiału konieczne jest więc opracowanie buforów izolujących jądra komórkowe z dodatkiem przeciwutleniacza, który w pewnym stopniu może znieść efekt hamowania fluorescencji. Nie ma jednak uniwersal-nej procedury dla wszystkich "trudnych" gatunków i nie udaje się całkowicie wyeliminować negatywnego wpływu inhibitorów. Dlatego też coraz częściej w badaniach wielkości genomu wykorzystywane są nasiona, które oprócz zalet takich, jak duża ilość jąder zatrzymanych w fazie G0/G1, czy brak substancji hamujących wybarwianie, mogą być transportowane na duże odle-głości i wykorzystane w dogodnym momencie, zwłaszcza w rejonach pozbawionych laborato-riów wyposażonych w cytometry. Ponadto w przypadku nasion, istotna jest wiedza na temat ich budowy i udziału jąder o różnej zawartości DNA. To umożliwia wybranie części nasienia, która poddana analizie pozwoli na otrzymanie histogramów o dobrej jakości, dzięki którym uzyskany wynik będzie wiarygodny. Celem badań było oznaczenie jądrowej zawartości DNA w nasionach gatunków, które w liściach zawierają metabolity wtórne. Analizy wykonano przy użyciu cytome-tru przepływowego CyFlow SL Green (Partec GmbH, Münster, Niemcy). Materiał roślinny przy-gotowano zgodnie z procedurą opracowaną przez Galbraitha i in. (1983). Otrzymane wyniki pozwolą określić przydatność nasion w badaniach nad wielkością genomu.

Komitet Organizacyjny

Współpraca

Sponsorzy

Patronat medialny