Stárnutí a senescence listů tabáku

Rostliny, podobně jako všechny živé organismy, po dosažení dospělosti stárnou. Protože díky svému přisedlému způsobu života musí rostliny dobře hospodařit se živinami, stavební složky nevýkonných a tudíž nepotřebných orgánů recyklují. Recyklace probíhá v závěrečné fázi vývoje – senescenci, která je geneticky programovaná a dochází při ní k řízené degradaci a přesunu živin z odbourávaných makromolekul starého orgánu, zejména listu, do nových orgánů, ať už mladých listů, květů, semen nebo zásobních orgánů. Senescence je řízena mnoha faktory, jak vnitřními, tak vnějšími. Z vnitřních jsou to růstové hormony, zejména cytokininy a etylén, vnější stresové podmínky mohou vyvolávat senescenci nezávisle na věku. Na její iniciaci se také podílejí volné kyslíkové radikály, které vznikají během metabolismu a jejichž koncentrace v buňce roste s věkem.

Otázky mechanismů regulace stárnutí mají základní biologický význam. V současnosti je nejvíce přijímanou teorie stárnutí založená na působení volných radikálů. Jejich úloha při stárnutí rostlin je však prostudována mnohem méně. Pro její objasnění jsme sledovali hladiny a charakteristiky produktů volných radikálů a aktivity antioxidačního systému (enzymového a nízkomolekulárního). Stárnutí rostlinných orgánů doprovází snížení antioxidační ochrany a zvýšená produkce volných radikálů (kyslíku i dusíku), a tím i vyšší tvorba produktů radikálových reakcí. Oxidační poškození při stárnutí rostlin vykazovalo v některých směrech analogii s radikálovým poškozením pozorovaným při stárnutí živočichů.

K pokusům vědci používali mj. rostliny tabáku staré 12 týdnů. Vlevo kontrolní rostliny tabáku cv. Wisconsin 38, vpravo transformované genem ipt řídícím syntézu cytokininů pod promotorem SAG12. V okamžiku, kdy list vstoupí do fáze senescence, se zvýší syntéza cytokininů, které způsobí omlazení listu. Ve srovnání s kontrolami dolní listy transformovaných tabáků nežloutnou. Semena byla laskavým darem od prof. R. Amasina, University of Wisconsin, USA

Kontakt:
RNDr. Naďa Wilhelmová, CSc., Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., Laboratoř stresové fyziologie
tel.: 224 310 109, e-mail: wilhelmova@ueb.cas.cz