"Cenna cecha nasion" "Wykorzystanie nasion w oznaczaniu j±drowej zawarto¶ci DNA za pomoc± cytometrii przepływowej" IWONA JĘDRZEJCZYK Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Katedra Genetyki, Fizjologii i Biotechnologii Ro¶lin, al. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz e-mail: jedrzej@utp.edu.pl Zezowate szczę¶cie - zarodek pomidora (Lycopersicon esculentum Mill.)

Opis popularnonaukowy projektu

Największymi nasionami na ¶wiecie szczyc± się palmy. Poczciwy orzech kokosowy przy tym bynajmniej nie dzierży palmy pierwszeństwa. Rozmiarami i mas± przewyższaj± go imponuj±ce, piętnastokilogramowe nasiona lodoicji seszelskiej, zwanej potocznie kokosem morskim. Do najmniejszych z kolei należ± nasiona storczyków. Aby się im dobrze przyjrzeć, najlepiej użyć szkła powiększaj±cego, gdyż ich wymiary nie przekraczaj± 0,5 mm. Pomiędzy palmami i storczykami mie¶ci się przeogromne bogactwo rozmiarów, barw i kształtów wszystkich nasion ¶wiata. Ludzko¶ć od dawna doceniała warto¶ć tej czę¶ci ro¶lin. Niezwykle pożywne stanowiły i stanowi± podstawę wyżywienia. Dostarczaj± wysokoenergetycznego pokarmu, jak nasiona zbóż, warto¶ciowego napoju, jak nasiona kawy, s± Ľródłem przypraw i substancji leczniczych. Trudno dziwić się bogactwu zamkniętemu pod łupinkami. Nasiona kryj± w sobie wszystko to, co potrzebne jest zarodkowi ro¶liny na najważniejsze chwile jej życia, do momentu aż wykiełkuje, solidnie się zakorzeni i rozpocznie samodzieln± fotosyntezę. Niejednokrotnie dzieje się to wiele kilometrów od miejsca, w którym wydała owoce ro¶lina macierzysta. Podczas dalekiej i długiej podróży nasiono zapewnia nie tylko zapas energii ale przede wszystkim doskonał± ochronę materiału genetycznego, zawieraj±cego instrukcję rozwoju ro¶liny.
Zamknięte w nasionach i zatrzymane w podziałach komórki zarodka s± niezwykle obiecuj±cym materiałem badawczym dla genetyków i fizjologów ro¶lin. Nasiona bowiem doskonale znosz± transport i przechowywanie, i nie w przypadku li¶ci czy pędów. Ponadto w stosunkowo niewielkiej objęto¶ci dostarczaj± wiele materiału badawczego. To szczególnie cenne, gdy badania obejmuj± gatunki zagrożone, gdyż to wła¶nie nasiona zawieraj± kompletn± informację genetyczn±, która potem przejawia się w całej ro¶linie. Te same cechy ro¶lin pozwoliły na stworzenie banków nasion, w których przechowywane s± w najlepszy z możliwych sposobów, bo w nienaruszonych j±drach komórkowych, informacje genetyczne wielu ro¶lin nasiennych w różnych miejscach ¶wiata. Nieprzypadkowo ro¶liny, które w drodze ewolucji zyskały zdolno¶ć produkcji nasion, opanowały wszystkie ¶rodowiska na kuli ziemskiej. Te same cechy, które zapewniaj± przetrwanie ro¶linom, umożliwiaj± botanikom bliższe ich poznanie.

Streszczenie naukowe

Cytometria przepływowa jest szybk± i precyzyjn± metod± pozwalaj±c± na oznaczanie j±drowej zawarto¶ci DNA w ro¶linach. Analizowanym materiałem ro¶linnym s± najczę¶ciej ¶wieże i młode li¶cie, które posiadaj± większo¶ć komórek w fazie G0/G1 cyklu komórkowego oraz pozwalaj± otrzymać dobrej jako¶ci histogramy. Jednakże niektóre gatunki ro¶lin (tj. drzewa, krzewy czy ro¶liny zielarskie) w tkankach li¶ci zawierać mog± metabolity wtórne, najczę¶ciej o charakterze fenolowym, które zakłócaj± prawidłowe wybarwienie chromatyny przez fluorochrom. Obecno¶ć tych zwi±zków utrudnia otrzymanie wiarygodnych wyników. Dla takiego materiału konieczne jest więc opracowanie buforów izoluj±cych j±dra komórkowe z dodatkiem przeciwutleniacza, który w pewnym stopniu może znie¶ć 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 czę¶ciej w badaniach wielko¶ci genomu wykorzystywane s± nasiona, które oprócz zalet takich, jak duża ilo¶ć j±der zatrzymanych w fazie G0/G1, czy brak substancji hamuj±cych wybarwianie, mog± być transportowane na duże odle-gło¶ci 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 j±der o różnej zawarto¶ci DNA. To umożliwia wybranie czę¶ci nasienia, która poddana analizie pozwoli na otrzymanie histogramów o dobrej jako¶ci, dzięki którym uzyskany wynik będzie wiarygodny. Celem badań było oznaczenie j±drowej zawarto¶ci DNA w nasionach gatunków, które w li¶ciach zawieraj± metabolity wtórne. Analizy wykonano przy użyciu cytome-tru przepływowego CyFlow SL Green (Partec GmbH, Münster, Niemcy). Materiał ro¶linny przy-gotowano zgodnie z procedur± opracowan± przez Galbraitha i in. (1983). Otrzymane wyniki pozwol± okre¶lić przydatno¶ć nasion w badaniach nad wielko¶ci± genomu.

Komitet Organizacyjny

Współpraca

Sponsorzy

Patronat medialny