Brněnští botanici objevili při výzkumu rostlinného genomu překvapivý trend. Na základě předchozích studií očekávali, že velikost genomu, která zásadně ovlivňuje růst rostlin, se bude zvětšovat od rovníku k pólům. Výzkum ale ukázal významné rozdíly mezi severní a jižní polokoulí, které jsou dány tím, jak velikost genomu ovlivňuje rozšíření rostlin ve vztahu k místnímu klimatu.
Botanici se tímto unikátním výzkumem začali zabývat v roce 2016 a spojili se s britskými kolegy z Královských botanických zahrad v Kew. Studie nakonec zahrnovala více než 16 000 druhů krytosemenných neboli kvetoucích rostlin. Přitom tato druhově nejbohatší rostlinná linie, jež dokázala osídlit širokou škálu prostředí všech kontinentů, může i díky obrovské diverzitě velikosti svých genomů podle brněnských botaniků otevřít nové pohledy na jejich evoluci a biogeografii.
„Náš výzkum globální distribuce velikosti genomu ukázal, že zatímco na jižní polokouli se velikost genomu rostlin zvětšuje ve směru od rovníku k pólu, na severní polokouli se zvětšuje jen k mírnému klimatickému pásu a dále na sever opět klesá. Největší velikosti genomu jsou pak mezi 40. a 50. rovnoběžkou,“ shrnul hlavní objev výzkumu prof. Petr Bureš z Ústavu botaniky a zoologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. „Do tohoto pásu spadají např. oblasti od jižní Evropy po Českou republiku nebo území mezi New Yorkem a Kanadou v Severní Americe,“ doplňuje pro lepší představu člen výzkumného týmu František Zedek z Přírodovědecké fakulty MU.
Celosvětová mapa velikostí genomů, která je mj. výstupem studie a kterou vědecký tým vedený Petrem Burešem nedávno publikoval v prestižním odborném časopise New Phytologist, napovídá, že rozdílný trend velikosti genomů na severní a jižní polokouli může být dán tím, že na severní polokouli zasahuje rostlinami obyvatelná souš daleko za polární kruh. Tam se totiž rostliny musí vypořádat s mnohem nižšími teplotami než na rostlinami obývaných kontinentech jižní polokoule. Tyto nízké teploty na severu zpomalují buněčné dělení, což by v kombinaci s velkým genomem bylo nepřijatelné. Dalším důležitým zjištěním česko-britské studie je, že více geograficky rozšířené rostliny (zaujímající velké areály) nemají velké genomy.
Více podrobností o výzkumu najdete v tiskové zprávě ZDE.
Velikost genomu čili hmotnost DNA buněčného jádra lze zjistit jak sekvenováním (přečtením sekvence nukleotidů) celého genomu, tak i snadněji a rychleji měřením fluorescence buněčných jader na průtokovém cytometru. Výzkum globální distribuce velikosti rostlinných genomů byl podpořen Grantovou agenturou České republiky v rámci projektu GA20-15989S a probíhal především v cytometrické laboratoři Ústavu botaniky a zoologie, vybavené osmi průtokovými cytometry, což je „flotila“, kterou nedisponuje žádné jiné cytometrické pracoviště v rostlinné biologii na světě.
Čestným doktorátem byli oceněni, z rozhodnutí Vědecké rady Masarykovy univerzity, profesor Thomas Robert Cech, jenž významně přispěl k formování oboru biologických věd; a profesor Peter Wolfram Michor, který významně přispěl k rozvoji matematiky.
Tým botaniků odhalil významné změny v rozšíření druhů české květeny. Jejich studie publikovaná v mezinárodním odborném časopise Biological Conservation analyzovala ústup i šíření jednotlivých druhů flóry na českém území od roku 1960.
