Odpověď transkriptomu na expozici kadmia u ječmene (Hordeum vulgare L.)

Kadmium je vysoce toxický polutant, který negativně ovlivňuje růst a vývoj rostlin. V předchozích studií byl popsán jeho vliv na nepříznivý vývoj u pšenice a dalších obilovin. V této studii jsme ve spolupráci s kolegy z Ústavu experimentální botaniky v Olomouci provedli analýzu genů a regulačních drah spojených s odpovědí na stres způsobený přítomnosti kadmia u rostlin ječmene (Hordeum vulgaris). Rostliny ječmene byly vystaveny různým koncentracím kadmia. V ovlivněných rostlinách byla nejprve měřena koncentrace kadmia v kořenech a nadzemních částí, po té byl monitorován buněčný cyklus a nakonec byla provedena analýza transkriptomu. Na základě analýzy genové exprese bylo nalezeno několik genů reagujících na přítomnost kadmia. Jeden z nejvíce ovlivněných genů byl gen pro rezistenci ke kadmiu (PLANT CADMIUM RESISTANCE 2 - HvPCR2), který odpovídá za detoxikaci těžkých kovů. Překvapivě byl tento gen nalezen v dalších čtyřech různých kopiích, které vykazovaly specifickou regulaci.  Funkčnost všech pěti kopií byla ověřena heterologní expresí v kvasinkách, kde všech pět kopií obnovilo odolnost vůči kadmiu. Jedná se o první studii, která objevila multiplikaci genu PCR2 v rostlinách. Tato studie může poskytnout cenný zdroj pro potenciální využití role genového komplexu HvPCR2 v toleranci kadmia u významných plodin i dalších rostlin.