Pampeliška se zvýšeným výnosem kaučuku

Kaučuk je součástí mnoha předmětů, s nimiž se každodenně setkáváme: pneumatiky, omítky, těsnění, gumové holínky nebo tenisky. Až dosud byl přírodní kaučuk (latex) získáván převážně z gumovníku (fíkovníku pryžodárného). S rostoucí poptávkou po přírodním kaučuku a obtížemi, které pěstování gumovníku přináší (např. pomalý růst, striktní klimatické požadavky, náchylnost monokulturních plantáží k napadení škůdci nebo náklady na přepravu surovin z odlehlých oblastí), se rozšířilo hledání alternativních zdrojů této suroviny.

Pampeliška koksaghyz (Taraxacum koksaghyz), nazývaná „ruská pampeliška“, se v poslední době stala slibnou alternativou ke kaučukovníku díky své schopnosti produkovat a skladovat značné množství přírodního kaučuku a inulinu (zásobní látka některých rostlin) v kořenech. Domestikace pampelišky ruské však vyžaduje vývoj stabilních agronomických znaků.

Vědci z Münsterské univerzity dokázali identifikovat a s pomocí CRISPR/Cas9 odstranit příslušný gen z ruské pampelišky, což vedlo k pozitivnímu vlivu na růst kořenů. Ve srovnání s kontrolní skupinou vykazovaly upravené rostliny zlepšenou morfologii kořenů, zvýšení kořenové biomasy a zvýšený výnos inulinu i přírodního kaučuku.

Souběžně s tím pokračuje studium chemických procesů a rostlinných struktur, které vedou ke tvorbě a hromadění kaučuku a také ovlivňují jeho kvalitu. Například při podrobnějším studiu klíčového enzymu pro štěpení zásobního inulinu – fruktan 1-exohydrolasy (1-FEH) na cukry fruktózu a sacharózu se ukázalo, že při jeho trvalé aktivaci prostřednictvím genetických manipulací dojde téměř ke zdvojnásobení obsahu kaučuku v kořenech koksaghyzu, aniž by byla dotčena zdatnost rostlin.

Další poznatky vědců z Münsterské univerzity nasvědčují tomu, že některé cyklické triterpeny (CT), které se vytváří v mléčnicích pampelišky, kde se latex hromadí, mají významný vliv na mechanické vlastnosti kaučuku. Snížení obsahu CT by bezesporu zlepšilo možnosti průmyslového využití kaučuku z koksaghyzu.

Původní vědecký zdroj:
Wieghaus, A.; Prüfer, D.; Schulze Gronover, C. Loss of function mutation of the Rapid Alkalinization Factor (RALF1)-like peptide in the dandelion Taraxacum koksaghyz entails a high-biomass taproot phenotype. PLoS ONE 2019, 14, e0217454. doi:10.1371/journal.pone.0217454

Další zdroje:

Cherian, S.; Ryu, S. B.; Cornish, K. Natural rubber biosynthesis in plants, the rubber transferase complex, and metabolic engineering progress and prospects. Plant Biotechnol. J. 2019, 17, 2041–2061.  doi: 10.1111/pbi.13181

Stolze, A.; Wanke, A.; van Deenen, N.; Geyer, R.; Prüfer, D.; Schulze Gronover, C. Development of rubber-enriched dandelion varieties by metabolic engineering of the inulin pathway. Plant Biotechnol. 2017, J. 15, 740–753.  doi: 10.1111/pbi.12672

van Deenen, N.; Unland, K.; Prüfer, D.; Schulze Gronover, C. Oxidosqualene cyclase knock-down in latex of Taraxacum koksaghyz reduces triterpenes in roots and separated natural rubber. Molecules 2019, 24, 2703. doi:10.3390/molecules24152703