Proč jsou květy petúnií zbarveny tímto způsobem a ne jinak? Botanická zahrada Moskevské státní univerzity pojmenovaná po Osovovi

Sedm barev duhy se plně odráží v barevném schématu moderních odrůd petúnií. Nejčastějšími barvami jsou samozřejmě bílá, červená, karmínová, růžová, modrá, indigová a fialová. Pokud se pokusíte, můžete najít petúnie se žlutými nebo zelenými květy. Nejvzácnějším odstínem mezi petúniemi je oranžová. Díky vědeckému pokroku bylo také možné jej znovu vytvořit v moderních odrůdách. Pojďme diskutovat o tom, co určuje barvu okvětních lístků petúnie (a nejen).

Látky, které dodávají částem rostlin určitou barvu, se nazývají pigmenty. U petúnií obsahují okvětní lístky nejvíce ve vodě rozpustných pigmentů ze skupiny anthokyanů. Samotné slovo „anthocyanin“ pochází z řeckého „anthos“ – „květina“ a „cyanus“ – „modrá“. Antokyany skutečně mohou dát květinám modrou barvu, ale rozsah barev není omezen na toto. Téměř díky antokyanům můžete vytvořit jakékoli odstíny kromě žluté a zelené.

Když jsou antokyany syntetizovány v rostlinách, zpočátku vzniká malé množství „originálních“ barevných látek. U petúnií převládají dvě takové látky: kyanidin a delphinidin (který byl izolován z delphinia). Tyto molekuly se liší jen málo (jediný rozdíl snadno najdete, když se pozorně podíváte na vzorce). Delphinidin se získává z kyanidinu a ze samotného delfinidinu lze získat petunidin (hádejte rostlinu, ze které byl poprvé izolován) a malvidin.

Biosyntézou lze delfinidin získat z kyanidinu a petunidin lze získat z delfinidinu. Najděte rozdíly mezi molekulami

Tyto malé rozdíly stačí k vytvoření různých barevných odstínů. Kyanidin poskytuje jasně červené deriváty. Na základě delfinidinu, petunidinu a malvidinu lze vytvořit karmínové, růžové, lila, fialové, modré a azurové barvy.

Je zajímavé, že původně byly pěstovány odrůdy karmínových a fialových odstínů. Faktem je, že u těchto odrůd (stejně jako u většiny divokých druhů petúnií opylovaných včelami) je cyandin téměř úplně přeměněn na delfinidin a jeho deriváty, což vede k karmínové/fialové barvě. První jasně červená odrůda ‚Fire Chief‘ byla vyrobena až v roce 1950. Tato odrůda má mutaci v genu, který je zodpovědný za přeměnu kyanidinu na delfinidin. To umožnilo okvětním lístkům akumulovat kyanid ve velkém množství, a proto se zbarvily do ohnivě červené. V okvětních lístcích této odrůdy nebyl prakticky žádný delfinidin. Tato mutace je nyní široce používána v hybridizačních programech k produkci jasně červených odrůd.

Intenzitu barvy určují i ​​genetické faktory. Aniž bychom zacházeli do podrobností, poznamenáváme, že s velkou akumulací anthokyanů budou okvětní lístky tmavě karmínové, fialové (nebo nějaké jiné) barvy. Pokud se nahromadí málo stejných antokyanů, barva se „zředí“: růžová, lila, modrá atd.

Barva anthokyanů závisí na kyselosti média. Můžete si to ověřit sami, pokud provedete velmi jednoduchý experiment. Vezměte fialový květ petúnie a přetřete jím papír, abyste vytvořili barevný pruh (viz obrázek). Na jeden okraj naneste kapku kyselého roztoku (citronové nebo octové) a na druhý kapku alkalického roztoku (například prací soda). V kyselém prostředí jsou antokyany zbarveny do jasných teplých odstínů (červená, karmínová) a v zásaditém prostředí – do studených odstínů (modrá, fialová).

U petúnie bylo nalezeno několik genů, které jsou zodpovědné za kyselost buněčné mízy v okvětních lístcích. Byly nazývány geny PH (pod různými čísly: PH1, PH2 atd.). Faktem je, že v chemii je kyselost média určena hodnotou pH). Normálně, když se pupen zabarví, buněčná míza se stane kyselou kvůli akumulaci kyseliny jablečné ve vakuolách. Zahřívají se tam i antokyany. Pokud dojde k mutaci alespoň v jednom z PH genů, hromadění kyseliny jablečné se zastaví a buněčná míza se stává zásaditější. V takovém prostředí antokyany mění barvu. Delphinidin, petunidin a malvidin tak získávají studené odstíny: modrá, lila, fialová. Kyandin se zbarví do špinavě růžové.

Antokyanový pelargonidin (zřejmě izolovaný z květů „pokojových muškátů“ – pelargonium) má v kyselém prostředí oranžovou barvu. V květech petúnie je tvorba pelargonidinu teoreticky možná, ale enzymy petúnie jsou poměrně „vybíravé“ a neumožňují syntézu pelargonidinu.

Přesto jsem si moc přála získat oranžové květy z petúnie. K tomu vědci přenesli geny pro méně vybíravé enzymy z kukuřice a gerbery do petúnie. Tak byly získány geneticky modifikované petúnie (GMO). Výsledek byl podle očekávání: květy petúnie nahromadily pelargonidin a získaly cihlově červenou nebo dokonce jasně oranžovou barvu! Stalo se tak v roce 1992. Další osud oranžových petúnií je zahalen nánosem tajemství. Podle oficiální verze se při reorganizaci ústavu na původ oranžových petúnií jaksi „zapomnělo“ a nedorozuměním byly předány chovatelům. Podle neoficiální verze si osivářské společnosti „půjčovaly“ oranžové petúnie od vědců ne zcela poctivým způsobem. Tak či onak se na trhu objevilo několik odrůd pomerančů.

V roce 2016 se vývojáři začali zajímat o rozšířené oranžové petúnie. Získali tucet vzorků semen a analyzovali pěstované rostliny na přítomnost pelargonidinu v okvětních lístcích a také na přítomnost „vnějších“ genů v genomu. Výsledek se ukázal jako „úžasný“: ve skutečnosti se ukázalo, že všechny oranžové odrůdy od různých výrobců jsou GMO petúnie a potomci samotných petúnií, které získali vývojoví vědci v roce 1992! Propukl skandál, protože k pěstování GMO rostlin jsou potřeba speciální povolení. Část zisku z prodeje pomerančových odrůd měla být navíc přidělena vědcům, kteří petúnie této vzácné barvy uměle vytvořili.

V důsledku toho byly v roce 2018 výrobní podniky nuceny stáhnout všechny oranžové odrůdy GMO petúnií z trhu. A nyní je téměř nemožné koupit.

K tomu, aby petúnie syntetizovaly antokyaniny, jsou kromě genů biosyntézy nutné i určité regulační geny. V buňce musí být sestavena určitá „skládačka“ ze tří součástí, z nichž dvě jsou univerzální a nazývají se ANTHOKYANIN 11 (AN11) A ANTHOKYANIN 1 (AN1). Třetí složka se objevuje v závislosti na místě a okolnostech. Ano, gen ANTHOKYANIN 2 (AN2) je aktivní v končetině koruny, která se také nazývá „končetina“. Gen ANTHOKYANIN 4 (AN4) řídí biosyntézu anthokyanů v korunní trubici a tyčinkách. Pokud v tomto genu dojde k mutaci, korunní trubice a tyčinky budou bez barvy, jako např. u odrůdy ‚Gioconda Saturn Blue‘ nebo ‚Fotofiish Salmon‘. Gen HLUBOKÝ PURPLE (DPL) je aktivní v žilách květu, zejména v korunní trubici. Tato funkce vám umožňuje vytvářet odrůdy se „síťovým“ vzorem: intenzivně zbarvené žíly, zatímco ohyb koruny a samotná trubice (mezi žilami) zůstávají poměrně světlé. Gen PINK OPAR (PHZ) je obsažen na vnější straně pupenu a v listech. Jeho aktivita umožňuje rostlinám chránit se před intenzivním světlem: listy získávají „bronzový“ odstín, zatímco vnější poupata mírně zrůžoví.

Pokud chybí alespoň jedna ze složek „skládačky“ (například v ní došlo k mutaci), nebude možné syntetizovat antokyany. Je pozoruhodné, že u divokých druhů petúnií s bílými květy (Axilární petúnie atd.) je v principu možná syntéza anthokyanů. Ovšem v regulačních genech AN2 и AN4 došlo k mutacím, takže kompletní „puzzle“ nelze sestavit a květy zůstávají bílé. Ochrana před přebytečným světlem v listech však funguje a na ostrém slunci „bronzují“! Pupeny těchto druhů mohou také získat narůžovělý odstín, když jsou vystaveny intenzivnímu světlu.

Pro biosyntézu anthokyanů je nutné sestavit „regulační puzzle“ ze tří složek. Dva z nich jsou univerzální: geny ANTOKYANIN 11 (AN11) A ANTOKYANIN 1 (AN1). Třetí složka závisí na okolnostech (intenzita světla, umístění v rostlině). Pokud alespoň jedna ze složek chybí (například došlo k mutaci v odpovídajícím genu), pak se antokyaniny netvoří.

Petúnie se vzorem „hvězdy“ jsou obzvláště zajímavé: ve středu okvětních lístků jsou bílé pruhy, zatímco okraje okvětních lístků jsou jasně zbarvené. K tomuto zbarvení dochází v důsledku fenoménu „umlčování“ genů (gene silencing). Geny, které jsou pro rostlinu příliš aktivní, se zdají velmi nebezpečné – koneckonců by to mohly být geny virů, které rostliny infikují. V procesu evoluce byl vyvinut mechanismus k „vypnutí“ nadměrně aktivních genů.

Chovatelé využili „umlčení“ genů k vytvoření „hvězdné“ barvy koruny. V tomto případě je jeden z klíčových genů pro biosyntézu antokyanů „vypnut“ – gen chalkonsyntázy (CHS). Příkladem „hvězdné“ barvy je odrůda „Fotofinish Rose Star“ (viz obrázek).

Stojí za zmínku, že fenomén „umlčení“ se nejzřetelněji projevuje pouze v mladém věku a jak rostlina stárne, schopnost rostliny regulovat příliš aktivní geny klesá. Proto na stejné rostlině můžete vidět jak květy s velmi širokými bílými pruhy podél hlavní žíly, tak s tenkými bílými tahy, a na „starých“ výhoncích můžete dokonce vidět monochromatické květy (bez náznaku „hvězdné“ barvy) .

Podobný mechanismus „umlčování“ genů funguje u odrůd petúnie s bílým okrajem koruny (picotee): u květů na mladých výhoncích je hranice dobře ohraničená, zatímco u starých výhonků může tento efekt zcela vymizet.

Světle žlutá barva je způsobena pigmenty, které jsou chemicky velmi podobné anthokyanům. Říká se jim flavonoly (z latinského „flavus“ – „žlutý“). Stejně jako antokyany mohou měnit barvu v závislosti na kyselosti prostředí: v kyselém prostředí jsou flavonoly prakticky bezbarvé, v zásaditém žloutnou. Abyste se o tom ujistili, můžete udělat podobný experiment s bílou květinou a proužkem papíru. Kapka roztoku sody na praní dodá pigmentovému proužku výrazně žlutou barvu a kyselina odbarví flavonoly.

„Bezbarvý“ v tomto případě znamená pouze neschopnost lidského oka vidět v blízké ultrafialové oblasti, kde flavonoly aktivně absorbují světlo. Jsou tedy dobře viditelné pro hmyz, který vnímá ultrafialovou část spektra. Flavonolové pigmenty navíc mohou sloužit jako ochrana před ultrafialovým zářením. Flavonoly se hromadí v bílých květech petúnie, ale to lze zjistit pouze pomocí speciální fotografie v ultrafialových paprscích.

U petúnie jsou žluté odstíny charakteristické pro prašníky a vnitřek korunní trubice (hrdlo). Tento odstín barvy není náhodný: flavonoly chrání pylová zrna před ultrafialovým zářením. Bez flavonolů navíc nedochází ke klíčení pylové láčky.

V letech 1980–1990 se japonští chovatelé snažili zvětšit žlutou skvrnu v korunní trubici. Jejich úsilí bylo odměněno: žlutá barva „vyšla“ z korunní trubice a natřela končetinu. Je pravda, že díky vlastnostem flavonolů se barva ukázala jako světle žlutá, ne tak jasná jako, řekněme, Brachatians nebo Rudbeckia. Nyní se tento selekční úspěch používá k vytvoření mnoha „žlutých“ odrůd petúnií.

A konečně, chlorofyly dávají rostlinám jejich zelenou barvu. Jedná se o pigmenty, které umožňují fotosyntézu a jsou přirozeně nejhojnější v listech. Svou zelenou barvu si však zachovávají i sepaly. U některých moderních odrůd se okvětní lístky „cítí“ trochu jako sepaly. Proto se špičky okvětních lístků stanou špičatými a zezelenají a končetina koruny má tendenci se rozdělit do pěti samostatných laloků. Rostliny vypadají velmi neobvykle, a to je to, co přitahuje oko.

Samozřejmě, že v rámci krátkého článku je obtížné podrobně mluvit o všech typech barev květin u petúnie. Doufáme, že se nám podařilo vytvořit nejobecnější dojem o nejzajímavější otázce pro pěstitele květin: proč se květiny barví tak a ne jinak.

ředitel botanické zahrady Moskevské státní univerzity,
doktor biologických věd,
V.V. Pramen vlasů nad čelem

Zdá se, že jemná petúnie svými bujnými květy vyplňuje veškerý dostupný prostor. Za rozletem poupat nejsou listy prakticky vidět – a tady začínají problémy. Právě na listech se poprvé objevují téměř všechny choroby petúnií. Proto pravidelně kontrolujte květinové záhony a my vám řekneme, co hledat!

Listy žloutnou a usychají

Petúnie je samozřejmě ceněna ne pro své listy, ale pro krásné kvetení. Ale to není důvod ignorovat stav rostliny jako celku, protože nemoci ji mohou úplně zničit.

— Je-li v horkých dnech nedostatek vláhy, listy usychají, a je-li vody příliš, žloutnou a hnijí;
— Na ostrém slunci za sklem nebo když se dovnitř dostanou kapky vody, mohou zůstat suché popáleniny;

— Pokud rostlina nemá dostatek výživy, žloutne a vadne, proto je důležité komplexní sezónní krmení. Divoce kvetoucí petúnie absorbují mnoho prospěšných složek;

— Malé žluté skvrny kombinované s bílými a černými tečkami zůstávají, když třásněnky žerou petúnii. Později poškozené listy blednou a stříbřité;

— Světle žluté vzory připomínající mazané pohyby – to jsou stopy pohybu horníků;
— Mladé sazenice petúnie skvrnitě žloutnou, pokud jim chybí železo.

Nemoci listů v okurkách: popisy s fotografiemi, léčba

Hnědé skvrny na listech petúnie

Pokud jsou listy petúnie pokryty skvrnami červených, hnědých a hnědých odstínů, jedná se s největší pravděpodobností o houbu. Dobře pomáhá ošetření specializovanými fungicidy.

— Červené skvrny rzi se často objevují na venkovních petúniích za deštivých a chladných dnů, ale někdy pokrývají i pokojové rostliny;

— Při plísni petúnie se na listech po stonku objevují hnilobné hnědé skvrny;
– Kulaté načervenalé skvrny se při zasažení hnědou skvrnitostí postupně roztahují a sjednocují.

Nemoci listů pepře: popisy s fotografiemi, léčba

Listy petúnie zčernají

Petúnie není nejrozmarnější a na choroby citlivá rostlina. Pokud tedy jeho listy začnou černat a zřetelně se zhoršovat, je čas bít na poplach!

— Při bakteriálním popálení se zdá, že listy a výhonky jemné petúnie hoří;
— Černá noha působí nejprve na stonek, ale může postupně stoupat výše v rostlině;

— Černý povlak, který lze na první pohled setřít, je sazovitá houba. Nejčastěji se vyvíjí na rostlinách napadených mšicemi.

Nemoci listů jahodníku: popisy s fotografiemi, léčba

Bílý květ na listech petúnie

S bílým povlakem na listech se setkávají zahrádkáři i majitelé domácích květináčů. V podstatě je to houba, které se daří v deštivých letních dnech.

— Bílý povlak zanechává padlí, které miluje teplo a vlhko;

— Světle šedý povlak na vršku nahnědlých skvrn se objeví, když petúnie trpí šedou hnilobou. Důvody: zahušťování záhonů, chladné počasí nebo přebytek dusíku;

– Mokré hnědé skvrny jsou pokryty měkkým bílým povlakem, pokud se jedná o bílou hnilobu. Nejčastěji se objevuje ve vlhkých dobách v příliš hustých výsadbách;

— Svilušky pokrývají části petúnie tenkou bělavou pavučinou. Na talířích zůstávají malé žluté tečky, které později zasychají.

Nemoci listů jablek: popisy s fotografiemi, léčba

Listy petúnie se kroutí

Pokud se listy stočí a vypadají zcela letargicky, nejsou petúnie chovány ve vhodných podmínkách. Určitě ale sledujte další příznaky, abyste nemoc nepropásli!

— Okraje listů petúnie se kroutí a listy samy se natahují, nemají-li dostatek světla;
— Při napadení mšicemi dochází k deformaci listových desek, v některých oblastech i ke žloutnutí;

– Lehké zvlnění se změněnými skvrnami, které za sebou zanechala molice. Pokud jsou listy příliš poškozené, brzy uschnou.