Növénytudománynak nevezzük azokat a kutatásokat és tudományos tanulmányokat, amelyek a Földön található mintegy 410 000 szárazföldi növényfajt vizsgálják.

A növénytudomány magában foglalja a görög βοτάνη (botanē) szóból származó “botanikát”, amely legelőt vagy takarmányt jelent, mivel magában foglalja a növények növekedésének és jellemzőinek megfigyelését, valamint a növények és környezetük közötti kapcsolat vizsgálatát. De ennél sokkal, de sokkal többről is szó van…

A “növénytudomány” gyűjtőfogalom alá tartozó kutatások hatalmas sokféleségét a John Innes Centre jól képviseli.

Enrico Coen professzor laboratóriuma például azt vizsgálja, hogy a mikroszkopikus rügyekben lévő kis sejtcsoportok hogyan alakulnak át a körülöttünk látható változatos virág- és levélformákká.

Míg Ray Dixon professzor csoportja arra összpontosít, hogyan reagálnak a növények a környezeti jelzésekre molekuláris szinten, hogy megpróbálja megérteni a biológiai nitrogénmegkötés folyamatát a baktériumokban és annak szabályozását.

A növények biokémiája és elsődleges anyagcseréje, beleértve az általuk előállított vegyi anyagokat és molekulákat, valamint a növényeknek a kártevőkkel és betegségekkel való kölcsönhatása mind fontos kutatási terület.

Sarah O’Connor professzor kiterjedt munkát publikált a növények által előállított komplex vegyi anyagok bioszintéziséről, amelyeket laboratóriumban nagyon nehéz előállítani. Ezért a növények gyárként való felhasználásának lehetősége nagyon értékes lehet. Végül is a növények már most is kiválóan képesek komplex vegyi anyagok előállítására, például a madagaszkári periwinkle vinblastint és vinkrisztint állít elő, amelyeket rákellenes gyógyszerként használnak. Ezeket a molekulákat hagyományos laboratóriumban lehetetlen előállítani, de a növények erejét kihasználva a jövőben talán gyorsabban és olcsóbban lehetne előállítani ezeket az életmentő gyógyszereket.

A “botanika” hagyományosan magában foglalta a gombák és az algák tanulmányozását is, mindkettő továbbra is a John Innes Centre kutatásainak tárgyát képezi.

Barrie Wilkinson professzor laboratóriuma például a mikrobiális természetes termékek felfedezését és bioszintézisét kutatja, beleértve a baktériumok és gombák által termelt termékeket, amelyek mindkettő az életveszélyes betegségek kezelésére szolgáló gyógyszerek egyik fő forrása.

Ezek kiegészítéseként Dr. Martin Rezjek a káros algavirágzás elleni olcsó, biztonságos és hatékony módszer kidolgozásán dolgozik.

Növénygenetika

A 21. században egyre több növénytudós dolgozik a növények genetikájának megértésén.

Sok faj teljes genomját szekvenálták, és az adatokat megosztották és felhasználták annak megértésére, hogy a növények genetikája hogyan teszi lehetővé olyan új fajták kifejlesztését, amelyek jobban tolerálják az éghajlatváltozást vagy táplálóbbak az emberi fogyasztás szempontjából.

Az első növény, amelynek teljes genomját feltérképezték, a “nem is olyan egyszerű gyomnövény”, a “modellnövény”, az Arabidopsis thaliana (sóska) volt. Ezt 35 laboratórium több mint 200 tudósból álló nemzetközi kutatócsoport végezte el. A mi professzorunk, Mike Bevan felügyelte a 4. kromoszóma szekvenálásának koordinálását.

A John Innes Központban célunk a növénygenetika és a növénybiológia jobb megértése, valamint a növényi biodiverzitás kihasználása a növények teljesítményének fenntartható módon történő növelése érdekében.

2018-ban az Earlham Institute, a Sainsbury Laboratory és az Európai Bioinformatikai Intézet munkatársaival együttműködve sikerült közzétennünk a hírhedten bonyolult búza genomjának eddigi legpontosabb és legteljesebb DNS-szekvenciaelemzését.

Eközben Dr. Judith Irwin Dame Caroline Dean professzorral együttműködve az Arabidopsison végzett alapkutatásokból származó, a növények virágzási idejének szabályozására és szabályozására vonatkozó ismereteinket lefordította arra, hogy lehetővé tegye a brokkoli növény virágzásának szabályozását, és ezt a tudást egy új, gyorsan növő brokkoli kifejlesztésére használja.

Géntechnológia

A génmódosítás és génszerkesztés a növénykutatók által használt technikák, amelyekkel a növények jellemzőit vagy tulajdonságait a DNS megváltoztatásával módosítják.

Ezek a technológiák gátolhatják a káros tulajdonságok kifejeződését vagy új, előnyös tulajdonságokat vezethetnek be, és ugyanazokat a célokat szolgálják, mint a hagyományos növénynemesítés, de ellenőrzöttebb és gyorsabb módon.

A növényektől függ az élelmünk, és ez azt jelenti, hogy a környezeti változások, beleértve az éghajlatváltozást is, jelentős következményekkel járnak az emberiségre nézve.

A növényi biodiverzitás megismerése és megőrzése kulcsfontosságú az élelmiszerellátásunk védelme és az olyan ikonikus fajok megmentése szempontjából, mint a kőris (Fraxinus excelsior).

A John Innes Centre két stratégiai programjának középpontjában a környezet növényekre és génjeikre gyakorolt hatásának megértése és a jövő búzájának tervezésén való munka áll.

Növénytudomány a John Innes Centre-ben

A növénytudomány saját története a 20. század elejére és a londoni ingatlanfejlesztő és filantróp John Innes (1829-1904) haláláig nyúlik vissza.

Innes végrendeletében rendelkezett arról, hogy vagyonának nagy részét egy kertészeti oktatóiskola vagy egy helyi múzeum és művészeti galéria létrehozására fordítsa.

Az örökség sorsának eldöntésére alapítványt hoztak létre, a John Innes Charity-t (ma John Innes Alapítvány). Az alapítást követően a Charity hosszadalmas tárgyalásokat folytatott a Mezőgazdasági Tanáccsal, az Oktatási Tanáccsal és a jótékonysági biztosokkal, akik végül beleegyeztek egy új intézet létrehozásába.

A John Innes Kertészeti Intézet a kertészek továbbképző iskolája, egy gyümölcsnemesítési kutatóállomás és egy “kertészeti kísérleteket és kutatásokat végző, a növénygenetikára összpontosító” intézmény lett volna.

Több mint 100 évvel később a John Innes Központ nemzetközileg elismert, világelső a genetika, a mikrobiológiai kutatás és a növénytudomány területén.