Śniąc o niebieskich różach

fabiovisentin.com

Czy to tylko niespełniony sen szaleńca? Dlaczego Matka Natura nie obdarowała nas niebieskimi różami? Co ma bratek do wiatraka? Czy czerwony znaczy kwaśny? Czy niebieski pachnie?

Na początek posłuchajmy...

…i zapoznajmy się z obiektem naszych rozważań. Badaniem róż zajmuje się nauka zwana rodologią, natomiast ogrody różane nazywa się rosariami. Na półkuli płn. znanych jest ok. 150-200 gatunków róż, z czego w Polsce rośnie dziko ponad 20 z nich. Na całym świecie istnieje prawie 18 tys. odmian róż. Większość, bo około 70% pochodzi z Azji, pozostałe 30% wywodzi się z Bliskiego Wschodu, Europy, Afryki i Ameryki Płn. Mieszańce międzygatunkowe występują często z dużą frekwencją i łatwo się rozprzestrzeniają, czego doskonałym przykładem jest rosnąca w Polsce dzika róża Rosa canina. Mechanizmem, który pozwala mieszańcom róż przeżywać i uzyskiwać zdolność do adaptacji jest spotykana u niektórych przedstawicieli rodzaju niezbalansowana poliploidalność - jeden z gatunków rodzicielskich dostarcza 4 zestawy chromosomów, a drugi jeden zestaw (tak powstają pentaploidalne mieszańce). Kwiat róży tworzą: pięcipłatkowa korona, pięćdziesiąt do kilkuset pręcików, słupki, trzy pierzasto podzielone działki kielicha oraz silnie wgłębione dno kwiatowe, zwane hypancjum. W każdej zalążni rozwija się tylko jeden zarodek.

Budowa kwiatu róży

Historia usłana różami

Róże pojawiły się na Ziemi ok. 40 mln lat temu. Udomowiono je zaś około pięciu tysięcy lat temu jako rośliny ozdobne w Sumatrze i Chinach. W 1840 roku Belgijskie Towarzystwo Ogrodnicze wyznaczyło nagrodę w wysokości 500 tysięcy franków dla twórcy pierwszej niebieskiej róży. Nagroda ta do dnia dzisiejszego nie została wręczona. W 1987 roku w Instytucie Maksa Plancka (Niemcy) poddano transformacji biało kwitnące petunie, otrzymały one gen z kukurydzy a rozwijające się kwiaty miały dzięki temu kolor… łososiowy. Jedną z ciekawszych jak dotąd wyhodowanych odmian jest czarna róża Black Beauty, która pojawiła się w sprzedaży w 1973 we Francji. W 1990 roku Japońska firma Suntory rozpoczęła prace nad niebieskimi różami, goździkami i innymi kwiatami, przeznaczając na ten cel jak dotąd około trzech miliardów jenów. Ważnym osiągnięciem było stworzenie przez australijską firmę Florigene w 1996 roku jasnofioletowego goździka nazwanego Księżycowy Pył. Pierwsze niebieskie róże pojawiły się na rynku w 2004 roku, jednak ciągle nie był to błękit, jakiego oczekują hodowcy i konsumenci. Do stworzenia pierwszej prawdziwie niebieskiej odmiany powołano kolaborację firm Suntory (Japonia) i Florigene (Australia).

Róża Black Beauty

Goździki firmy Florigene

 Dlaczego nie ma naturalnych niebieskich róż?

Odpowiedź na to pytanie jest trudna. Przede wszystkim w toku ewolucji rośliny te nie wykształciły szlaku biosyntezy prowadzącego do wytworzenia niebieskiego pigmentu. Ponadto nawet gdyby tak się stało, to bardzo niekorzystne pH płatków musiałoby ulec zmianie. Ciekawostką może być fakt, że pszczoły chętniej odwiedzają kwiaty o jasnych, ciepłych barwach, np. żółtych. Także ten aspekt mógł się przyczynić do kierunku ewolucji, jaki obrały róże. Dzikie gatunki mają kwiaty o barwach białych i biało-różowych; nawet najpopularniejsze czerwone róże są efektem starań hodowców. Chociaż róże nie wytwarzają nektaru, to jednak dostarczają pożytku pszczołom dzięki obficie produkowanemu pyłkowi. Oko owada widzi zupełnie inaczej niż oko ludzkie, potrafi bowiem widzieć w ultrafiolecie, a czerwony oraz zielony barwnik jest przez pszczoły niedostrzegany. Stąd płynie prosty wniosek, że tak czerwone jak i niebieskie róże byłyby dla pszczół nieatrakcyjne. Oto jak pszczoły widzą popularne kwiaty (po  lewej kwiaty w świetle widzialnym, po prawej w ultrafiolecie):

Z palety malarza

Za kolor kwiatów odpowiadają głównie antocyjany - barwniki roślinne należące do flawonoidów. Mają charakter glikozydów, czyli w ich skład wchodzą dwie części: glikonowa (jest częścią cukrową, złożoną z 1-3 cząsteczek łańcuchów węglowodanowych, najczęściej glukozy) oraz aglikonowa (jest częścią niecukrową) zwaną inaczej antocjanidyną, która zbudowana jest z 15 rożnych antocyjanidyn, z których 6 spotykamy w naturze najczęściej: delfinidynę, cyjanidynę, pelargonidynę, peonidynę, petunidynę i malwidynę – ich nazwy pochodzą od nazw kwiatów, w których występują w największej koncentracji. Antocyjany są bardzo niestabilne, a oprócz tego mają zmienny skład w zależności od warunków uprawy danej rośliny, przez co dają inny odcień barwy przy określonym pH. Wpływ na zmianę zabarwienia ma także obecność garbników, stężenie barwnika, współdziałanie z żółtymi flawonoidami i wiele innych czynników. Barwa antocyjanów zależy od pH środowiska, w jakim się one znajdują; w przypadku pH poniżej 7 (kwaśne) są one czerwone, a w pH obojętnym lub zasadowym (pH > 7) mają barwę niebieską lub fioletową. Produkcja antocyjanów wzrasta w kwaśnym środowisku. pH płatków róży wynosi ok. 4.5, dlatego ciemniejszy niebieski kolor można by uzyskać poprzez obniżenie zakwaszenia w płatkach. Jeśli antocyjany występują w kompleksie z jonami Fe3+, Sn2+, Al3+, Mg2+ i Ca2+, to mimo kwaśnego odczynu środowiska, również mają barwę niebieską (tak jest np. w kwiatach chabra bławatka Centaurea cyanus).

Atocyjany w różnym pH

Niebieski barwnik, delfinidyna, powstaje we wspólnym szlaku biosyntezy wraz z różową cyjanidyną i pomarańczową pelargonidyną z tego samego prekursora: dihydrokampferolu. Delfinidyna odpowiada za charakterystyczna barwę owoców i warzyw m.in. czarnych porzeczek, borówek, jeżyn, granatów, czerwonej kapusty głowiastej i czerwonej cebuli a najwięcej delfinidyny jest w owocach bakłażanów. Barwnik ten obecny jest także w owocach winorośli, np. odmian ‘Cabernet Sauvignon’ czy ‘Concord’, oraz kwiatach niebieskich odmian popularnych ostróżki ogrodowej Delphinium x cultorum (od której pochodzi nazwa barwnika), bratka ogrodowego Viola x wittrockiana, a także kosaćca syberyjskiego Iris sibirica.

Kosaciec syberyjski Iris sibirica

Ostróżka ogrodowa Delphinium x cultorum

Bratek Viola x wittrockiana

Wszystko jest na sprzedaż?

Uzyskanie prawdziwie niebieskiej odmiany róży jest ekonomicznie uzasadnione, bowiem wartość rynku kwiatów ciętych szacuje się na 40 miliardów dolarów rocznie. Ponadto jedna piąta ankietowanych przyznaje, że błękit jest ich ulubionym kolorem. Wśród dziesięciu najlepiej sprzedających się kwiatów ciętych: róży, goździka, lilii, chryzantemy, narcyza, tulipana, frezji, słonecznika, alstroemerii i mieczyka; jedynie frezja występuje w niebieskiej odmianie. Tradycyjnie tworzono niebieskie róże barwiąc białe niebieskim barwnikiem. Białe kwiaty można „pokolorować” poprzez zanurzenie łodygi w barwniku, np. atramencie. Ogonek kwiatka może być zgnieciony i sparzony żeby lepiej chłonął wodę z pigmentem. Uzyskane efekty nie są zazwyczaj w pełni satysfakcjonujące, a kwiaty – bardzo nietrwałe. Kwiaty margerytek często barwi się zanurzając całe koszyczki w barwniku. Z innych stosowanych metod można wspomnieć o podlewaniu roślin roztworem pigmentu, jednak duży stres kwiatów z tym związany wpływa negatywnie na ich trwałość.

Farbowane róże

Recepta na sukces

Naukowcy połączyli więc siły i ostro wzięli się do pracy. Na początku musieli „wyłączyć” gen kodujący reduktazę 4-dihydroflawonolu [DFR] róży – enzym odpowiedzialny za odczyt genu kodującego czerwony barwnik. Genetycy molekularni z Santory & Florigene zastosowali metodę:

something old (uprawiane od ponad 5000 lat róże)

something new (syntetyczny gen stworzony przez CSIRO - Australian Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)

something borrowed (gen reduktazy 4-dihydroflawonolu [DFR] kosaćca syberyjskiego)

something blue (gen delfinidyny uzyskany z błękitnego bratka)

W nowej odmianie róży aż 98% barwników to niebieski pigment. Sekwencje genu DFR róży i irysów są podobne, różnią się jednak od siebie na tyle w szczegółach, że naukowcy bez trudu wyciszyli jedynie oryginalne geny DFR róży, pozwalając funkcjonować włączonym genom DFR z irysów:

Co z tym zapachem?

Zapach to bardzo złożona genetycznie cecha. Znamy obecnie zaledwie około 5 procent genów i enzymów roślinnych odpowiedzialnych za zapach. Nie ceniony na równi z innymi cechami kwiatu silny aromat róż zagubił się podczas hodowli. W olejku różanym zidentyfikowano dotąd ponad 300 związków! Substancje wchodzące w skład roślinnych barwników pochodzą od tych samych biochemicznych prekursorów co składniki zapachów. Zgodnie z zasadą naczyń połączonych: gdy w jednej rurce przybywa płynu (kwiat zyskuje efektowny kolor), to w drugiej musi go ubywać (kwiat wydziela słabszą woń)…

I ciągle „…nie ma na świecie, nie ma niebieskich róż…”

Odmianę Applause zaprezentowano 3 listopada 2009. Czy wielka praca naukowców i ogromny wkład finansowy przyniosły spodziewany efekt? Oceńcie sami:

Na koniec, nie dajcie się nabrać:

Najpopularniejsze odmiany róż z niebieskim akcentem (przy odrobinie wyobraźni):

Alain Blanchard, Baby Faurax, Belle de Crecy, Bleu Magenta, Blue Moon, Capitain John, Ingram, Cardinal de Richelieu, Charles de Mills, Great News, Great Western , Indigo, Intermezzo, La Belle Sultane, Lady X, Lavender Pinocchio, Lilac Charm, Madamme Isaac, Magenta, News, Nuits de Young, Orpheline de Juliet, Pereire Reinte des Violettes, Pergolese, Rhapsody in Blue, Robert le Diable, Rose du Roi, Rose-Marie Viaud, Sterling Silver, Tour de Malakoff, Veilchenblau, William Lobb