Vzhledem ke klimatické změně, růstu světové populace, úbytku půdy vhodné k pěstování a dalším negativním faktorům, je podle vědců nyní klíčové vyšlechtit co nejdříve odolnější odrůdy pšenice. Pomoci by jim s tím mohl objev, na kterém se podíleli i čeští vědci z Akademie věd ČR..
Pšenice setá (Triticum aestivum) je po kukuřici a rýži jednou z nejrozšířenějších obilnin. Pochází patrně z Blízkého východu, ovšem po tisíciletí je šlechtěna a pěstována po celém světě. Pšenice je jedním z nejdůležitějších zdrojů proteinů, její světová produkce se pohybuje kolem 670 milionů tun v mnoha různých odrůdách.
V létě roku 2018 se vědcům podařilo přečíst genom této obilniny. Do projektu bylo zapojeno 200 vědců ze 73 pracovišť 20 zemí světa. Výzkum, trvající 13 let, byl postaven na metodě třídění chromozomů pomocí průtokové cytometrie, vyvinuté experimentálními botaniky v Olomouci.
Klimatické změny žádají odolnější pšenici
K vyšlechtění odrůd pšenice, které budou odolnější, výnosnější a kvalitnější, by mělo přispět křížení pšenice seté s jejími planými druhy. Jan Bartoš z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR k tomu říká:
„Ty totiž disponují vlastnostmi, které intenzivně šlechtěné rostliny postupně ztratily. Mají obrovskou zásobárnu genů, které ovlivňují například rezistenci vůči chorobám, odolnost vůči suchu nebo vůči zasolení půdy.
Jiné geny odpovídají za obsah zdraví prospěšných látek, například vlákniny, betaglukanů nebo antioxidantů.“.
Výměnu genetické informace umožňují tak zvaná rekombinační místa v genomu plodiny. Českým vědcům z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd, ve spolupráci s estonskými vědci z Tallinské technické univerzity, se přitom podařilo najít místo, zvané rekombinační hotspot, v němž je úspěšnost výměny genetických informací vyšší než na jiných místech v genu.
U jednotlivých míst měří vědci tak zvanou rekombinační frekvenci, která jim umožňuje určit pravděpodobnost takové výměny.
Rekombinační hotspot
Miroslav Valárik z ÚEB AV ČR vysvětluje: „Rekombinační hotspot, který se nám podařilo identifikovat, je mimořádný tím, že má šestkrát vyšší rekombinační frekvenci, než je běžné. Nalezení dalších takových míst nebo jejich vytvoření v genomu výrazně zvýší úspěšnost přenosu nových zajímavých genů z planých druhů do pšenice.“ Tento objev by měl ulehčit rychlejší šlechtění nových, odolnějších odrůd pšenice, které se lépe vyrovnají se změnou klimatu. Závěry svého výzkumu zveřejnili vědci v časopise Journal od Advanced Research.
Během něj museli získat na 100 tisíc pylových zrn. Z rozkvétajících klasů nejprve sesbírali prašníky, z nichž uvolnili pylová zrna. Z nich následně získali pomocí enzymů jádra, která obarvili fluorescenční barvou.
Následně pomocí přístroje zvaného průtokový cytometr vytřídili ta, která byla vhodná k výzkumu. Během výzkumu vyvinuli vědci zcela novou metodu na určování frekvence rekombinací, kterou umí jako jediní na světě.
Ve své práci chtějí nadále pokračovat, protože dosud neví, kolik rekombinačních míst v genomu pšenice je. Chtějí o nich zjistit co nejvíce. Miroslav Valárik k tomu podotýká: „Tyto poznatky nám umožní lépe určit, které rostlinné linie jsou nebo nejsou vhodné ke křížení, což ušetří šlechtitelům čas i finanční prostředky.“.
