Česká republika se může pochlubit unikátní kryobankou rostlin, která již více než 20 let hraje klíčovou roli v ochraně genetické rozmanitosti ohrožených, vzácných, krajových či hospodářsky významných plodin.
Rostlinné poklady naší země jsou v tomto specializovaném zařízení uchovávány pro další generace v kapalném dusíku při teplotách -196 °C. Českou kryobanku spravuje CARC (Národní centrum zemědělského a potravinářského výzkumu, v.
v. i.) ve svém areálu v Praze – Ruzyni.
Kryobanka představuje záruku proti vymizení ohrožených druhů a zároveň uchovává cenné genetické zdroje pro současný i budoucí výzkum a udržitelné zemědělství. Zaměřuje se na důležité plodiny pro výživu, které nelze uchovávat prostřednictvím semen, jako jsou česnek, chmel, brambor, réva vinná, ovocné stromy a keře a jejich planí příbuzní.
„V současnosti máme v kryobance uloženo přes čtyři stovky reprezentantů vegetativně množených druhů rostlin, a to po desítkách vzorků od každého,“ vysvětlil ředitel CARC RNDr. Mikuláš Madaras, Ph.D.
Podle Ing. Jiřího Zámečníka, CSc., výzkumníka z týmu Fyziologie a kryobiologie rostlin CARC a jednoho ze spoluzakladatelů kryobanky nejde jen o pasivní uchovávání vzorků. „Aktivně se podílíme na šlechtitelských programech, obnově ekosystémů i vědeckém výzkumu, poskytujeme vzorky pro pěstování vegetativně množených plodin. Smyslem kryobanky je také podpora využití genofondu,“ doplnil.
První byli kuřata a býci, pak medicína a nakonec rostliny
Prvotním impulsem pro vznik kryobank ve 40. letech 20. století byla potřeba uchovat reprodukční materiál hospodářských zvířat, především býčí sperma, i když prvním úspěšně kryoprezervovaným materiálem bylo kohoutí sperma.
Od 50. let se budují kryobanky zaměřené medicínsky. V souvislosti s umělým oplodněním se začalo zamrazovat lidské sperma či vajíčka a postupně přibyly pupečníková krev, kmenové buňky a tkáně pro transplantace.
Od 70. let minulého století se zaměření kryobank pozvolna rozšířilo i na rostlinný materiál, včetně pylu. Základem pro moderní kryoprezervační metody se stala práce japonského vědce Akiry Sakae, který v roce 1956 úspěšně zmrazil a uchoval rostlinná pletiva při teplotě kapalného dusíku -196 °C. Významným objevem byl proces rychlého zmrazování, při kterém se netvoří ledové krystaly. Tato metoda s názvem vitrifikace je dodnes velice rozšířená.
Myšlenku vytvoření české rostlinné kryobanky inicioval Ing. Vladimír Skládal, CSc. z Výzkumného ústavu rostlinné výroby v Ruzyni (dnes CARC). „Prvních zkušeností a poznatků jeho tým nabýval od předních světových odborníků v této oblasti a samotné založení české kryobanky předcházel desetiletý vývoj kryoprotokolů pro různé druhy plodin, postupů, které minimalizují poškození buněk během zamrazování a rozmrazování,“ upozornil RNDr. Alois Bilavčík, Ph.D., vedoucí výzkumného týmu Fyziologie a kryobiologie rostlin CARC. V Ruzyni byla následně vybudována specializovaná laboratoř vybavená technologií pro práci s kapalným dusíkem a uchovávání vzorků při ultra nízkých teplotách.
Kryobanka vegetativně množených plodin pak oficiálně vznikla v roce 2003 na zasedání Rady genetických zdrojů rostlin v Žatci.
Fungování kryobanky
Kryokonzervace při extrémně nízkých teplotách zastavuje všechny biologické procesy a umožňuje jejich zachování v původním stavu. Klíčovým krokem je precizní příprava vzorků. Převod rostlin z venkovních podmínek do sterilního laboratorního prostředí je technologicky náročný proces, při kterém se odstraní kontaminanty, bakterie, houby a jiné mikroorganismy.
„Pak jsou vzorky postupně zmrazovány a uloženy v Dewarových nádobách, s kapalným dusíkem. Díky tomu rostliny nedegradují, zůstávají vitální a je možné je kdykoliv opět rozmrazit a regenerovat,“ konstatuje Jiří Zámečník.
Pokud se zásoby vzorků v kryobance sníží, musejí vědci genetické zdroje namnožit a znovu uložit. Vzorky vybírají a doporučují ke kryoprezervaci kurátoři kolekcí, kteří nejlépe znají kolekce genetických zdrojů.
Celý článek vyjde v časopise 21. Století v čísel 9/2025
