Zahlavi

Výzkum pomůže obohatit pšenici o vzácné geny jejích divokých příbuzných

17. 09. 2019

Vyšlechtit kvalitnější a odolnější odrůdy pšenice bude v budoucnu snazší díky výzkumu jejích planých předchůdců V olomoucké laboratoři Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR, která je součástí Centra regionu Haná pro zemědělský a biotechnologický výzkum, se po dvou letech podařilo sestavit mapu genomu příbuzného dnešní pšenice, trávy mnohoštětu (Aegilops biuncialis). Objev, na kterém se podílel maďarský vědec István Molnár, podpořil evropský grant Marie Skłodowska-Curie Actions a může znamenat průlom v klasickém šlechtění pšenice.

Výzkum Istvána Molnára, který byl podpořen evropským grantem Marie Skłodowska-Curie Actions, umožní cíleně využívat určité geny jejího planě rostoucího druhu s důležitými vlastnostmi, které moderní odrůdy ztratily v průběhu mnoha let šlechtění. „Snažíme se přispět ke šlechtění odrůd, které budou odolnější a jejichž pěstování bude vyžadovat méně chemikálií. Pokud plané druhy chtěly přežít, musely se o sebe umět postarat. Právě tyto vlastnosti chceme do pšenice vrátit,“ říká vedoucí laboratoře Jaroslav Doležel, podle kterého je velkým pozitivem také to, že geny s požadovanými vlastnostmi mohou být do pšenice přeneseny přirozenou cestou, tedy běžným křížením.

Díky unikátním metodám používaným pouze v olomoucké laboratoři se kromě sestavení genetické mapy podařilo také rozdělit složitou dědičnou informaci mnohoštětu na malé části, chromozomy a přečíst tak poprvé jeho dědičnou informaci. Tyto znalosti umožní lépe využít nejnovější molekulárně biologické metody genového inženýrství ve šlechtění pšenice.

Geny trav jsou pro šlechtitele zajímavé

Divocí příbuzní pšenice mají obrovskou zásobárnu genů, které ovlivňují například rezistenci rostliny vůči některým chorobám, odolnost vůči suchu nebo zasolení půdy. Jiné geny odpovídají za obsah zdraví prospěšných látek, například vlákniny, betaglukanů a antioxidantů.

Istvána Molnára těší, že jeho výzkum bude mít přímý dopad do praxe. „Už nyní je o tyto výsledky velký zájem. Spolupracuji s mnoha vědci a šlechtiteli z celého světa. Ti, kteří mají dostatečné znalosti a možnosti, mohou naši genetickou mapu již využívat. Pro ostatní ji chceme udělat ještě uživatelsky vlídnější. Připravíme systém molekulárních značek, které urychlí přenos cizích chromozomů do pšenice. Předpokládám, že to bude trvat ještě rok dva, než budeme tyto výsledky publikovat,“ vysvětluje István Molnár.

István Molnár mohl na výzkumu v olomoucké laboratoři díky podpoře evropského grantu pracovat dva roky

Spolupráce Maďarska a Olomouce

István Molnár z Agricultural Institute v Martonvásáru spolupracuje s olomouckou laboratoří ÚEB už více než deset let. Díky podpoře z Evropské unie mohl na Hané pobývat dva roky, což podle Jaroslava Doležela razantně posunulo celý výzkum vpřed. „Výborně jsme se doplňovali, vznikaly nové nápady a práce byla efektivnější. István Molnár se věnoval přípravě materiálů pro šlechtění a my jsme pomohli s technikami pro analýzu dědičné informace rostlin,“ uvádí Jaroslav Doležel, který je vedoucím Centra strukturní a funkční genomiky Ústavu experimentální botaniky AV ČR v Olomouci.

István Molnár, který v Maďarsku využíval především tradiční metody křížení, vyzdvihuje hezké a přátelské prostředí olomoucké laboratoře. „Jsem vděčný profesorovi Doleželovi za to, že mi umožnil pracovat v této světově proslulé laboratoř. V Olomouci jsem měl k dispozici nejmodernější techniky, díky kterým jsem mohl analyzovat tisíce vzorků, a tak byla celá práce mnohem rychlejší, efektivnější a levnější,“ zdůrazňuje Molnár.

Na titulním snímku divoký příbuzný pšenice, tráva mnohoštět (Aegelopsis biuncialis)

Připravila Radoslava Kvasničková, Ústav experimentální botaniky AV R, ve spolupráci s Markétou Růžičkovou, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: Ústav experimentální botaniky AV ČR

Biologie a lékařské vědy

Vědecká pracoviště

Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce