Zahlavi

Objev genu umožní šlechtit odolnější a zdravější odrůdy pšenice

09. 02. 2021

Z konvenční pšenice se časem vytratily některé prospěšné látky a snížila se odolnost vůči chorobám. Mohla by je ale získat zpět díky genu Ph2. Na jeho objevu se významně podíleli odborníci z olomoucké laboratoře Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Gen umožní mnohem snazší křížení moderních odrůd pšenice s planými příbuznými. To skýtá naději na pěstování kultivarů s mimořádnými vlastnostmi.

Stačí vejít do běžného obchodního řetězce a rozhlédnout se po regálech. V oddělení pečiva a cukrovinek najdeme drtivou většinu výrobků z pšenice. Žádný div, jedná se o nejrozšířenější obilovinu na trhu. Mouka z ní se používá k přípravě chleba, pečiva, těstovin, krup, cukroví, sušenek a mnoha dalších produktů. 

Jenže je tu stále víc lidí, kteří se pšenici brání. Dávají přednost výrobkům z ječné či ovesné mouky, byť jsou zpravidla dražší. Pšenice si totiž v posledních letech vysloužila pověst nutričně chudé obiloviny. Vyčítá se jí vysoký obsah lepku a menší podíl vlákniny či minerálů. Jakkoli může být negativní postoj vůči pšenici přehnaný, faktem je, že moderní odrůdy ztratily v průběhu mnoha let šlechtění některé důležité vlastnosti.


Květ pšenice, ve kterém probíhá párování chromozomů.

Situaci může zlepšit objev důležitého pšeničného genu Ph2. Podařil se po téměř sedmiletém „detektivním“ úsilí olomouckému Ústavu experimentální botaniky AV ČR ve spolupráci s mezinárodním týmem. Nově identifikovaný gen Ph2 je významný, protože odpovídá za správné chování chromozomů v průběhu tvorby pohlavních buněk.

„Tento gen zajišťuje stabilitu celého genomu. Pšenice vznikla křížením tří druhů trav, a obsahuje proto tři sady velmi podobných chromozomů. Pokud by se v průběhu tvorby pohlavních buněk chromozomy správně nepárovaly, mělo by to pro rostlinu nepříznivé důsledky. Identifikaci genu Ph2 proto považujeme za velký úspěch, který povede k mnohem snazšímu přenosu genů z příbuzných planých druhů do pšenice,“ říká Jan Bartoš, vedoucí skupiny, která se v Ústavu experimentální botaniky AV ČR výzkumu věnovala.

Objev mezinárodního týmu podle všeho čeká slibné využití v praxi. Vědci předpokládají, že vlastnosti genu Ph2 začnou brzy využívat šlechtitelské firmy. Bude možné mnohem rychleji a snadněji vyšlechtit raritní kultivary s mimořádnými vlastnostmi. „Moderní odrůdy ztratily v průběhu mnoha let šlechtění důležité vlastnosti, které do nich teď můžeme vrátit,“ vysvětluje Jaroslav Doležel z Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Podle něj mají divocí příbuzní pšenice obrovskou zásobárnu genů, které ovlivňují odolnost rostliny vůči chorobám, suchu nebo zasolení půdy. Jiné geny zase odpovídají za obsah zdraví prospěšných látek, například vlákniny, betaglukanů a antioxidantů. „Je navíc velkým pozitivem, že geny s požadovanými vlastnostmi se dají do pšenice přenést přirozenou cestou, tedy běžným křížením,“ dodává Jaroslav Doležel.  


Radim Svačina v olomoucké laboratoři charakterizuje pšeničné linie.

Dědičná informace pšenice obsahuje 124 tisíc genů, což je téměř šestkrát víc, než má člověk. Většina z nich není dosud popsána a neví se, jakou mají funkci. To byl i případ genu Ph2, který dosud vědci neuměli identifikovat. „Každou rostlinu jsme museli zkřížit s příbuzným druhem, v našem případě se žitem. Museli jsme počkat, až vyroste kříženec, a pak pod mikroskopem zkoumat jeho prašníky ve vyvíjejících se květech. Jedině tak jsme mohli zjistit, jestli se chromozomy správně párují, či ne. Jen tato fáze nám zabrala přibližně tři roky. Náročné bylo i to, že jsme neměli jistotu, zda se nám vůbec podaří požadovaný gen najít,“ vysvětluje Radim Svačina, další člen olomouckého týmu.

Na objevu kromě vědců z Ústavu experimentální botaniky AV ČR spolupracovali odborníci z INRAE Research Center v Clermont-Ferrand a z University of Adelaide. O jejich společné práci referoval prestižní vědecký časopis Nature Communications.

Připravil: Jan Klika, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock, Ústav experimentální botaniky AV ČR