Olomoučtí vědci přečetli genom ječmene. Proč je to tak dobrá zpráva?

Mezinárodnímu týmu vědců se po mnohaletém úsilí podařilo získat celou dědičnou informaci ječmene, významné obiloviny, která se využívá především jako krmivo pro hospodářská zvířata, ale také pro výrobu piva a whisky. Znalost genomu pomůže při šlechtění nových odrůd odolných vůči klimatickým změnám, škůdcům a chorobám.

O úspěchu informovalo Mezinárodní konsorcium pro sekvenování genomu ječmene (IBSC) a vyšel o něm článek v prestižním časopise Nature. Podíl na něm mají i olomoučtí odborníci z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR, v. v. i. (ÚEB), kteří jsou partnery Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum.

Nahrávám video
  • Ječmen patří mezi nejstarší zemědělské plodiny. Vyskytuje se již v čínské a indické mytologii, archeologicky je doložen již v prehistorických dobách v Evropě, Asii a Africe. Na naše území přinesly ječmen stěhovavé národy z jihozápadní Asie asi před pěti tisíci lety. Ječmen je ve srovnání podle osevní plochy čtvrtou nejrozšířenější zemědělskou plodinou na světě, v Česku zaujímá po pšenici druhé místo mezi obilovinami.

Úplné přečtení dědičné informace ječmene je výsledkem deseti let intenzivní práce a je to zatím největší genom, který vědci přečetli v takové kvalitě. Úkol, jejž zvládli, byl nesmírně složitý. Dědičná informace ječmene se skládá z pěti miliard písmen, což znamená, že je o polovinu větší než genom člověka. Tato velikost je dána přítomností takzvaných repetitivních sekvencí DNA, které tvoří asi osmdesát procent genomu. Sekvence se opakují ve stejné podobě na mnoha místech, a proto je velmi obtížné určit jejich polohu a sestavit je do větších celků.

Klíčová byla mezinárodní spolupráce

Bez mezinárodní spolupráce týmů z Německa, Velké Británie, Číny, Austrálie, Dánska, Finska, Švédska, Švýcarska, USA a také České republiky by nebylo možné získat a zpracovat všechna data. Ke zdárnému výsledku významně přispělo využití nových technologií, včetně takzvané metody Hi-C.

Centrum strukturní a funkční genomiky rostlin ÚEB se podílelo na čtení genomu ječmene od samého začátku. Podle vedoucího laboratoře a koordinátora programu Potraviny pro budoucnost Strategie AV21 profesora Jaroslava Doležela bylo získání tak kvalitní sekvence ječmene podmíněno kombinací klasických starších technik a nejnovějších metod čtení genomu.

„Byli jsme jedni z hlavních autorů první verze genomu ječmene publikované v roce 2011, která byla získána pomocí naší metody izolace chromozomů. Díky tomu se už v té době podařilo získat první pracovní verzi genomu ječmene, která značně urychlila další postup sekvenování. V posledních letech jsme se na projektu podíleli nejmodernější technikou tzv. optického mapování, která umožňuje řešit problém při sestavování oblastí obsahujících repetitivní sekvence DNA. Naším hlavním vkladem byla příprava vysoce kvalitní DNA, která je pro tuto metodu nezbytná,“ uvedl Doležel.

Výsledek pomůže jiným vědcům i šlechtitelům rostlin

Dosud největší genom přečtený v takové kvalitě byl genom kukuřice, který je ale ve srovnání s ječmenem poloviční. Ječmen také patří do jiné skupiny obilovin, a proto tento výsledek usnadní vědcům práci při čtení genomů pšenice a žita.

Především však pomůže při šlechtění nových odrůd ječmene odolných vůči klimatickým změnám, škůdcům a chorobám. Podle profesora Jaroslava Doležela je to obrovský krok dopředu.

„Najednou máme pro tak významnou plodinu k dispozici knihu, která podrobně popisuje její dědičnou informaci. Můžeme v ní hledat místa odpovídající za agronomicky důležité znaky a tím podstatně urychlit získávání DNA markerů pro šlechtění a izolaci důležitých genů. Nyní máme nové možnosti odhalovat, jak vlastně DNA ovlivňuje vzhled rostliny, její reakce na vnější podmínky a podobně,“ uvedl Doležel.

Dostupnost kvalitní sekvence ječmene bude mít v budoucnu velký význam při využívání nových metod editace genomu. Umožní najít určitou oblast dědičné informace, kterou bude třeba modifikovat, a s velkou přesností změnit pořadí písmen v dědičné informaci.

Před vědci nyní stojí výzva přečíst genom dalších dvou významných obilovin, a to pšenice a žita. Tým profesora Jaroslava Doležela se podílí i na těchto dvou prestižních projektech. Publikování úplné sekvence genomu pšenice seté se předpokládá ještě v tomto roce.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Americká vědkyně vytvořila umělé buňky, které se umí samy rozmnožovat

Dělí se, replikují svůj genom, vypadají jako živé. Ale tyto buňky vznikly pod rukama vědců v laboratoři. Od opravdového umělého života je sice dělí ještě propast, ale jsou prvním náznakem toho, jak by v budoucnosti mohl vypadat.
před 4 hhodinami

Obři na jídelníčku. První obyvatelé Ameriky byli specialisté na lov megafauny

Nejstarší původní obyvatelé Ameriky se velmi úzce potravně specializovali.. Kamkoliv na tomto kontinentu vkročili – od Aljašky až po nejjižnější části Latinské Ameriky – tam lovili tu největší možnou kořist. Tedy zvířata, která se dnes označují za megafaunu.
před 6 hhodinami

Tři mohyly, 150 generací pohřbívání. Čeští archeologové popsali unikátní místo

Více než čtyři a půl tisíce let se pravěké civilizace vracely na pohřebiště v polských Muszkowicích. Na dlouholetý význam tohoto posvátného místa přišli společně čeští a polští archeologové. Zatímco většinu podobných mohyl v tuzemsku zničilo intenzivní zemědělství, v Muszkowicích se pohřebiště dochovala včetně nadzemních částí.
před 7 hhodinami

Bakteriofágy pronikají do zlatého stafylokoka jako „vesmírní mariňáci“

Otázku, jak zabít zlatého stafylokoka, tedy nebezpečnou bakterii, která v Česku připraví o život až stovky lidí ročně, pomáhá zodpovědět nový výzkum vědců z CEITEC Masarykovy univerzity. Ti odhalili, jak bakteriofágy – viry napadající bakterie – překonávají mimořádně silnou buněčnou stěnu bakterií, mezi které patří právě i zlatý stafylokok.
před 9 hhodinami

V tropickém Pacifiku nastaly podmínky jevu El Niňo, uvedli výzkumníci

V tropickém Paficiku nastaly podmínky klimatického jevu El Niňo, uvedla novozélandská výzkumná organizace Earth Sciences (ESNZ). Varovala také, že dopady na počasí na Novém Zélandu se v nadcházejících měsících pravděpodobně zintenzivní, připojila agentura Reuters. ESNZ se oznámením výskytu El Niňa v sezonní klimatické předpovědi připojila ke svým protějškům v Austrálii, Japonsku a USA, napsal web RNZ.
03:25Aktualizovánopřed 12 hhodinami

Nebyl to vrah, ale prvok. Vědci vysvětlili záhadnou renesanční smrt

Dva z nejmocnějších mužů renesanční Itálie zemřeli ze stejného důvodu. Prokázala to studie, jejíž autoři zkoumali ostatky synů Cosima di Medici. U jednoho z nich se spekulovalo o vraždě arzénem, ale vědci teď dokázali, že to byla malárie.
včera v 16:31

První důkaz o obřích dinosaurech v Antarktidě ležel roky v šuplíku

V Antarktidě žili v pravěku dinosauři – to je obecně známé tvrzení, za kterým se ale skrývá spousta problémů. Vědci o tom totiž vědí nečekaně krátkou dobu a důkazů je mnohem méně, než se tuší. Paleontologové teď popsali, jak náhodný byl objev prvního obřího antarktického dinosaura.
včera v 14:45

Meteorologové překopali systém výstrah

Od středy 1. července 2026 přechází Český hydrometeorologický ústav na nový výstražný systém. Ten dosavadní byl založený na klimatologických měřítcích, ten nový se ale soustředí už hlavně na dopady těchto nebezpečných meteorologických a hydrologických jevů. Změn je ale víc.
včera v 13:18

Evropský pohled