Olomoučtí vědci pomohli rozluštit dědičný kód žita. Pomůže k vyšlechtění odolnějších odrůd

Vědcům se po čtyřech letech bádání podařilo rozluštit genetickou informaci třetí nejdůležitější evropské obiloviny, žita. Mezinárodní výzkumný tým pod vedením německého Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research získal přesnou referenční sekvenci jeho genomu. Na výzkumu se podíleli také olomoučtí vědci z Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR. Objev poslouží vědcům i šlechtitelům, kteří díky němu budou moci rychleji šlechtit odrůdy žita s lepšími vlastnostmi.

Žito, pšenice, ječmen, oves
Zdroj: ČTK Autor: Jiří Částka

Žito je po pšenici a ječmeni třetí nejdůležitější evropskou obilovinou, jejíž genom se podařilo přečíst. Úkol, který si mezinárodní tým vědců ze třinácti zemí dal, byl velmi náročný. Dědičná informace žita se totiž skládá z osmi miliard písmen, což je téměř třikrát více než u člověka. Přitom větší část této informace tvoří takzvané repetitivní sekvence, které se vyskytují v mnoha kopiích na různých místech genomu, a je proto obtížné určit jejich polohu a sestavit je do větších celků.

„Díky optickému mapování jsme mohli sestavit obtížné úseky, ověřit správnost vytvořené sekvence a opravit případné chyby,“ vysvětlila vedoucí výzkumné skupiny v olomoucké laboratoři Ústavu experimentální botaniky Hana Šimková.

Olomoučtí výzkumníci také získali sekvence izolovaných chromozomů žita, úplnost sestavené sekvence pak potvrdili nezávislým stanovením velikosti genomu sekvenované linie. Tímto úspěchem navázali na svou práci z roku 2013, kdy se zásadním způsobem podíleli na získání první verze dědičné informace žita, a napomohli tak k rozluštění dědičné informace triumvirátu nejvýznamnějších evropských obilovin – pšenice, ječmene a žita.

Geny odolnosti žita lze přenést do pšenice

Přečtení genomu žita umožní objasnit funkci jednotlivých částí jeho dědičné informace a jejich vliv na růst a vývoj této plodiny. Nový vědecký objev také najde uplatnění v praxi, protože umožní šlechtitelům rychleji identifikovat geny odpovídající za výnos, kvalitu zrna, odolnost vůči chorobám a škůdcům a také geny umožňující lépe překonávat období sucha.

Výsledek výzkumu jedné plodiny, v tomto případě žita, je přitom využitelný i v případě plodiny jiné, pšenice. Důležité geny rezistence žita lze totiž přenést do pšenice, a zvýšit tak její odolnost. Získané poznatky také pomohou urychlit šlechtění člověkem vytvořené plodiny tritikále, která je křížencem pšenice a žita.

Žito bývalo v minulosti na českém území vyhledávanou obilovinou. Změnou stravovacích návyků, kdy lidé více konzumují bílé pečivo z pšeničné mouky, došlo k omezení jeho pěstební plochy. V současnosti se v České republice pěstuje jen asi na třiceti tisících hektarech, což jsou pouhá dvě procenta z plochy, na které se pěstovalo za první republiky.

Žito má význam v pekárenství i farmacii

Přesto se žitu dostává v posledních letech opět větší pozornosti: „Je neoddiskutovatelné, že má velký význam a nezastupitelnou roli v pekárenství, zvlášť při pečení chleba. Navíc má skvělé výživové vlastnosti, obsahuje hodně rozpustné vlákniny, takže dokáže zasytit na delší dobu,“ vysvětlil vedoucí olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky Jaroslav Doležel, který je současně koordinátorem výzkumného programu Akademie věd ČR Potraviny pro budoucnost Strategie AV21.

Žito se také pěstuje pro farmaceutické účely. „Na poli se uměle infikuje houbou paličkovicí nachovou, která tvoří podhoubí v obilkách žita a mění je v tmavý tvrdý útvar, takzvaný námel. Ten obsahuje látky pro výrobu důležitých léčiv,“ popsal Doležel.

Profil

Centrum strukturní a funkční genomiky rostlin, Ústav experimentální botaniky AV ČR

Olomoucké Centrum strukturní a funkční genomiky rostlin Ústavu experimentální botaniky AV ČR je partnerem Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum a zaměřuje se na studium struktury a funkce dědičné informace rostlin, především obilovin, banánovníku a trav. Využívá nejmodernější metody cytogenetiky, molekulární biologie a genomiky a účastní se mezinárodních projektů cílených na čtení dědičné informace významných plodin a na izolaci důležitých genů. Jde o celosvětově uznávané pracoviště, které pod vedením rostlinného genetika Jaroslava Doležela vyvinulo unikátní metody a postupy a které svými výsledky přispívá ke šlechtění nových odrůd zemědělských plodin s požadovanými vlastnostmi.