Křížení pšenice s jejími planými druhy bude jednodušší díky objevu olomouckých a estonských vědců. Expertům z ústavu experimentální botaniky Akademie věd (ÚEB AV ČR) a Tallinské technické univerzity se podařilo v genomu pšenice objevit takzvaný rekombinační hotspot. Objev má pomoci s rychlejším šlechtěním odolnějších odrůd, které se lépe vyrovnají se změnou klimatu. Studie vyšla v časopise Journal of Advanced Research.
Křížení pšenice s planými druhy bude jednodušší. Pomohl objev českých vědců
Rekombinační místa umožňují výměnu genetické informace. Rekombinační hotspot je potom místo, ve kterém je úspěšnost této výměny vyšší než na jiných místech v genu. Vědci u jednotlivých míst měřili takzvanou rekombinační frekvenci, díky které byli schopni určit pravděpodobnost výměny.
„Rekombinační hotspot, který se nám podařilo identifikovat, je mimořádný tím, že má šestkrát vyšší rekombinační frekvenci, než je běžné. Nalezení dalších takových míst nebo jejich vytvoření v genomu výrazně zvýší úspěšnost přenosu nových zajímavých genů z planých druhů do pšenice,“ řekl Miroslav Valárik z ÚEB AV ČR.
Vědci museli při výzkumu rostlin pšenice získat na 100 tisíc pylových zrn. Nejprve posbírali z rozkvétajících klasů prašníky, ze kterých uvolnili pylová zrna. Z nich pak pomocí enzymu získali jádra, která označili fluorescenční barvou, a následně v přístroji jménem průtokový cytometr vytřídili ta, která byla vhodná k výzkumu.
Dosáhnout odolnějších i výnosnějších odrůd
Kvůli klimatické změně, rostoucí světové populaci, úbytku půdy a dalším faktorům je podle vědců v současné době klíčové co nejrychleji vyšlechtit nové, kvalitnější, odolnější a výnosnější odrůdy pšenice. Jednou z možností klasického šlechtění je obohatit pšenici o geny z jejích planě rostoucích příbuzných.
„Ti totiž disponují vlastnostmi, které intenzivně šlechtěné rostliny postupně ztratily. Mají obrovskou zásobárnu genů, které ovlivňují například rezistenci vůči chorobám, odolnost vůči suchu nebo vůči zasolení půdy. Jiné geny odpovídají za obsah zdraví prospěšných látek, například vlákniny, betaglukanů nebo antioxidantů,“ doplnil Jan Bartoš z ÚEB AV ČR.
Vědci budou ve své práci i nadále pokračovat. Podle Valárika se totiž dosud neví, kolik rekombinačních míst v genomu pšenice přesně je. „Chceme zjistit, jestli mají tato místa něco společného a v čem se případně liší. Zajímá nás také, jestli se rekombinace dějí jen na určitých vybraných místech, nebo jsou nahodilé a mohou se objevit kdekoliv. Tyto poznatky nám umožní lépe určit, které rostlinné linie jsou nebo nejsou vhodné ke křížení, což ušetří šlechtitelům čas i finanční prostředky,“ dodal genetik.
Při výzkumu vědci vyvinuli novou speciální metodu na určování frekvence rekombinací v analyzovaných místech ve velkém počtu pylových zrn, kterou umí jako jediní na světě. Dokázali tato místa identifikovat s velkou přesností a potvrdili, že jsou regulována různými mechanismy, jejichž pochopení umožní efektivnější šlechtění, snazší manipulaci s genomem i obohacování genofondu pšenice.