Vědci rozluštili genom pšenice, vylepší výnosy i odolnost proti suchu

  12:37aktualizováno  12:37
Po více než dekádě bádání se skupině vědců z dvaceti zemí světa podařilo rozluštit celý dědičný kód pšenice seté. Na výzkumu, který může mít celosvětový přínos, neboť má umožnit genetické vylepšení plodiny z hlediska výnosu, odolnosti vůči chorobám nebo suchu, mají velký podíl i experti z Olomouce.

Tým čítající dvě stovky vědců pracoval na rozluštění dědičné informace třináct let, neboť je zhruba ještě pětkrát složitější než u člověka a obsahuje téměř 17 miliard písmen kódu. Dlouho tak bylo jeho rozluštění považováno prakticky za nemožné.

Co je genom

Kompletní sekvence DNA chromozomu jednoho druhu. Obsahuje jeho veškerou genetickou informaci. Každý genom se skládá ze sady molekul DNA, které se skládají z jednotlivých genů.

Genom pšenice se totiž skládá ze tří navzájem podobných subgenomů a většina je navíc tvořena mnohokrát se opakujícími úseky DNA. Práci navíc vědcům ztěžoval fakt, že mohli číst dědičnou informaci jen po malých úsecích.

„Můžeme to přirovnat k tomu, že bychom rozstříhali tři vydání stejné knihy ve velmi podobných jazycích na úseky kratší než jedna věta, tyto kousíčky smíchali a museli knihy sestavit do původní podoby,“ nastínil rostlinný genetik Jaroslav Doležel, vedoucí Centra strukturní a funkční genomiky rostlin olomouckého Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR.

„Jsem nesmírně rád, že se to u tak velkého genomu, jaký má pšenice, podařilo. Nebylo by to samozřejmě možné bez rozsáhlé mezinárodní spolupráce, na výzkumu se celkem podílelo 73 vědeckých pracovišť, která využívala různé metody, sdílela výsledky a vyměňovala si zkušenosti,“ dodal.

Vědci z centra Hané hráli ve výzkumu klíčovou roli

Olomoucký ústav, který je partnerem Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum a patřil v roce 2003 mezi zakládající členy Mezinárodního konsorcia pro sekvenování genomu pšenice (IWGSC), hrál ve vědeckém týmu klíčovou roli.

Celý výzkum byl totiž postavený na metodě třídění chromozomů pomocí metody průtokové cytometrie, kterou vyvinuli právě olomoučtí vědci a jako jediní na světě jsou schopni ji běžně používat.

Tento postup umožnil rozdělit velkou a složitou dědičnou informaci na menší části - chromozomy, což velmi zjednodušilo čtení DNA a následné uspořádávání přečtených úseků. Laboratoř sídlící v centru Hané tak prakticky dodávala DNA jednotlivých chromozomů ostatním týmům ve zbytku světa.

Fotogalerie

Kromě toho čeští vědci mimo jiné připravovali i takzvané BAC knihovny, díky kterým bylo možné číst delší úseky textu dědičné informace, což velmi usnadnilo sestavování genomu.

V sestavování těchto knihoven z izolovaných chromozomů drží olomoučtí experti světový primát a jsou považováni za nejlepší v jeho využívání. Ve speciálních mrazicích boxech kvůli tomu při teplotě 80 stupňů pod nulou uchovávají 2,5 milionu klonů DNA pšenice.

„Získali jsme celý a velmi přesný text dědičné informace pšenice. Nyní máme k dispozici sekvenci jedné odrůdy, se kterou můžeme snadno porovnávat sekvence jiných odrůd. Nemusíme je tedy znovu pracně sestavovat, rozdíly zjistíme velmi jednoduše,“ doplnil Doležel.

Vědce čeká další výzva, rozluštit interakce mezi částmi genomu

Objev, který mimo jiné publikoval i prestižní vědecký časopis Science, má umožnit vědcům i šlechtitelům rychleji získat odrůdy pšenice s vylepšenými vlastnostmi. Budou totiž schopni snáze identifikovat, které geny rostliny ovlivňují výši výnosu, kvalitu zrn, odolnost vůči chorobám a škůdcům nebo třeba zvládání období sucha.

Přečtěte si také:

To je podle vědců obzvláště důležité vzhledem k rostoucímu počtu obyvatel planety, neboť pšenice je základní potravinou pro více než třetinu populace, jež má podle nynějších propočtů v roce 2050 dosáhnout velikosti 9,6 miliardy lidí. Každoročně je tak třeba zvýšení výnosu pšenice o zhruba 1,6 procenta a to za situace, kdy ubývá úrodné půdy a zvyšuje se negativní vliv změn klimatu.

Práce vědeckého týmu ovšem zdaleka nekončí. Dosud genom zkoumali spíše jako lineárně seřazený sled písmen, ve skutečnosti je ale dědičná informace nesená molekulou uspořádaná v trojrozměrném prostoru buněčného jádra o průměru několika tisícin milimetru a některé její části na sebe vzájemně působí. Vědci chtějí zjistit které, přirovnávají to ovšem ke zjišťování interakcí v klubíčku smotaném ze 42 třiceticentimetrových vláken.

Olomoucké Centrum strukturní a funkční genomiky rostlin se zaměřuje na studium struktury a funkce dědičné informace rostlin, především pak obilovin, ale také třeba banánovníku a trav. Účastní se řady významných mezinárodních projektů, při nichž využívá nejmodernější metody cytogenetiky, molekulární biologie a genomiky.

Nejčtenější

Olomoucký elektrobus je až příliš moderní, cestujícím v rukavicích neotevře

V pravidelném provozu olomoucké městské hromadné dopravy začal sloužit první...

Nečekaný zádrhel řeší olomoucký dopravní podnik. Někteří cestující mají v těchto dnech problém dostat se do nového...

Hledaný muž v ženských šatech prchal 14 hodin kanály až do vyčerpání

Hledaný muž převlečený za ženu se dal před policisty na útěk nejdříve potokem a...

Náročné pronásledování, které se nakonec změnilo spíš v záchrannou akci, absolvovali v úterý policisté s hasiči v...

Cyklokrosová mafie, hřímá Hekele. O českou medaili přišel v depu

Emil Hekele v depu na cyklokrosovém mistrovství České republiky v Holých Vrších.

Do cíle mistrovství republiky v cyklokrosu už nezbývalo ani pět kilometrů a Emil Hekele se při průjezdu do...

Muži se s majákem vydávali za policisty, po zastaveném řidiči chtěli pokutu

Falešným policistům nechyběl ani modrý maják.

Neobvyklý případ falešných policistů vyšetřovali ti skuteční v Olomouci. Dva muže, kteří s pomocí majáku zastavili auto...

Cestu z Mohelnice do Moravské Třebové blokovala srážka dvou kamionů a auta

Na vytížené silnici I/35 se u Studené Loučky srazily dva kamiony a osobní auto....

Jednu z klíčových spojnic Moravy a Čech zablokovala na téměř sedm hodin vážná nehoda. Stala se na silnici I/35 poblíž...

Další z rubriky

Muž se zákazem řízení marně ujížděl, policisté ho chytili na lesní cestě

Policie dohlíží na provoz na zasněžených silnicích.

V autě i po svých musela policejní hlídka na Olomoucku pronásledovat muže, který sedl za volant a vyjel na silnice...

V Prostějově řádil navrtávač nádrží, za víkend poničil sedm aut

Ilustrační snímek

Obavy mohou mít po uplynulém víkendu majitelé aut parkující v Prostějově. Zloděj tam navrtal nádrže sedmi vozů a...

Stál 29 milionů, teď stát marně prodává bývalý kněžský seminář za čtyři

Budova bývalého kněžského semináře ve Vidnavě na Jesenicku.

Trable s bývalým kněžským seminářem ve Vidnavě na Jesenicku pokračují. Stát se ho prostřednictvím Úřadu pro zastupování...

Najdete na iDNES.cz