Dědičný kód pšenice je i díky olomouckým vědcům rozluštěn

Na významném objevu se podílel mimo jiné i Jan Šafář.
Foto: Ota Blahoušek
úterý 21. srpen 2018, 8:00 – Text: Martina Šaradínová

Genom pšenice seté, jedné z nejvýznamnějších zemědělských plodin, je rozluštěn. O získání velmi přesné referenční sekvence genomu informovalo Mezinárodní konsorcium pro sekvenování genomu pšenice (IWGSC) v článku v časopise Science. Významnou roli ve výzkumu sehráli vědci olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky (ÚEB) Akademie věd ČR, které je součástí Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH). Objev usnadní a zefektivní proces šlechtění nových odrůd pšenice s vyššími výnosy a větší odolností vůči nepříznivým vlivům vnějšího prostředí.

Přečtení dědičné informace pšenice se dlouho považovalo za nemožné. Genom této klíčové plodiny pro výživu lidstva je totiž enormně veliký a složitost dědičné informace pšenice je pětkrát větší než u člověka. Skládá se ze tří navzájem podobných subgenomů a většina genomu je tvořena mnohokrát se opakujícími úseky DNA. Celý výzkum byl postaven na metodě třídění chromozomů pomocí průtokové cytometrie, kterou vyvinuli olomoučtí vědci a používají ji jako jediní na světě.

„Tento postup umožnil rozdělit velkou a složitou dědičnou informaci na menší části – chromozomy, což velmi zjednodušilo čtení DNA a následné uspořádání přečtených úseků. Naše laboratoř tak dodávala DNA jednotlivých chromozomů spolupracujícím laboratořím v různých částech světa. Získali jsme celý a velmi přesný text dědičné informace pšenice,“ uvedl vedoucí Centra strukturní a funkční genomiky rostlin ÚEB a vědecký ředitel CRH Jaroslav Doležel. Podle něj nyní vědci znají sekvence všech 21 chromozomů pšenice, přesné umístění 107 891 genů a více než čtyř milionů molekulárních markerů.

Dalším přínosem české vědy byla příprava takzvaných BAC knihoven, díky kterým bylo možné číst delší úseky textu dědičné informace. V přípravě BAC knihoven drží olomoučtí vědci světový primát a jsou v jejich využívání považováni za nejlepší ve světě. Ve speciálních mrazicích boxech uchovávají při teplotě minus 80 stupňů Celsia na 2,5 milionu klonů DNA pšenice. V neposlední řadě se výzkumníci úspěšně věnovali i samotnému sekvenování tří z 21 chromozomů pšenice. Do výzkumu se zapojili i jinými metodami, například optickým mapováním.

Význam právě olomouckých vědců i jejich spolupráci se zahraničními kolegy ocenil ředitel ÚEB AV ČR Martin Vágner. „Byla to gigantická práce, na níž se podílely zhruba dvě stovky vědců z dvaceti zemí. Jsem rád, že olomoucké pracoviště, které bylo v roce 2003 jedním ze zakládajících členů mezinárodního konsorcia, v projektu hrálo klíčovou roli. Jejich úsilí a význam jejich práce jsou mimořádné,“ uvedl.

Díky podrobné znalosti dědičné informace mohou nyní šlechtitelé rychleji identifikovat geny odpovídající za výnos, kvalitu zrna, odolnost vůči chorobám a škůdcům a také geny umožňující lépe překonávat období sucha. V budoucnu bude mít výsledek velký význam při využívání nových metod genetických modifikací.