Rostlinolékařství a ekologická rizika na Mendelově univerzitě

Mendel se stal slavným díky svým hybridizačním pokusům na rostlinách, na nichž popsal základní principy dědičnosti.

Ačkoliv Mendel při svých objevech zákonů dědičnosti pracoval hlavně s rostlinami, jeho objevy nám pomáhají pochopit i svět mikroorganismů. A to jak těch škodlivých, tak i těch, které mohou škůdce naopak ničit. A to je velmi důležité ve vinicích, kde hledáme cesty, jak révu chránit.

I současný výzkum na naší univerzitě hledá cesty, jak pomoci vinařům. Bez šlechtění bychom neměli vína, která jsou dnes vyhlášená po celém světě. A vinařům by se těžko šlechtilo bez znalosti zákonitostí dědičnosti J. G. Mendela. Ochutnali jste někdy odrůdy Pálava, Aurelius nebo André? Všechny vznikly u nás - v oblasti Velkých Pavlovic a Perné.

Podobně jako Gregor Johann Mendel využívají vědci rostliny hrachu setého pro svoje experimenty i teď.

Výzkum a šlechtění rostlin

Nároky na nové odrůdy obilnin jsou mnohem vyšší než v minulosti. Nově vyšlechtěné odrůdy budou muset do budoucna přinášet nejen ekonomický zisk a kvalitu. Kvůli změně klimatických podmínek musí být také odolnější vůči stresovým faktorům, jako je sucho, různé choroby nebo škůdci.

Čtěte také: Co nabízí Ekologická poradna Dr. Landy?

Vědci z MENDELU byli součástí týmu, kterému se podařilo vyšlechtit první purpurovou českou odrůdu ozimé pšenice. Odrůda s názvem AF Jumiko je vhodná pro potravinářské a krmné účely. Mimo tradiční zpracování mouky pro pekaře najde uplatnění třeba u výroby vloček nebo těstovin. Dává svým produktům charakteristické zbarvení, které například u vloček připomíná cereálie máčené v čokoládě. Obiloviny jsou díky obsaženým barvám odolnější vůči extrémním teplotám, suchu i zasolení. Barvy hrají významnou roli i v odolnosti třeba proti houbovým onemocněním.

Máte rádi chuť meruněk? A věděli jste, že v genofondové kolekci na Zahradnické fakultě v Lednici najdete téměř 400 položek z celého světa? Mendelovy zákony nám pomáhají vyšlechtit meruňky, které mají delší sklizeň, jsou odolné vůči mrazu nebo parazitům. Současnou výzvou je také šlechtění odrůd s nízkým požadavkem na období chladu. I meruňky se totiž musejí vyrovnávat se změnami klimatu.

Jeho výzkum se zaměřuje na epigenetiku, ta se zabývá speciálními aspekty dědičnosti, které nelze klasickými mendelistickými přístupy vysvětlit. Zabývá se také analýzami DNA, díky kterým je možné identifikovat odrůdy nebo optimalizovat správu genofondů zahradnických plodin. V neposlední řadě se věnuje i praktickému využití DNA markerů v procesu šlechtění rostlin například za účelem kontroly genetické čistoty osiv zelenin anebo pro selekci požadovaných genotypů na základě tzv.

V bance nemusí být uložené jen peníze, ale také poklady ve formě semen. V naší univerzitní genobance „zálohujeme“ genetické zdroje významných rostlin. Je ojedinělá tím, že v ní najdete nejen užitkové rostliny, ale také cenné odrůdy květin a léčivek. Řebříček, lékořice, chřest, křen nebo 256 druhů letniček. Na Ústavu zelinářství a květinářství na Zahradnické fakultě jsme odborníci na šlechtění a pěstování rostlin moderními postupy hydroponie, aeroponie nebo aquaponie.

Jeho výzkum řeší apikální dominanci a regulaci větvení stonku, kde klíčovou roli má rostlinný hormon auxin, a její interakci s cytokininy a strigolaktony z dalších hormonů důležitých v životě rostlin. Hlubší poznání podstaty mechanismu regulace větvení rostlin na buněčné a molekulární úrovni má obrovský potenciál využití v zemědělství.

Čtěte také: Postupy likvidace nebezpečného odpadu

Zkoumají na něm třeba jak regulovat větvení stonku u rostlin - to se pak může hodit nejen u ovocných stromů a révy vinné, ale i u okrasných rostlin nebo obilnin. Klíčovou roli ve větvení stonku hraje hormon auxin, který „teče“ z horní části rostliny až ke kořenům. Právě ten určuje, jestli boční pupeny rostliny zůstanou spát, nebo se probudí a vytvoří výhon. Ovlivňuje dokonce, i jak silně budou tyto výhony růst. Ve hře jsou současně i tzv. PIN proteiny, které neustále putují mezi povrchem a vnitřní částí buňky, a rostlinné hormony strigolaktony. Tyhle tři prvky se spolu navzájem ovlivňují. Auxin blokuje pohyb PIN proteinů z vnějších do vnitřních částí buňky, a tím podporuje svůj vlastní pohyb.

Alternativní plodiny a udržitelnost

Cizrna beraní neboli římský hrách je jednou z nejchutnějších luštěnin. Už dávno nepatří jen do jídelníčku příznivců rostlinné stravy, ale díky svému složení, chuti a zájmu o pestrost ve stravě, patří mezi běžně konzumované potraviny. Semena cizrny patří mezi nejkvalitnější luštěniny vhodné pro lidskou výživu. Jsou nejen bohatým zdrojem bílkovin se značným množstvím esenciálních aminokyselin a sacharidů, ale také zdrojem minerálů a vitamínů. Cizrně vyhovuje teplejší klima a je poměrně odolná vůči suchu. Lze ji ale pěstovat i v podmínkách mírného pásu, tedy ve střední Evropě. Vzhledem k rostoucím teplotám, změně klimatu a dlouhodobějšímu poklesu půdní vláhy na území České republiky, se jeví jako vhodná alternativa k dnes pěstovaným plodinám. Pozitivní vliv pěstování cizrny, ale i ostatních luštěnin, lze pozorovat i na kvalitě půdy a proto patří mezi oblíbené rotační plodiny.

Mikrořasy a jejich využití

Jednobuněčné zelené řasy - jsou malé co do velikosti, ale jejich význam se neustále zvětšuje. Dopřejete si jednou za čas “zelený” potravní doplněk nebo dort se želatinou? Řasy dnes najdeme na talíři nejen pro lidi, ale i jako krmivo pro zvířata. Neobešli bychom se bez nich ani při čištění odpadních vod. O zelené organismy se zajímají i designéři, a tak se dnes můžeme posadit třeba na židli vyrobenou z řas. Velké naděje vzbuzují také možnosti jejich využití jako nové generace biopaliv. Možná se tak dočkáme doby, kdy budou letadla létat na palivo z řas. Díky moderním metodám je dnes editace genomu řas poměrně jednoduchá. Vědci tak mohou porozumět funkci genů i skrytým evolučním mechanismům. Výsledky jejich práce pak mohou ovlivnit život každého z nás. Znalosti řas nám umožňují efektivněji produkovat zdravé potraviny, léky nebo biopaliva. Jeden z výzkumů na naší univerzitě zkoumá možnosti využití mikrořas k odstranění toxických látek z odpadních vod. Prostředí, kde žijeme, tak může být čistší a zdravější.

Ochrana proti patogenům a mykoviry

Milica Raco se ve svém výzkumu zaměřuje na studium patogenů rostlin a na úzce specializovanou oblast virologie - mykovirologii, zkoumá tedy viry v houbách a oomycetech. Mykoviry byly objeveny u mnoha hlavních taxonů hub a některých oomycet. Obecně je infekce těchto virů skrytá bez měřitelného dopadu na jejich hostitele. V současnosti ale získáváme stále více důkazů, že některé mykoviry mohou vyvolat hypovirulenci hostitelských patogenů tedy snižovat jejich virulenci. Díky tomu se infikované patogeny stávají méně agresivní a klesá jejich schopnost infikovat, kolonizovat, zabíjet a (nebo) se množit v náchylných hostitelských rostlinách. U mnoha druhů houbových a oomycetových patogenů rostlin však dosud nebyla přítomnost virů zkoumána. Milica Raco se proto zabývá výzkumem viromu hub a oomycet, popisuje nové druhy virů a následně zkoumá jejich dopad na hostitele, především za použití sekvenování RNA nové generace. Momentálně je její výzkum zaměřen na viry v oomycetech rodu Phytophthora.

Adaptace na změnu klimatu

Na aktuální potřeby zemědělců v souvislosti se změnou klimatu a častějším výskytem sucha zareagovala ve svém výzkumu studentka MENDELU Nicole Frantová. V rámci disertační práce se úspěšná doktorandka zaměřila na testování reakcí různých odrůd ozimých pšenic na odlišné podmínky. Její experiment ukázal, že odrůdy dozrávající později jsou k suchu více tolerantní. Až dosud přitom výzkumy tvrdily spíše opak.

Čtěte také: Strojírenství a ekologické předpisy

„Obecně se v současnosti pro suchá stanoviště doporučují rané odrůdy, které dozrávají dřív. V našem experimentu se ale potvrdil pravý opak. Může to být způsobené tím, že u nás sucho přichází už na jaře. A tedy ty ranější odrůdy jsou ve vývoji více dopředu a mohou tak být do jisté míry citlivější než ty odrůdy pozdní, které ještě čekají na vhodnější podmínky,“ řekla Nicole Frantová, která studuje na Agronomické fakultě.

Odrůdy ozimé pšenice se pro účely výzkumu pěstují na dvou stanovištích v rámci univerzitní Polní pokusné stanice v Žabčicích. „Máme jedno kontrolní a druhé extrémně suché stanoviště. Výzkum na nich děláme už tři roky. Každý rok je úplně jiný, společným znakem je ale dlouhodobě mírná zima. Analýzy nám také ukazují, že sezóna 2021/2022 byla v porovnání s předchozími lety výrazněji sušší a rozdíly mezi stanovišti byly proto nižší,“ zhodnotila Frantová.

Důvodem, proč se výsledky aktuálního experimentu liší od doporučení dřívějších výzkumů, je podle Frantové právě změna klimatu a vývoje počasí. „Období sucha se prodlužují a tak ranější odrůdy ztrácejí svoji výhodu. V rámci výzkumu sledovala doktorandka reakce pšenic z pohledu morfologie klasu i molekulární biologie. „Díváme se na to z pohledu exprese genů. Zajímá nás, jestli má stres vliv také na geny, které aktivují kvetení pšenice. K pšenicím letos doktorandka přidala také kukuřici a čirok. „Je to odlišná skupina polních plodin. Mezi zemědělci se říká, že čirok patří co do sucha k nejtolerantnějším plodinám. Už první výsledky nám ale ukazují, že oba druhy reagují na sucho odlišně. Souhrnné výsledky výzkumu by do budoucna mohly zemědělcům pomoci s výběrem správné odrůdy pro daný typ stanoviště. „Univerzální návod nemáme, do hry kromě počasí vstupují také choroby nebo škůdci, jejichž vliv převyšuje samotnou genetiku podílející se na tvorbě výnosu rostliny.

Přehled vybraných přístrojů a zařízení MENDELU

tags: #rostlinolekarstvi #ekologicka #rizika #mendelu

Oblíbené příspěvky:

• Odbor životního prostředí k areálu ACO
• Tipy pro kempování a rybaření
• Znečištění ovzduší a zdraví
• Likvidace aut Bílina
• Certifikace Green Key