Studium dědičné informace banánovníku – pomoc pro šlechtitele a farmáře v rozvojových zemích

Banány nejsou pouze ovoce, ale pro mnoho lidí také základní potravina. Například ve východoafrické Ugandě znamená slovo matoke jak jídlo, tak banán. Uganďanům poskytuje matoke polovinu denního příjmu kalorií. Podobný význam má banánovník asi pro půl miliardy obyvatel Země, kteří konzumují různě upravené plody škrobových odrůd. Škrobové banány se většinou pěstují na malých farmách zásobujících místní trhy. Sladké banány, jaké známe z našich obchodů, tvoří jen asi šestinu světové produkce. Pro řadu zemí však jejich export představuje důležitý zdroj příjmů.

Přílišná závislost na banánovníku se ovšem může vymstít – hlavně při výskytu nebezpečných chorob. Farmáři totiž pěstují odrůdy, které nevytvářejí semena (s nimi by se banány nedaly jíst), a proto se musí množit odnožemi. Všechny rostliny určité odrůdy pak nesou shodnou dědičnou informaci, takže jsou vůči chorobám stejně citlivé. Z jediné napadené rostliny se infekce může rychle rozšířit na celou plantáž. Největším nepřítelem pěstitelů banánovníku jsou houbová onemocnění. Komerční plantáže se jim brání pomocí chemických postřiků (fungicidů), které aplikují každý týden. Malí farmáři bohužel na tyto drahé přípravky nemají peníze a choroby jim ničí úrodu.

Řešením by mohly být banánovníky odolné proti závažným onemocněním. Vylepšování současných odrůd (kultivarů) je ale obtížné. Protože se nemnoží semeny, lze u nich běžné šlechtitelské postupy použít jen omezeně. Alternativou je zopakovat dílo přírody a vytvořit nové bezsemenné kultivary z původních planých druhů, které semena mají, a tudíž je lze křížit. Ani to však není snadné, neboť přesně neznáme původ – tedy plané „rodiče“ – dnešních odrůd, pěstovaných od nepaměti. Velké naděje se proto upínají ke genetikům.

V Laboratoři molekulární cytogenetiky a cytometrie Ústavu experimentální botaniky AV ČR se zabýváme analýzou dědičné informace (genomu) banánovníku. Její uspořádání studujeme jak na úrovni chromozomů, tak na úrovni samotné DNA. Jedním z našich cílů je přispět k odhalení původu pěstovaných kultivarů. Náš tým navíc jako první na světě zjistil, že genom banánovníku je relativně malý. Tvoří jej asi půl miliardy „písmen“ genetického kódu, zatímco genom člověka jich obsahuje zhruba tři miliardy. Nyní se laboratoř jako člen mezinárodního konsorcia podílí na čtení genetické informace banánovníku. Teprve její rozluštění umožní plně využít moderní techniky molekulární biologie a biotechnologií pro šlechtění odolných odrůd.

Prodej škrobových banánů na trhu v hlavním městě Ugandy, Kampale. Banány se obchodují po celých trsech. Jednotlivé plody škrobových odrůd jsou prodejné jen za velmi nízkou cenu. Foto Jaroslav Doležel.

Dvacet dva chromozómů planého druhu banánovníku (Musa acuminata ssp. microcarpa) v dělící se buňce. Chromozómy jsou barveny červeně, žlutě jsou označeny speciální úseky DNA (tzv. telomerické sekvence), které chrání konce chromozómů před degradací. Foto Marie Doleželová.