Výsledky dosud nejrozsáhlejší genetické analýzy ječmene zveřejnil mezinárodní tým biologů. Vědci vytvořili detailní „genovou mapu“ všech chromozomů této obilniny, obsahující informace o poloze téměř 22 000 genů. Nové poznatky urychlí čtení kompletní dědičné informace ječmene, a tak usnadní jeho šlechtění. Na projektu se významně podíleli čeští odborníci z Ústavu experimentální botaniky AV ČR a z Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum.
Ječmen je velmi důležitá obilnina v Česku i celosvětově. Používá se hlavně k přípravě sladu v
pivovarnictví, při výrobě destilátů a také jako krmivo pro hospodářská zvířata. U nás se ječmen
pěstuje asi na 450 000 hektarech půdy, což je po pšenici druhá největší osevní plocha ze všech
plodin (údaje za rok 2009 ze statistiky FAO, Organizace OSN pro výživu a zemědělství).
Pro šlechtění rostlin je výhodné vědět co nejvíce o jejich genetické informaci (genomu). Tato
informace je „zapsána“ v molekulách DNA a uložena v buněčném jádře, v útvarech zvaných chromozomy.
Genomy mnoha plodin už byly kompletně „přečteny“. U ječmene se to zatím nepodařilo, jelikož má
genom složitě uspořádaný a značně velký, o polovinu větší než člověk.
Vědci z Německa, Velké Británie, České republiky, Francie a Japonska však nyní dosáhli
značného pokroku v jeho luštění. Podařilo se jim identifikovat 30 670 genů ječmene, přičemž jejich
celkový počet odhadli na 32 000. Podstatné je, že u velké části těchto genů (u 21 581) určili
také jejich pravděpodobnou pozici na každém ze sedmi chromozomů. Vznikla tak první podrobná „mapa“
genomu ječmene.
Badatelé využili moderní metody molekulární biologie i počítačového zpracování dat, včetně
porovnání ječmene s již přečtenými genomy jiných obilnin a trav. O úspěch výzkumu se značně
zasloužil český tým vedený docentem Jaroslavem Doleželem. Češi uplatnili vlastní unikátní
technologii, která umožnila rozdělit velký genom ječmene na menší „porce“ – jednotlivé chromozomy
nebo jejich ramena (chromozom má obvykle dvě ramena). Díky tomu se analýza genomu zjednodušila a
zefektivnila.
Výsledky byly publikovány v renomovaném odborném časopise The Plant Cell. Jsou důležitým
krokem na cestě k definitivnímu rozluštění genetické informace ječmene. Rovněž lze brzy očekávat
jejich využití v praxi. „Naše poznatky urychlí šlechtění nových, lepších odrůd. Zároveň pomohou
zjistit, které konkrétní geny ovlivňují výnos, odolnost proti chorobám a další vlastnosti ječmene,“
říká docent Doležel.
Docent Jaroslav Doležel vede v Olomouci jednu z tamních laboratoří Ústavu experimentální
botaniky Akademie věd České republiky, která je také součástí Centra regionu Haná pro
biotechnologický a zemědělský výzkum. Jeho strategie zkoumání genomu po jednotlivých chromozomech
se ve světě stále více prosazuje. Laboratoř se podílí na řadě projektů, jež studují genetickou
informaci obilnin, banánovníku a dalších rostlin.
Kontakt:
Doc. Ing. Jaroslav Doležel, DrSc., vedoucí Laboratoře molekulární cytogenetiky a cytometrie,
Ústav experimentální botaniky AV ČR, v. v. i., a Centrum regionu Haná pro biotechnologický a
zemědělský výzkum v Olomouci, tel.: 585 205 852, 777 595 784, e-mail:
dolezel@ueb.cas.cz
Doplňující informace k článku:
Autoři: Hana Šimková, Marie Kubaláková, Pavla Suchánková a Jaroslav Doležel z Ústavu
experimentální botaniky Akademie věd České republiky a Centra regionu Haná pro biotechnologický a
zemědělský výzkum. Další autoři (celkem 24) jsou z Německa, Velké Británie, Francie a
Japonska.
Citace článku: Mayer et al.: Unlocking the Barley Genome by Chromosomal and Comparative
Genomics.
Plant Cell 23, str. 1249–1263 (2011).
Odkaz na originál článku ve formátu PDF:
Související příspěvky v popularizační sekci webu ÚEB AV ČR:
Fotografie k aktualitě:
Popiska k obrázku:
Chromozomy ječmene pozorované v průběhu buněčného dělení. Dědičná informace ječmene je
rozdělena do sedmi chromozomů. Každý z nich je v tělních buňkách přítomen ve dvou kopiích – jedna
pochází od otce a druhá od matky. Zde jsou chromozomy zvýrazněny červeným fluorescenčním barvivem.
Na všech je dobře vidět zaškrcení oddělující dvě ramena. Šipky označují polohu jednoho konkrétního
genu. K určení polohy byla využita metoda takzvané fluorescenční in situ hybridizace. Jejím
výsledkem jsou žluté tečky v místě hledaného genu.
Foto: Mgr. Miroslava Havránková
Připravil: Ústav experimentální botaniky AV ČR a Odbor mediální komunikace, Kancelář AV ČR
28 Jul 2011
