Mimořádný objev se podařil vědcům z našeho olomouckého pracoviště. Ve spolupráci s německými kolegy z Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research identifikovali u čiroku pyl s unikátními vlastnostmi. Výzkum by v budoucnu mohl pomoci při šlechtění odolnějších zemědělských plodin. O objevu informuje prestižní časopis New Phytologist.

Čirok je obilnina, která se ve světě využívá na výrobu mouky a také jako krmivo pro zvířata. Vědci se zaměřili na výzkum jeho B chromozomů, jež se vyskytují u řady druhů rostlin a živočichů. Zajímavé jsou tím, že se do pohlavních buněk nerozdělují rovnoměrně, jejich počet v buňkách není stálý a nejsou pro život nezbytné.

Divoký čirok byl pro výzkum B chromozomů ideální. Právě u něj se tyto chromozomy v průběhu embryonálního vývoje ztrácejí a zůstávají zachovány pouze v květenství. Tříletý výzkum českých a německých vědců přinesl nečekané výsledky.

„Zjistili jsme, že B chromozom významně ovlivňuje vývoj pylu. Překvapilo nás, že tento pyl může mít více než tři standardní jádra, je životaschopný a rychleji klíčí. Je to skutečně mimořádné zjištění, protože zatím nevíme o žádné jiné rostlině, která by měla vitální pyl s více jádry,“ řekla rostlinná genetička Miroslava Karafiátová z Ústavu experimentální botaniky AV ČR (ÚEB AV ČR).

Vědkyně Miroslava Karafiátová ve skleníku s pokusnými rostlinami

Kvalitnější pyl navzdory klimatickému stresu

Šlechtitelům, kteří se snaží získat odolnější a výnosnější plodiny, by mohl nejnovější objev z Olomouce v budoucnu pomoci. Extrémní výkyvy počasí totiž způsobují rostlinám řadu stresů. Kvůli tomu pak neprodukují životaschopný pyl a jsou do jisté míry sterilní. To se projeví menším počtem semen, a tedy nižším výnosem. Nové poznatky by mohly pomoci vyšlechtit odrůdy, které by si lépe poradily se změnou klimatu.

Odborníci se při studiu B chromozomů u čiroku zaměřili na další dvě věci. Popsali, ve kterých částech rostliny se B chromozom u čiroku nachází, a naopak kde už není. Dále také potvrdili, že proces tzv. nondisjunkce, tedy chybného rozestupu chromozomů, nastává při prvním pylovém dělení.

Vědci budou ve výzkumu pokračovat. Konkrétně chtějí zjistit, jakým způsobem se spouští nestandardní vývojové dráhy pylu. Zatím předpokládají, že je tento proces řízený geny právě na B chromozomu.

Detail klásku divokého čiroku, na kterém je vidět otevřený květ s prašníky a bliznami.

„Neposedné“ B chromozomy kukuřice

V Olomouci se studiu B chromozomů odborníci úspěšně věnují už mnoho let. Před časem se jim například podařilo jako prvním na světě přečíst dědičnou informaci B chromozomu kukuřice.

„Tyto pozoruhodné chromozomy se neřídí Mendelovými zákony dědičnosti. Právě proto nás zajímají. Porušují totiž některá pravidla, a tak můžeme jejich studiem lépe pochopit, proč se některé procesy v rostlinách dějí. Tyto poznatky pak lze uplatnit i v obecné rovině,“ vysvětlil Jan Bartoš, vedoucí Centra strukturní a funkční genomiky rostlin ÚEB AV ČR.

Pokusná rostlina divokého čiroku

* * *

Olomoucké Centrum strukturní a funkční genomiky rostlin Ústavu experimentální botaniky AV ČR se zaměřuje na studium struktury a funkce dědičné informace rostlin, především obilovin, banánovníku a trav.

Využívá nejmodernější metody cytogenetiky, molekulární biologie a genomiky a účastní se mezinárodních projektů cílených na čtení dědičné informace významných plodin a na izolaci důležitých genů. Jde o celosvětově uznávané pracoviště, které svými výsledky přispívá ke šlechtění nových odrůd zemědělských plodin.

* * *

Odkaz na článek:

Karafiátová M, Bojdová T, Stejskalová M, et al. (2024): Unravelling the unusual: chromosome elimination, nondisjunction and extra pollen mitosis characterize the B chromosome in wild sorghum. New Phytologist 243: 1840–1854. https://doi.org/10.1111/nph.19954

(volně přístupné – open access)

Zdroj: tisková zpráva Akademie věd ČR, text Radoslava Kvasničková, foto ÚEB AV ČR

Editace pro web: Jan Kolář