Vědci pod vedením chilského týmu zveřejnili kompletní sestavení genomu rostliny Colobanthus quitensis, jednoho ze dvou kvetoucích druhů, které přirozeně rostou na Antarktidě. Projekt nazvaný Polarix shromáždil všech 40 chromozomálních struktur, jež tvoří genetickou výbavu této rostliny, a výsledky byly publikovány v časopise Genome Biology and Evolution.
Proč je mapa genomu důležitá
Colobanthus quitensis přitahuje pozornost vědců díky mimořádné schopnosti přežít v podmínkách extrémního chladu, nedostatku vody a vysokého ultrafialového (UV) záření. Kompletní mapování genomu otevírá cestu k identifikaci specifických genů a regulačních struktur, které těmto rostlinám umožňují odolávat stresům, jež jsou pro většinu kulturních plodin smrtící.
Autoři studie zdůrazňují, že znát sekvenci a organizaci chromozomů usnadní vyšetřování funkce jednotlivých genů. To je první, ale zásadní krok směrem k tomu, aby se poznatky z divokého druhu přenesly do šlechtění zemědělských plodin.
Možné dopady na zemědělství
V době, kdy se v mnoha regionech světa zvyšuje frekvence dlouhých suchých období a vln extrémního tepla, představuje identifikace genů pro toleranci k suchu, teplotním extrémům a zvýšenému UV záření strategický cíl. Výzkum rostlin z extrémních prostředí, jako je Antarktida, může nabídnout nové molekulární cíle pro šlechtění nebo biotechnologické zásahy směrem k vyšší odolnosti.
„Je to rostlina, která se přizpůsobila extrémním podmínkám chladu, teploty, slanosti a ultrafialového záření a která nám v budoucnu může pomoci se zemědělstvím,“
Podle hlavního autora studie Eduarda Castra ale zmapování genomu samo o sobě neznamená okamžité praktické uplatnění v zemědělské praxi. Identifikace konkrétních genů je sice snazší po sestavení genomu, avšak přechod od objevu k komerčnímu produktu trvá.
- Vědci sestavili všechny 40 chromozomálních struktur rodu Colobanthus quitensis.
- Mapa usnadní vyhledávání genů souvisejících s odolností vůči chladu, suchu a UV záření.
- Autoři odhadují, že pro dosažení komerčního využití může být zapotřebí 5 až 10 let další práce.
Co bude následovat
Následující fáze zahrnuje funkční studie genů identifikovaných na základě nové genomické mapy. Vědci budou zkoumat, které geny a regulační prvky skutečně přispívají k toleranci stresu, jak spolu interagují a zda lze jejich efekty replikovat v plodinách pěstovaných v zemědělství.
Praktická implementace těchto poznatků bude záviset na řadě faktorů: na potvrzení funkce genů, na technologiích umožňujících jejich přenos nebo editaci v cílových plodinách, na agronomickém testování v polních podmínkách a nakonec i na regulačním rámci pro nasazení takto vzniklých odrůd.
| Ukazatel | Hodnota |
|---|---|
| Počet chromozomálních struktur | 40 |
| Odhad doby pro komerční využití | 5–10 let |
Z praktického hlediska může trvat dlouho, než se molekulární objevy promítnou do pole. Časový odhad 5 až 10 let, který uvádějí autoři, reflektuje nutnost ověřovacích experimentů, šlechtitelských postupů a testování bezpečnosti a účinnosti v reálných podmínkách.
Pro české i evropské zemědělství mohou mít poznatky z tohoto výzkumu dlouhodobý význam: v krajinách ohrožených opakovanými suchy, vlnami horka nebo zvýšenou intenzitou UV záření mohou odolnější odrůdy přispět k vyšší stabilitě výnosů a snížení ztrát. Nicméně cesta od základního genomického výzkumu k fungujícím šlechtitelským strategiím je ještě dlouhá a bude vyžadovat mezinárodní spolupráci vědců, šlechtitelů a zemědělců.
