Čeští vědci pomohli rozluštit genom pšenice. Svět se tak možná vyhne hladomoru

- Technologie autor: Ladislav Loukota

Psal se rok 2005, když Mezinárodní konsorcium pro sekvencování genomu pšenice (International Wheat Genome Sequencing Consortium, IWGSC) zahájilo dlouhou snahu o vytvoření detailní mapy DNA zemědělské pšenice. Trvalo to 13 let a zabralo práci 200 vědců ze 73 pracovišť ve dvaceti státech. Teď půdorys genů uvnitř nejvýznamnější zemědělské plodiny dokončili a jejich objev může zlomově napomoci jejím budoucím úpravám pro klimatické změny.

Ilustrační snímek

Ilustrační snímek,zdroj: Petr Lemberk / MAFRA / Profimedia

Nezdolná pšenice

Na první pohled může znít sekvencování genomu pšenice jako brnkačka. Rostlina přece není příliš komplikovaný organismus a takové rozluštění DNA člověka jsme zvládli už před dvěma dekádami. Detailnější náhled však ukáže, že nic není, jak se zdá.

DNA pšenice je totiž ve skutečnosti několikanásobně komplikovanější spletenec než DNA člověka - ačkoliv tak plodina co do svého fungování nepůsobí. Pšenice totiž sestává ze sedmnácti miliard genových bází, čili jednotek genetického kódu. Pro srovnání: DNA člověka má jenom tři miliardy bází. Důvod této komplexnosti souvisí s evoluční minulostí pšenice - rostlina, jak ji známe dnes, totiž vznikla ze tří různých druhů trav, které všechny přinesly vlastní geny.

Pšenice je doslova klíčovou strategickou plodinou. Je hlavním zdrojem potravy až pro třetinu lidstva - tradiční zemědělské šlechtění (často spoléhající na jaderné ozařování) však přestává stačit. Výnosy pšenice přinejlepším stagnují, či spíše klesají, jak se rostlině nedaří přizpůsobovat se extrémům počasí v souvislosti s klimatickými změnami.

Sekvencování genomu pšenice v doposud nepoznané míře přesnosti a kvality proto především dává nové nástroje pro modifikaci plodiny. Pšenice odolnější vůči suchu, mrazu a teplu, popřípadě pšenice obsahující významné vitamíny - to vše je nyní blíže než doposud. Na projektu IWGSC se navíc významně podíleli i čeští vědci.

Olomoucká spojka

Tým z olomouckého Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky v rámci výzkumu IWGSC vyvinul speciální metodu průtokové cytometrie, která umožnila třídit genom pšenice na jednotlivé chromozomy, což komplikovanou povahu DNA rostliny zjednodušilo pro další zahraniční týmy. Výsledek mapování DNA pšenice byl pak už otázkou metodického katalogizování jednotlivých genů. "Domnívám se, že (práce) aspiruje na nejdůležitější výsledek v rostlinné biologii tohoto roku," podotkl ředitel ústavu Martin Vágner.

Nelze však samozřejmě říct, že Češi měli na práci hlavní zásluhu. Pod projektem IWGSC je ostatně podepsaný jako ředitel australský profesor Rudi Appels a seznam dalších spoluautorů je nezvykle dlouhý.

IWGSC v zásadě povážlivě připomíná někdejší úspěch tzv. Human Genome Project, který mezi lety 1990 až 2003 rozluštil lidské DNA. Také v tomto případě na počátku působila celá snaha jako sisyfovský úkol. Pokrok v analýze DNA, mezinárodní záběr i rapidní růst využívání počítačů však nakonec pomohly k úspěchu.

Samotná aplikace výzkumu IWGSC je samozřejmě ve hvězdách. Práce jen poskytla zemědělcům možnosti, jak pšenici lépe geneticky modifikovat. Jedna věc je, zda se tak stane a v jaké kvalitě - lze určitě racionálně očekávat nárůst modifikovaných druhů pšenice, za tuto složku však IWGSC již přímo neodpovídá.

Bude chleba levnější?

Bude to znamenat, že bude v budoucnu levnější chléb? Teoreticky nejspíše ano, ale možná prozatím v jiných částech světa. Druhou věcí je totiž nedůvěra části populace ke geneticky modifikovaným plodinám. Zejména v Evropské unii platí celá řada zákazů či ostrých regulací stran GMO zemědělství (alespoň tomu praktikovanému u nás - GMO plodiny EU importuje ve velkém ze světa), a GMO pšenice tak nejspíše nebude příliš populární.

Jenom letos se však očekává, že české zemědělství bude mít vlivem sucha o sedm procent nižší výnosy, a bude-li trend pokračovat, nejsou vyloučeny pravidelné ztráty v řádech desítek procent úrody. A to nejenom u nás, ale i ve zbytku Evropy a Asie. Pšenice, kterou známe z polí dnes, je sama o sobě genetický kočkopes i za použití "přirozenějšího" křížení - cílené úpravy DNA budou menším zásahem, než když se bude pokračovat v křížení.

Prozatím si samozřejmě odmítání GMO plodin rezistentních vůči světovým klimatickým změnám můžeme dovolit. Tento luxus však nemusí trvat dlouho.

Studie IWGSC byla publikována v časopisu Science.

Tagy: potraviny česká věda genetická modifikace genetika věda a technika obilí klimatické změny české zemědělství věda a poznání pšenice