Malé úseky DNA z planých trav pomáhají kulturním travám lépe přežít sucho

Sucho patří mezi hlavní faktory omezující výnos a stabilitu travních porostů a jeho četnost i intenzita budou v souvislosti s klimatickou změnou v Evropě pravděpodobně dále narůstat. Šlechtitelé proto hledají nové způsoby, jak zvýšit odolnost kulturních trav. Jednou z nich je křížení druhů z rodů Festuca a Lolium, které umožňuje spojit vysokou výnosnost a kvalitu jílku s odolností kostřav. V této studii se vědci zaměřili na odrůdu ×Festulolium AberRoot, vzniklou křížením jílku vytrvalého (Lolium perenne) a severoafrické kostřavy atlasské (Festuca mairei).

Výzkum ukázal, že během několika generací šlechtění se většina genetického materiálu kostřavy postupně ztrácí. Přesto si většina rostlin (76,7 %) zachovává malé úseky její DNA, které se vkládají do chromozomů jílku a nejčastěji se nacházejí na konci krátkého ramene chromozomu 3. Tyto úseky se ukázaly jako klíčové pro zvládání sucha. Rostliny, které je nesly, měly během sucha i po jeho skončení nižší úmrtnost než rostliny bez nich i než kontrolní odrůda jílku. Statistické analýzy potvrdily, že rozdíly mezi skupinami jsou výrazné jak v období stresu, ale především po opětovném zavlažení, kdy rostliny s těmito úseky DNA obnovují růst rychleji.

Podle hlavního autora studie Davida Kopeckého z Ústavu experimentální botaniky AV ČR mohou tato zjištění výrazně pomoci při šlechtění trav. „Ukazuje se, že nepotřebujeme přenášet celé chromozomy z planých druhů. Stačí velmi malé úseky DNA, které mohou výrazně ovlivnit to, jak rostlina zvládá sucho. Pro šlechtění je to výhodné, protože umožňuje cílený přenos konkrétních vlastností do elitních odrůd bez narušení jejich agronomické kvality,“ vysvětluje David Kopecký.

Obr: Cytogenetická analýza rostlin odrůdy AberRoot odhalila přítomnost malých úseků DNA z kostřavy atlasské (bílé šipky), včetně úseků na chromozomu 3 (červená šipka)

Zajímavé je také to, že nejvýraznější odolnost byla spojena s konkrétní oblastí chromozomu 3, která je u kostřav dlouhodobě považována za důležitou pro hospodaření s vodou a tvorbu kořenového systému.

Trávy patří mezi klíčové složky zemědělských ekosystémů, protože tvoří základ krmné produkce pro hospodářská zvířata a významně ovlivňují stabilitu krajiny i půdní podmínky. Výsledky studie tak přispívají k lepšímu porozumění toho, jak lze tyto porosty udržet produktivní i v podmínkách sílící klimatické zátěže.

Odkaz na článek:

https://doi.org/10.1002/fes3.70256