Genofond zemědělsky významných rostlin v České genové bance

V posledních letech jsme svědky skutečnosti, kdy mizí celé rostlinné i živočišné druhy. Měnící se životní prostředí a intenzivní činnost člověka působí, že některé druhy s velmi pevnou vazbou na vnější podmínky prostředí vymírají. Pro záchranu těchto cenných genofondů jsou zřizovány genové banky.

Národní parky, chráněné oblasti a rezervace jsou přírodní lokality, které jsou zřizovány pro nutnou ochranu ohroženým druhů planě rostoucích rostlin, k jejich přežití a zachování pro budoucí generace. U rostlin využívaných v zemědělství je situace obdobná. Zde sice není obava, že by vyhynuly druhy pěstované po celá staletí nebo i tisíciletí, ale postupně mizí jednotlivé vyšlechtěné kultivary – v běžné praxi nazývané odrůdy. Postupem času dochází k obměně pěstovaných kultivarů, ty méně výhodné jsou nahrazovány výkonnějšími a výnosnějšími. Také změny životního prostředí a nové požadavky na zemědělské plodiny mají za následek postupné zařazování nových a zánik starých kultivarů. Ale i v těchto “odkládaných” kultivarech je uchováno bohatství předchozích generací, které záměrným křížením, výběrem a dalšími šlechtitelskými technikami vytvářely výhodné kombinace užitkových vlastností zemědělských plodin. Vymizení každého takového genetického zdroje představuje ztrátu nejen přírodního, ale i historického a kulturního dědictví. U druhů množených semeny je možno této ztrátě předejít, anebo ji alespoň podstatně omezit, konzervací rostlinného materiálu v genových bankách. V 70. a 80. létech minulého století, kdy se výrazně projevil zájem o záchranu mizejících genetických zdrojů kulturních rostlin, začaly po celém světě vznikat genové banky – klimatizovaná zařízení sloužící k dlouhodobému uchování vzorků semeny množených druhů užitkových rostlin pro budoucí generace.

Historie genové banky
Československá genová banka byla dokončena ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby v Praze – Ruzyni koncem roku 1988 a první semenný materiál začal být naskladňován počátkem roku 1989. Do té doby byly nejvzácnější staré a původní rostlinné materiály provizorně uchovávány v Mrazírnách v Praze – Sedleci. Genová banka byla navržena pro uchování zhruba 93 tisíc skladovacích obalů a její technologie umožňuje skladování semen při teplotách +5 až –20°C v pěti oddělených komorách.
Brzy po rozdělení Československa na dvě samostatné republiky vznikla také Slovenská genová banka ve VÚRV v Piešťanech a byla slavnostně otevřena v roce 1996. Část vzorků byla tehdy z Prahy převezena do Piešťan a genová banka ve VÚRV Praha začala plnit funkci České národní genové banky. Provoz České genové banky je zajištěn Ministerstvem zemědělství ČR prostřednictvím Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agrobiodiversity.

Poslání banky
Národní programy k záchraně genofondu zemědělských plodin začaly vznikat ve všech vyspělých zemích podobně jako genové banky v 80. letech 20. století. Jak z názvu Národního programu vyplývá, hlavním cílem je nejen konzervace genetických zdrojů, ale především také možnost jejich dalšího využití ve šlechtění, výzkumu a vzdělávání. Struktura Národního programu zahrnuje síť účastníků – 15 plodinově specializovaných pracovišť a ústavů privátních i státních, které se řídí jednotnou metodikou pro činnost zaměřenou na uchování a využívání genofondů. Celkem devět pracovišť je dodavateli semenného materiálu do genové banky. Ostatní instituce uchovávají vegetativně množený materiál v polních kolekcích nebo v laboratorních podmínkách a plní tak funkci specializovaných genových bank.

Sortiment genové banky
V genové bance VÚRV,v.v.i. Praha se uchovávají především vzorky obilnin, luskovin, pícnin, zelenin, olejnin, ale též aromatických a léčivých rostlin a květin. Převážná část uskladněného rostlinného materiálu pochází z kultury –kromě pokročilých současných kultivarů jsou to rozpracované šlechtitelské materiály. Zvláště cenné jsou staré původní místní materiály přizpůsobené místním podmínkám, které se však na současných polích již dlouho nevyskytují. A právě tyto staré kulturní materiály mohou být pro současné šlechtění zdrojem významných vlastností jako jsou resistence k chorobám a škůdcům. Díky genovým bankám jsou takové vzorky stále dostupné. Ve skladu genových bank lze však najít i vzorky planých druhů, které jsou příbuzné těm pěstovaným nebo mohou být perspektivně využívány jako užitkové rostliny v budoucnosti.

Zařazení vzorků
Do genové banky mohou být uloženy pouze semenné vzorky řádně evidovaných genetických zdrojů v rámci Národního programu, které jsou označeny jednoznačným identifikátorem (tzv. národním evidenčním číslem) a jsou zařazeny zodpovědným řešitelem do plodinové kolekce. Jejich aktualizovaný přehled je dostupný na webové adrese http://genbank.vurv.cz/genetic/resources/. Dodávka vzorků semen do genové banky probíhá pravidelně z jednotlivých spolupracujících ústavů a je vždy doplněna předávacím protokolem, který zahrnuje kromě seznamu vzorků také rok a způsob sklizně a požadovaný typ uložení.

Parametry kvality
Vzorky předávané k uskladnění musí splňovat předepsané parametry kvality: musí být zralé, homogenní, prosté nežádoucích příměsí, zdravé bez známek chorob a škůdců, dobře klíčivé a v dostatečném množství. Jejich vlhkost by neměla přesáhnout 15%. Semena nesmějí být před uložením do genové banky chemicky upravována ani mořena. Obecně lze říci, že dostatečně nízká teplota a snížená vlhkost jsou předpokladem pro dlouhodobé uchování životaschopných vzorků. Dalším významným faktorem, který ovlivňuje skladovatelnost při zachování životnosti, je genetická výbava druhu. Některé druhy, např.obilniny, si udržují klíčivost poměrně dlouhou dobu i bez klimatizovaného prostředí. Je dokonce znám nález osiva pšenice, tzv. Vídeňský vzorek 1877 objevený v roce 1967, který po 110 letech byl ještě klíčivý. Běžně však obilniny uchovávané ve skladech bez regulované teploty dobře klíčí po dobu 8-15 let. Po uplynutí této doby se jejich životaschopnost rychle snižuje. Jiné druhy, např. některé květiny a zeleniny, uspokojivě klíčí jen jeden až tři roky po sklizni. A právě v takovém případě je nutno zralá semena co nejdříve po sklizni opatrně vysušit a uložit při nízké teplotě. Z pohledu dlouhé skladovatelnosti je také velmi významná souhrnná jakost semenného vzorku ovlivněná průběhem vegetace a označovaná jako “partie osiva”.

Proces uskladnění
Vzorky semen přijatých k uskladnění do genové banky se nejprve šetrně vysoušejí suchým vzduchem při teplotě 15 až 20 °C na konečnou vlhkost 5 až 8 %. Přesné hodnoty výsledné vlhkosti jsou závislé na rostlinném druhu, některé druhy mohou být vysoušeny až na 3 % obsahu vody. Testuje se dále jejich klíčivost, která je u většiny druhů doporučena na 90 % a více. Výjimkou jsou opět některé květiny, zeleniny a léčivky, které mají povolenou nižší klíčivost (např.u levandule je dostatečných již 55 % klíčivých semen). Takto připravená semena jsou uskladňována do skleněných kontejnerů o objemu 370 nebo 210 ml s parotěsným otočným uzávěrem, které se běžně používají v konzervárenství. Do každé sklenice je ke vzorku přidáván malý sáček s obarveným silikagelem, jehož změna barvy signalizuje případné zvýšení vlhkosti ve skladovacím obalu. Sklenice jsou ukládány do přepravek po 20 kusech a přepravky jsou potom ukládány do regálů a polic v klimatizovaných komorách. Každý skladovací obal je opatřen dvěma štítky se základní informací o vzorku a jeho lokalizaci ve skladu a třetí štítek je uložen ještě uvnitř se semeny. Všechny údaje jsou uchovávány v dokumentačním systému, aby bylo možné kterýkoliv vzorek v průběhu skladování vyhledat a sledovat.
Klimatizované komory v genové bance udržují dva různé teplotní režimy –5 °C a –18 °C a průběh teplot je monitorován a zaznamenáván. Zajištěn je záložní zdroj energie pro případ výpadku elektrického proudu.
Při teplotě –5 °C jsou uskladněny vzorky druhů s delší očekávanou životností např. obilniny, luskoviny, trávy, které mají charakter aktivní kolekce, tj. té, která je určená pro distribuci uživatelům. Při teplotě –18 °C je pak uskladněna tzv. základní kolekce, jinými slovy “nedotknutelná zásoba” pro dlouhodobé uskladnění, v níž figurují staré materiály místního původu, všechny kultivary domácího původu a další zvláště významné genetické zdroje. V teplotním režimu –18 °C je dále udržována aktivní i základní kolekce druhů, které rychle ztrácejí životnost, především zelenin a květin. Dlouhodobým uchováním je míněno 50 a více let konzervace životaschopného rostlinného materiálu.
Nejcennější část uloženého rostlinného materiálu ze základní kolekce je uložena ještě jednou na jiném místě jako bezpečnostní duplikace. V našem případě využíváme reciproční možnost uložení bezpečnostní duplikace se Slovenskou genovou bankou v Piešťanech. Tyto vzorky mají charakter “černé skříňky” a zůstávají ve vlastnictví původního majitele. Hostitelský ústav pouze zodpovídá za uložení semen při stálé teplotě –18 °C a nijak se vzorky nemanipuluje. Teplota, doporučené minimální množství vzorku pro jednotlivé typy uložení a druhy rostlin se spolu s dalšími předpisy řídí mezinárodními pravidly a standardy platnými pro genové banky.

Distribuce uživatelům
V současné době je kapacita skladu genové banky využita téměř z 80 %. Každoročně přibývá do skladu dva až tři tisíce vzorků a obdobný počet je rozesílán uživatelům. Uživateli jsou především výzkumné ústavy, ostatní genové banky, šlechtitelé a university. Menší část vzorků je distribuována do sklanzenů nebo muzeí v přírodě pro expoziční účely. Vzorky jsou rozesílány bezplatně na základě písemných požadavků s doprovodným dokumentem, kterým je oběma stranami podepsaná dohoda o předání materiálu. V ní se příjemce zavazuje využít získaný materiál pouze pro účely výzkumu, šlechtění nebo výuky, nikoliv pro komerční účely. Velikost distribuovaných vzorků je nejčastěji 100 klíčivých semen, u velkosemenných druhů to bývá 30-50 semen na jeden genetický zdroj. Pokud velikost vzorku v aktivní kolekci nebo jeho klíčivost poklesne pod kritickou minimální úroveň, je řešitel kolekce vyzván k přesetí genetického zdroje a opětovném doplnění do skladu genové banky. Vzorky získané z dalších přesevů se však ukládají odděleně, nemíchají se s těmi staršími, i když se jedná o týž genetický zdroj.

Klíčivost vzorků
Postupným sledováním klíčivosti vzorků uložených více než 15 let v genové bance při teplotě –18 °C zjišťujeme, že rozdíly mezi počátečními a konečnými hodnotami jsou bezvýznamné nebo jen velmi malé. Další roky skladování teprve ukážou, zda očekávaných 50 a více let životnosti semen u zvláště citlivých druhů bude reálný. V případě obilnin a především u naší největší kolekce pšenice, která zahrnuje více než 10 000 různých genetických zdrojů, není pochyb, že předpoklad 50 až 100 let bezpečného uchování bude splněn.

Závěr
Naléhavou potřebu uchování genofondu zemědělsky využívaných rostlin si v současné době uvědomuje celý svět. Především v rozvojových zemích je ještě ohromné množství genetických zdrojů rostlin, které je nutno dlouhodobě uchovat a tak zmírnit dopady genetické eroze. Uchování co nejširší diversity zemědělských plodin významnou měrou přispívá i k zajištění potravinové bezpečnosti. Na kvalitní a dostatečné zemědělské rostlinné produkci je závislý život všech lidí na Zemi.

Komentáře ke článku 1

  • R.Konvičná

    Vážení přátelé, před několika lety jsem slyšela v rádiu, že existuje genofond. A v té relaci bylo zveřejněno, že mimo jiné sháníte révky hrušně vysokokmenné. My bychom chtěli letos na jaře porazit starou hrušeň. V naší lokalitě ale všechny hrušky, co jsem se dozvěděla od okolních pěstitelů, jsou napadeny asi rzí hrušňovou. Nejsme žádní odborníci na roubování, a tak dojde k poražení hrušně. Je už hodně stará, ale jak jsem se dívala na korunu, tak jsou tam mladé pruty. Možná, že by vás to zaujalo a tak se mi ozvěte na můj email. S pozdravem Růžena Konvičná, Dolní Lutyně.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *