Čeští vědci objevili unikátní pyl. Vyšlechtěné zemědělské plodiny lépe zvládnou změnu klimatu
Extrémní výkyvy počasí způsobují rostlinám stres, což se v konečném důsledku projevuje nižšími zemědělskými výnosy. Díky „zázračnému“ pylu mohou být plodiny odolnější.
Pavel Baroch
6. 9. 2024
Čirok je zemědělská plodina, kterou mnozí lidé nejspíš ani neznají. Ve světě ale jde o poměrně oblíbenou obilovinu, která je relativně levná a snadno se pěstuje. Ročně se jí vypěstují desítky milionů tun, přičemž hlavními producenty jsou Afrika, Severní Amerika a Asie, už se ale objevuje i na českých polích.
Nejčastěji slouží čirok jako krmivo a k výrobě mouky, ale vzhledem k vysokému obsahu vlákniny, vitamínů a dalších prospěšných látek je možné na produkty z této obiloviny – kuskus, mouka, kaše nebo sirup – narazit třeba i v obchodech se zdravou výživou.
Podle výzkumníků České zemědělské univerzity v Praze by se čirok mohl stát plodinou budoucnosti, protože vyžaduje méně vody než hojně rozšířená kukuřice. Vědcům z olomouckého pracoviště Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR se ve spolupráci s německými kolegy z Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research nyní podařil mimořádný objev, který význam čiroku ještě zvýrazňuje.
Identifikovali u něj pyl s unikátními vlastnostmi, které by mohly pomoci dalším zemědělským plodinám lépe odolávat extrémním výkyvům počasí v důsledku změn klimatu. O objevu už informoval prestižní časopis The New Phytologist.
Vědci se zaměřili na výzkum B chromozomů, které se vyskytují u mnohých 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 následně 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.
Pylem proti 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 stres. 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 takzvané nondisjunkce, tedy chybného rozestupu chromozomů, nastává při prvním pylovém dělení.
Vědci budou ve výzkumu pokračovat. Se studiem B chromozomů mají olomoučtí vědci bohaté zkušenosti. Před časem se jim například podařilo jako prvním na světě přečíst dědičnou informaci B chromozomu u 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 Ústavu experimentální botaniky Akademie věd.
Mimořádně dlouhé vedro a sucho
Oznámení o významném objevu českých a německých badatelů přišlo v době, kdy Česká republika, ale i další regiony v Evropě zažívají dlouhé období vedra a sucha. Podle bioklimatologa Miroslava Trnky z Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd ČR – CzechGlobe není tato epizoda neobvyklá jen svou délkou, ale také tím, že se objevila v části roku, kdy to není zcela běžné.
Aktuálně to má za následek, že se výrazně zvyšuje riziko požárů v lesích a dalších porostech. „Díky deštivému jaru a průměrnému létu máme relativně bujnou sezónní vegetaci v podrostu, například v podobě trav. Ty nyní dozrály a uschly, nebo začínají usychat,“ řekl Trnka. Několik týdnů po sobě také pršelo jen málo, takže přírodní palivo včetně drobných větví je suché.
„Podle dat z našich 125 stanic se vlhkost tenkého mrtvého dřeva pohybuje pod patnácti procenty, na řadě míst dokonce pod deseti procenty,“ dodal vědec. V Česku patří mezi nejpostiženější regiony jižní Morava, v Evropě jsou na tom ale některé oblasti ještě hůře – například centrální část Balkánského poloostrova, Španělsko či Ukrajina.
Právě na jižní Moravu, ale také na Dolní Rakousko se nyní zaměří dvě studie, s jejichž vypracováním souhlasila na konci srpna česká vláda. Cílem je prozkoumat, jaké jsou možnosti adaptace na klimatickou změnu a s ní související sucho v oblasti řeky Dyje. Jednou z možností je přitom propojení řek Dunaj a Dyje, které by do Jihomoravského kraje přivedlo více vody.
„Cílem této studie je prozkoumat možnosti řešení sucha v Jihomoravském kraji a přesně zjistit současný stav a očekávaný vývoj vodní bilance v povodí Dyje s ohledem na klimatické změny. Ty se v této oblasti projevují snad nejvíce v rámci České republiky a způsobují tu velké problémy se suchem. Je potřeba přivést vodu do krajiny,“ uvedl ministr životního prostředí Petr Hladík (KDU-ČSL).
Podle vědeckého tajemníka CzechGlobe Jiřího Kolmana je sucho v Podyjí způsobeno právě také stoupajícími teplotami, které vedou k vyššímu odparu rostlin pro jejich ochlazování. „Tento jev je důsledkem klimatických změn, které v posledních letech pozorujeme a které jsou v regionu markantní. Vyšší teploty nejen zvyšují odpar vody z rostlin, ale také z půdy, což dále zhoršuje situaci,“ uvedl Kolman.
Vědci současně pozorují dřívější nástup vegetační sezóny, což vede k tomu, že rostliny začínají růst a spotřebovávat vodu dříve, což vede k rychlejšímu vyčerpání dostupných vodních zdrojů. Kombinace těchto faktorů způsobuje, že se sucho stává stále častějším a intenzivnějším problémem, který má vážné dopady na zemědělství, ekosystémy a vodní zdroje v regionu.
Úvodní foto: Pixabay