Na poli v Olomouci se bude testovat geneticky upravený ječmen

Testované rostliny vycházejí z modelové odrůdy jarního ječmene Golden Promise a byly upraveny mutací jediného genu VRN1, který určuje reakci na chlad a načasování kvetení.  „Dosud se tyto genetické linie pěstovaly pouze v kontrolovaných podmínkách růstových komor a skleníků, proto je jejich chování na poli zásadní pro ověření efektu úprav. Polní prostředí nelze v laboratoři napodobit,“ vysvětluje Jan Šafář z Centra strukturní a funkční genomiky rostlin Ústavu experimentální botaniky AV ČR (ÚEB AV ČR). 

Zkoumání různých strategií růstu

První linie byla upravena tak, aby vědci zjistili vliv genu VRN1 na vývoj klasu. „Jakou strukturu bude mít klas je zásadní nejen pro výnos a stabilitu produkce. U jarního ječmene, který je významnou surovinou pro výrobu sladu a piva, hraje roli i samotné vzcházení porostů, které v posledních letech stále častěji ohrožuje rychlý nástup jarního sucha,“ dodává Jan Šafář.

Druhá linie v nadsázce přezdívaná „nesmrtelný ječmen“ vykazuje výrazně neobvyklé chování, které vědci dosud u ječmene nepozorovali. Rostliny nevstupují standardně do fáze kvetení a netvoří semena. Místo toho pokračují v růstu a vytvářejí nové výhony. V laboratorních podmínkách tak dosahují výrazně delší životnosti než běžný ječmen. Tento jev podle vědců otevírá možnost budoucího šlechtění obilnin, které by nebylo nutné každoročně znovu vysévat. 

Polní pokus se uskuteční na ploše nepřesahující 100 m² a může trvat až deset let. Podléhá přísným pravidlům biologické bezpečnosti včetně izolace porostu, oplocení a dlouhodobého monitoringu vlivu na okolní prostředí. 

Význam pro zemědělství a šlechtění

Výzkum přichází v době, kdy se zemědělství potýká s rychlými změnami klimatu. Mírné zimy a jarní sucha narušují přirozené cykly plodin a komplikují stabilní produkci. Výsledky z tohoto polního experimentu mohou šlechtitelům i zemědělcům po

Obr. V levé části je vidět detail klasu přirozeného ječmene. V pravé části je gen vrn1 mutován a vypnut pomocí metody CRISP/Cas. Po ztrátě funkce tohoto genu ječmen není schopný vykvést a mít semena. V úžlabí listů ale začíná vytvářen novou rostlinu včetně kořínků. Po vyjmutí těchto „oddenků“ a zasazení do půdy tyto rostliny normálně rostou.