Genetici přečetli bavlník

Bavlník - Foto: Botanická zahrada PřF Masarykovy univerzity v Brně

BavlníkFoto: Botanická zahrada PřF Masarykovy univerzity v Brně


Mezinárodní vědecký tým přečetl kompletní dědičnou informaci planého příbuzného jedné z nejdůležitějších zemědělských plodin - bavlníku.

Bavlník před sklizní - Foto: Jiří Hejkrlík

Bavlník před sklizníFoto: Jiří Hejkrlík

Bavlník paří k nejvýznamnějším zemědělským plodinám. Pěstuje se na 33 milionech hektarů, což představuje plnou dvacetinu celosvětových ploch orné půdy. Za úrodu utrží ročně producenti bavlny asi 630 miliard dolarů. I proto se genetici pustili do čtení DNA bavlníku. Není to ale vůbec jednoduché. Kulturní bavlníky, jako je bavlník srstnatý (Gossypium hirsutum) nebo bavlník barbadoský (Gossypium barbadense) vznikly zhruba před 1 až 2 miliony roků samovolným mezidruhovým křížením. Rostliny předka bavlníku Gossypium raimondii byly opyleny pylem předků bavlníků Gossypium arboreum nebo Gossypium herbaceum. Dědičná informace kulturních bavlníků je z těchto důvodů pro čtení příliš spletitá. Proto se genetici rozhodli přečíst nejprve poněkud jednodušší genom „matky“ dnešních bavlníků – Gossypium raimondii. Výsledky zveřejnil mezinárodní tým genetiků z Dánska, Spojených států a Číny vedený Shuxun Yuem z Čínské akademie zemědělských věd v prestižním vědeckém časopise Nature Genetics


Planý jihoamerický bavlník Gossypium raimondii má dědičnou informaci poměrně malou – obsahuje asi 880 milionů písmen genetického kódu. Je tedy ve srovnání lidskou DNA zhruba čtvrtinová. Nachází se v ní však 40 000 genů, což je bezmála dvojnásobek počtu genů v lidské dědičné informaci. Není to velké překvapení. Rostliny mají obvykle mnohem početnější sadu genů než živočichové, protože musejí zvládnut navíc řadu komplikovanějších pochodů, například fotosyntézu.  

Bavlník, ilustrační foto - Foto: elt pics, Creative Commons Attribution-NonComercial 2.0 Generic

Bavlník, ilustrační fotoFoto: elt pics, Creative Commons Attribution-NonComercial 2.0 Generic

Během evoluce bavlníků docházelo ke zvětšování dědičné informace. Z tohoto hlediska bylo klíčových hned několik momentů. První se odehrál ještě v druhohorách. Před 130 miliony roků si tehdejší předci dnešních bavlníků trojnásobili dědičnou informaci. Řada genů se pak vyskytovala v rostlině v několika „výtiscích“. Evoluce takových situací využívá k tomu, aby našla nadbytečným výtiskům genů nové uplatnění. Organismu se tím otevírají nové možnosti. Před 13 až 20 miliony roků se dědičná informace předka dnešních bavlníků ještě zdvojila. Dnešní plané bavlníky se zdánlivě jednoduchým genomem mají ve srovnání s dávným pravěkým předkem šestkrát zvětšenou dědičnou informaci.  

Kakaovník - Foto:  K Rayker, Stock Exchange

KakaovníkFoto:  K Rayker, Stock Exchange

Výzkum genomu bavlníku Gossypium raimondii vnesl nové světlo do schopnosti těchto rostlin syntetizovat unikátní chemické látky ze skupiny terpenoidů. K těmto bavlníkovým specialitám patří například toxický gossypol, kterým se rostlina chrání proti nejrůznějším škůdcům. Bavlníky disponují unikátní sadou genů pro syntézu těchto terpenoidů. V tom se jim vyrovná už jen jedna rostlina – kakaovník pravý (Theobroma cacao).  

Na rozdíl od kulturních bavlníků nejsou semena bavlníku Gossypium raimondii obalena jemnými vlákny, jež se využívají v textilním průmyslu k výrobě látek. Každé semeno v tobolce kulturních bavlníků je obaleno 25 000 dlouhými chlupy, z nichž každý je tvořen jedinou extrémně prodlouženou buňkou složenou prakticky výhradně z celulózy. Porovnání genomu bavlníku Gossypium raimondii s vybranými úseky DNA kulturních bavlníků naznačuje, které geny a jaké změny v jejich funkcích jsou pro vznik bavlníkových vláken nezbytné. Tyto a mnohé další informace bude možné využít ke šlechtění kulturních bavlníků a zvýšení produkce bavlny.  

Autor:  Jaroslav Petr
Pořad: Natura  |  Stanice: ČRo Leonardo
Čas vysílání: Pořad jsme vysílali do 28. února 2013.  
 

Nové články v rubrice

 

Diskuse

Český rozhlas si váží názoru posluchačů a má zájem o korektně vedenou diskusi. Vyhrazuje si proto právo skrýt příspěvky, které odporují dobrým mravům, jsou xenofobní, porušují platné zákony, poškozují dobré jméno Českého rozhlasu, nebo mají reklamní charakter.

Návod na použití diskusního systému DISQUS naleznete zde.

 
tyto komentáře používají systém Disqus

Meteor

500 desetikorun za minutu!

Řeč naštěstí není o prohře v automatu, ale o výrobě mincí. Neuvěřitelných 500 desetikorun, tedy 5000...

Příroda

Predátoři pomáhají kořisti k adaptaci na oteplení

Pokud čelí živočichové tlaku dravců, přizpůsobí se mnohem snáze i dalším nepříznivým vlivům včetně rostoucích...

Planetárium

Další cesta za zatměním a hmota ze vzdálených supernov

Koně Převalského na Dívčích hradech, další vlčata z Českolipska a íránský test nové nosné rakety.

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2017 Český rozhlas

Tento web používá k analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace