Nepřehlédněte

Mezinárodní spolupráce v oblasti rostlinných biotechnologií
Česká technologická platforma rostlinných biotechnologií, z.s. získala v první výzvě OP Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost projekt Internacionalizace platformy ČTPRB CZ.01.1.02/0.0/0.0/
15_037/0007165
více
AKCE ČTPRB 2017
přehled pořádaných akcí pro rok 2017
více
Rostliny pro budoucnost
Nabízející se naděje, která však není samozřejmostí...
více
POZVÁNKA: Nové odrůdy obilovin pro zdravou výživu
20. června 2017 od 10:00 do 13:00 hodin v Kroměříži
více
Gate2Biotech - Vše o českých biotechnologiích na jednom místě
Portál je věnován tématům: rostlinná a živočišná biotechnologie, životní prostředí, genetika, enzymy, medicína, nanotechnologie. ...
archiv | podrobné
Rostlinná biotechnologie - Wikipedie, otevřená encyklopedie
Rostlinné biotechnologie jsou biotechnologie pracující s rostlinami. Největšího využití mají v zemědělství a potravinářství, využití pro ně však lze nalézt ...
archiv | podrobné
Úvod Co jsou biotechnologie?
V řadě procesů nalezly uplatnění rostlinné (sója, slunečnice, řepka, arašídy ap.) nebo živočišné tuky. Velmi dobré využití v určitých typech biotechnologií ...
podrobné
Veřejné služby Informačního systému
Rostlinná biotechnologie by tedy v budoucnu mohla být účinnou alternativou pro produkci monoklonálních protilátek. Monoklonální protilátky produkované ...
archiv
Biotechnologie - INOVACE.CZ
Čeští vědci objevili tajemství flexibility rostlinných buněk ... Juraj Kořínek, 03. 03. 2010 , Nové technologie v praxi, Biotechnologie, Medicína a farmacie ...
archiv | podrobné
RP7 zítrejší odpovedi se rodí už dnes odpovedi
mikrobiálních, rostlinných a živočišných biotechnologií, jejichž pomocí by mohly být vyvinuty nové, zdravější, ekologické a konkurenceschopné produkty a ...

Využití dihaploidizace ve šlechtění řepky olejky



V roce 2016 byla registrována odrůda OREX, první česká odrůda ozimé řepky, při jejíž tvorbě byla využita dihaploidizace - laboratorní metoda, kdy se z haploidní gamety, tj. pohlavní buňky (v tomto případě pylového zrna) odvodí celá rostlina. Nezbytnou součástí tohoto procesu je zdvojení genetické výbavy, což ze šlechtitelského hlediska přináší velké výhody.
Běžnými postupy šlechtění založenými na metodách opakovaného inbreedingu (samoopylení) trvá tvorba nového a geneticky dostatečně stabilního genotypu minimálně 5 - 6 let, a ani tak nemůžeme mluvit o 100 % homozygotnosti. Dihaploidizací naproti tomu získáme zcela homozygotní genotypy jediným zásahem (Tabulka 1).
tabulka1

Výhody dihaploidizace jsou zjevné. První z nich je výrazné zkrácení doby nutné k zisku zcela homozygotní linie. Nejenže dochází k výrazné úspoře nákladů a práce, ale díky časové úspoře mají geneticky stabilizované materiály původ v relativně mladých a tím i moderních rodičovských odrůdách. Druhým významným přínosem je fakt, že výsledkem je 100% homozygot, k čemuž se klasickými postupy nedá prakticky dojít. I když procento homozygotnosti je ve vyšších generacích klasického šlechtění velmi vysoké, nikdy nemůže dosáhnout 100 % tak jako u dihaploidizace. Jedním krokem tak nejenže dojde k ustálení všech znaků, ale máme také jistotu, že každá jednotlivá rostlina v potomstvu dihaploida bude absolutně stejná jako všechny ostatní (geneticky prakticky to samé co klony), odrůda bude tedy zcela uniformní.

Postup:


Z F1 rostlin, tedy kříženců, odebíráme poupata určité délky (obvykle okolo 3 milimetrů), která jsou po nezbytném máčení v roztoku SAVA (abychom zničili všechny zárodky baktérií a plísní na povrchu poupat) přenesena do sterilního prostředí. Zde jsou z nich pomocí relativně zdlouhavé procedury vyizolována pylová zrna. Ty pak umístíme do speciálního tekutého roztoku, obsahující všechny nezbytné živiny a dihaploidizační chemikálii. Pěstování probíhá při konstantní teplotě 30°C a zpočátku ve tmě. Až uvidíme první embrya pouhým okem (obvykle po dvou týdnech), přemisťujeme kultury na světlo a snížíme teplotu na 25 °C. Embrya na světle zezelenají a rychle rostou. Zárodky dlouhé 3-5 milimetrů přemisťujeme pinzetou ve sterilních podmínkách z tekutého roztoku na speciální tuhý substrát. Po cca 1 týdnu ořezáme děložní lístky embryí a embrya přemístíme na další typ tuhého substrátu. Zde už postupně z embryí vyrůstají první pravé lístky. Jakmile mají rostlinky cca 2-3 pravé lístky, jsou přemístěny na poslední typ substrátu, který iniciuje růst kořenů. Zakořeněné rostliny potom vysazujeme v nesterilních podmínkách do zahradnického substrátu. Další ošetřování je pak podobné jako u rostlinek, vypěstovaných klasickými postupy ze semene. Celý proces od vyjmutí pylových zrn z poupěte až po získání kvetoucích, dihaploidních rostlin ozimé řepky trvá cca 7-9 měsíců.
obrazek1
Obr. 1: Schéma tvorby dihaploidních linií ozimé řepky (Fota ve schématu: M. Klíma)
1 – poupata na rostlině řepky generace F1
2 – izolace nezralých pylových zrn z mladých poupat (o délce okolo 3 mm) ve sterilním prostředí
3 – pěstování pylových zrn v živném roztoku s dihaploidizační látkou po dobu 24 hodin ve tmě při 30°C
4 – odstranění dihaploidizační látky po 24 hodinách a umístění pylových zrn do čerstvého živného roztoku
5 – pěstování pylových zrn ve tmě při 30 °C až do objevení embryí (délka embryí cca 0,5 mm)
6 – pěstování embryí na světle při 25°C až zezelenají a dorostou do délky nad 3 mm
7 – vyjmutí embryí o délce 3-5 mm z živného roztoku ve sterilním prostředí
8 – přemístění („přepíchání“) embryí na tuhý sterilní substrát DM
9 – vyjmutí embryí ze substrátu DM, ořezání děložních lístků a pěstování na tuhém substrátu RM až do fáze 3-5 pravých lístků
10 – přemístění malých rostlinek na tuhý substrát MS - růst kořenů
11 – vysázení rostlin s dobře vyvinutými kořeny do zahradnického substrátu

Uplatnění v praxi:



Dihaploidizace je v současnosti v případě šlechtění ozimé řepky již rutinně využívanou metodou. V rámci spolupráce sdružení výzkumných a šlechtitelských organizací „Česká řepka“ došlo k její významné optimalizaci a celý proces včetně všech vylepšení byl publikován v roce 2008. Tím byl definitivně srovnán krok s ostatními zeměmi rozvinutého světa – nyní jsme schopni vytvářet tisíce dihaploidů ročně.…
Praktické výsledky v podobě registrovaných DH odrůd na sebe nenechaly dlouho čekat. Již zmiňovanou odrůdu OREX následovala ORAVA a v roce 2017 ORNAMENT. Řada dalších DH materiálů je ve fázi polního testování. Dihaploidizace je mimo využití při tvorbě liniových odrůd také elegantním způsobem uplatňovaným ve speciálních případech, jako je genetická stabilizace komponentů hybridního šlechtění a materiálů se specifickými vlastnostmi, jako je např. speciální složení mastných kyselin v oleji nebo odolností k chorobám.

Problematika dihaploidizace byla podpořena projekty Mze ČR č. QJ1510172 a RO0416

Mgr. Viktor Vrbovský, OSEVA vývoj a výzkum s.r.o.
Ing. Miroslav Klíma, Ph.D., Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.