Nové genotypy vojtěšky a ječmene vyvinuli vědci z katedry biotechnologií

Grafika: archiv katedry biotechnologií
Thursday 16 November 2023, 13:00 – Text: Šárka Chovancová

Nové genotypy vojtěšky a ječmene vyvinuli pomocí genového inženýrství a editace vědci z katedry biotechnologií přírodovědecké fakulty. Výsledky jejich výzkumu zaměřeného na signalizaci u rostlin, které by v budoucnu mohly přispět ke zvýšení výnosů a odolnosti zemědělských plodin, byly publikovány v prestižních mezinárodních časopisech jako Plant Biotechnology Journal, Plant Physiology, Journal of Experimental Botany a Frontiers in Plant Science.

Vojtěška je významnou pícninou a zdrojem vysoce kvalitních proteinů pro lidskou výživu. Díky tomu postupně doplňuje a částečně i nahrazuje známější sóju.

Odborníci vlastnosti vojtěšky pozměnili pomocí genové úpravy, která způsobila nadprodukci signálního proteinu SIMK, což je mitogenem-aktivovaná protein kináza (MAPK). Tento enzym je důležitý nejen pro reakci rostlin na stresové podmínky, ale také pro jejich vývoj. Je totiž nepostradatelný při interakci vojtěšky s půdními bakteriemi z rodu Rhizobium, díky které tato pícnina vytváří kořenové hlízky, jimiž poté získává z půdy potřebné množství dusíku a nemusí být přihnojována. Metodou genetického inženýrství tak vznikly nové důležité genotypy vojtěšky, které produkují více zelené biomasy.

Studiu funkcí proteinu SIMK se vědci Jozef Šamaj a Miroslav Ovečka věnují již více než 20 let. Posledních 10 let s nimi intenzivně spolupracují mladší vědečtí pracovníci Miroslava Medelská (Hrbáčková), Ivan Luptovčiak a Kateřina Hlaváčková.

Vědci z katedry biotechnologií Přírodovědecké fakulty UP upřeli svoji pozornost také na ječmen obecný, u kterého použili metodu genové editace TALEN. Tímto postupem připravili zcela unikátní mutantní linie ječmene s vyřazeným genem MAPK3, které se vyznačují odolností vůči fuzarióze. Pomocí další metody editace genomu CRISPR/Cas9 se jim podařilo získat linii ječmene s vyřazeným genem MAPK6, která je defektní v tvorbě stébel a vykazuje zakrslý fenotyp. Tento výzkum jasně dokazuje, že výsledky z modelové rostliny Arabidopsis se bohužel nedají přímo aplikovat na plodiny, protože mutanti v tomtéž genu vykazují u Arabidopsis defekty ve vývoji kořenů a nikoli stonku.

Výsledky tohoto desetiletého průlomového bádání zaměřeného na ječmen byly publikovány v renomovaných časopisech. Hlavními autory jsou pracovníci katedry biotechnologií PřF UP Pavel Křenek, Tomáš Takáč, Jasim Basheer, Pavol Vadovič a Jozef Šamaj.

„Tento prakticky orientovaný výzkum s možným biotechnologickým využitím pomáhá již dnes vytvářet moderní plodiny nové generace s vyšší produkcí biomasy nebo zvýšenou odolností vůči nebezpečným patogenům a posouvá naše pracoviště na přední příčku v genových editacích a modifikacích zemědělsky významných plodin v České republice,“ podotkl vedoucí katedry biotechnologií Jozef Šamaj.

English version of this article

Back

Privacy settings

We use cookies and any other network identifiers on our website that may contain personal data (e.g. about how you browse our website). We and some of the service providers we use have access to or store this data on your device. This data helps us to operate and improve our services. For some purposes, your consent is required to process data collected in this way. You can change or revoke your consent at any time (see the link at the bottom the page).

(Essential cookies enable basic functions and are necessary for the website to function properly.)
(Statistics cookies collect information anonymously. This information helps us to understand how our visitors use our website.)
(They are designed for promotional purposes, measuring the success of promotional campaigns, etc.)