Vědci přečetli genom kukuřice
Kukuřice se zařadila vedle rýže a sóji a stala se další zemědělskou plodinou s přečteným genomem. Jde o milník v genetice a biologii rostlin. Zemědělcům a šlechtitelům otevírá znalost genomu kukuřice zcela nové možnosti pro šlechtění a pěstování této plodiny.
Kukuřice představuje jednu z nejdůležitějších plodin současného světa. Už v roce 1994 došel americký Národní svaz pěstitelů kukuřice k závěru, že "budoucnost kukuřice je zapsána v jejím genomu" a že "nejdůležitější úkol je kukuřičný genom zmapovat". Po patnácti letech práce početného mezinárodního týmu genetiků je genom kukuřice přečten a vědci i zemědělci jej mohou využívat. Data o geonomu kukuřice jsou volně dostupná na maizesequence.org. První výsledky čtení kukuřičné DNA a využití těchto dat otiskly v sérii článků prestižní vědecké časopisy Science a PLoS Genetics.
Dědičná informace kuřice obsahuje přes dvě miliardy písmen genetického kódu a je v buněčném jádru rozdělena do deseti úseků, tzv. chromozomů. Obsahuje kolem 32 000 genů. Kukuřičná DNA je tedy menší než lidská dědičná informace, která má tři miliardy písmen genetického kód. Kukuřice je však bohatší na geny. Počet lidských genů se pohybuje kolem 23 000. To není velké překvapení. Rostliny mají obecně více genů než živočichové, například proto, že si samy vyrábějí živiny fotosyntézou a musí k tomu být náležitě vybaveny.
Domestikace kukuřice: jeden z největších vynálezů v dějinách lidstva
Ve světle informací o kukuřičném genomu se začaly vyjasňovat letité záhady, které pěstování kukuřice provázely. Už samotná domestikace kukuřice z planě rostoucí teosinty je považována za jeden z největších "vynálezů" v dějinách lidstva. Nyní vědci mohou tento proces zpětně rekonstruovat. V genomu dnešních kukuřic jsou jasně patrná místa, která byla středem ryze empirického zájmu prvních jihoamerických zemědělců a probíhala v nich velmi tvrdá selekce. Mnohé ze zásahů dávných indiánů zocelily kukuřici proti drsným klimatickým podmínkám a toxickému účinku těžkých kovů. To prozrazuje, že se kukuřice před 8500 až 10 500 roků začala pěstovat pod soptícími vulkány.
Po léta zemědělci věděli, že kukuřice je "mistr světa" v heterozi. Čile toho využívali, i když netušili, čemu kukuřice za tuto vynikající vlastnost vděčí. Heteroze je fenomén, který se projevuje u kříženců. Jejich vlastnosti nejsou průměrem vlastností rodičovských rostlin. Hybrid své rodiče obvykle v mnoha ohledech překoná. Dnešní zemědělci toho využívají k tvorbě tzv. hybridních linií, které dosahují výnosů, o jakých se dřívějším pěstitelům kukuřice nesnilo. Proč právě kukuřice reaguje na křížení tak dobře, začíná být jasné z analýz dědičné informace hybridů a ze srovnání s DNA výchozích rodičovských rostlin. V hybridní rostlině se sejdou chromozomy s odlišnými variantami genů mateřské a otcovské rostliny. Geny, jež přineslo pylové zrnko, mají schopnost zapínat a vypínat geny na chromozomech, jež dostal hybrid od mateřské rostliny. V různých křížencích se tedy širokému spektru "otcovských zapínačům" nabízí pokaždé jiná konstelace "cílových genů" z mateřské rostliny. Šlechtitelé si pak mohou z nepřeberného množství hybridů vybrat takového, který nejlépe vyhovuje jejich potřebám.
Vědecké články v PLoS Genetics: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Starosvětské příběhy lesníků z časů, kdy se na Šumavě ještě žilo podle staletých tradic.
Václav Žmolík, moderátor
3x Karel Klostermann
Komplet obsahuje dva šumavské romány Ze světa lesních samot, V ráji šumavském a povídkový soubor Mrtví se nevracejí z pera klasika české literatury Karla Klostermanna (1848 - 1923), který tomuto kraji zasvětil celé své dílo.