Na biotechnologickém pracovišti Agritec je zemědělský výzkum tradičně zaměřen na šlechtění luskovin. Stávající rostlinné biotechnologie umožňují řadu postupů, které jsou zahrnuty do vyhledávání nebo tvorby nových genetických zdrojů pro klasické šlechtění zejména polního a dřeňového hrachu, tj. nejsilnější plodinové komodity luskovin v ČR.

Prostřednictvím in vitro testů je možné posuzovat plasticitu odrůd, schopnost různě reagovat na změnu podmínek, například indukce daná změnou složení kultivačních médií. Základem je stabilní in vitro rozmnožovací (mikropropagační) systém, který pak může být využíván při složitějších biotechnologických záměrech, jako jsou polyploidizace, vzdálená hybridizace prostřednictvím protoplastových kultur, prašníkové kultury, in vitro grafting nebo agrobakteriální transformace.

Stabilní mikropropagační systém vychází u hrachu z odřezaných (explantovaných) částí klíčních rostlin. Výchozí explantáty jsou zdrojem meristematických základů a jejich kultivací na definovaném živném médiu dochází k pomnožení (multiplikaci) a tvorbě mnohočetných klonů. Udržování a dlouhodobé kultivace těchto kultur mnohočetných prýtů může být využito jako zdroje prýtů pro sledování schopnosti zakořeňování in vitro (obrázek 1). Je to důležitý poznatek pro možnost převodu rostlin zpět do nesterilních podmínek.

Obrázek 1. Multiplikace in vitro u hrachu, rod Pisum.

Práce s explantáty ve sterilních podmínkách může připomínat selekce rostlin v polních podmínkách. Z tohoto principu vychází in vitro selekce. Charakter nově testovaného efektoru nebo represoru růstu může být velmi rychle zjištěn prostřednictvím těchto in vitro systémů. Přitom odpadá vazba na komplikovanost v polních podmínkách. Můžeme sledovat například vliv těžkých kovů nebo jiných prvků na morfologii, rychlost růstu a multiplikační koeficient kultur, případně výskyt deficientních nebo toxických projevů jako jsou chlorózy a nekrózy či listové deformace.  Další aplikací tohoto systému může být navození (simulace) abiotických stresů jakými jsou chlad, vysoké teploty nebo nedostatek světla (kvalita). Můžeme k tomu využít induktorů jako je například chemické činidlo PEG6000 (polyetylenglykol). Přídavkem tohoto induktoru stresu dochází k navození stavu nedostatku přístupné vody pro explantáty s odpovídajícími morfologickými projevy, navíc v závislosti na koncentraci stresoru (obrázek 2). 

Mezi genovými zdroji se mohou vyskytovat odolné genotypy vůči různým druhům abiotických stresů, eventuelně jiných podmínek prostředí.  

Obrázek 2. Vliv stresoru PEG6000 sledovaného in vitro, rod Pisum.

Autor fotografií: Iva Smýkalová

Zdroje:

Smýkalová I., Šedivá J., Greplová M.: In vitro multiplikační protokol planých druhů (forem) hrachu, rod Pisum. AGRITEC výzkum, šlechtění a služby, s.r.o. ISBN 978-80-87360-62-0. 1.vydání, 2019.

Autor:

Ing. Iva Smýkalová, Ph.D.

Agritec Plant Research, s.r.o.

Zemědělská 2520/16

Šumperk 787 01

www.agritec.cz       

Tato činnost je finančně podpořena projekty MZe-RO1018 a TAČR TH03030050.