Přihlásit

Vědci objevili způsob identifikace topolů odolných vůči suchu

Významným úkolem lesnické vědy v současnosti je nalezení jedinců lesních dřevin odolných vůči suchu, a to v rámci jednotlivých druhů a jejich populací. Mezi jedinci jednoho druhu domácích dřevin, ať už jde o smrk, jedli, buk, topol, lípu či jiné, existují významné rozdíly ve schopnosti snášet sucho. Proto je důležité najít způsob, jak jedince vykazující toleranci k podmínkám sucha identifikovat. Již delší dobu vědci usilovně hledají gen či geny, které řídí strategii stromů při reakci na stres suchem.

Topol černý ve svém přirozeném prostředí lužního lesa, NPR Libický luh. Foto: Jan Řezáč Topol černý ve svém přirozeném prostředí lužního lesa, NPR Libický luh. Foto: Jan Řezáč

Je to důležité i proto, že se stále častěji objevují úvahy o nahrazování našich původních druhů exotickými dřevinami z jiných zeměpisných podmínek, například jižní Evropy. Přitom populace domácích lesních dřevin vykazují širokou variabilitu vlastností, značný rezistentní potenciál a schopnosti přizpůsobit se změněným ekologickým podmínkám.

Ke klíčovým nástrojům pro identifikaci mechanismů souvisejících s tolerancí lesních dřevin ke stresu suchem patří biochemické metody. Těmito metodami se dlouhodobě zabývají vědci z Výzkumného ústavu lesního hospodářství a myslivosti, v. v. i., útvaru Biologie a šlechtění lesních dřevin. V rámci výzkumného projektu „Charakterizace druhů topolů a jejich odolnosti vůči suchu pomocí sekvenování nové generace" zpracovali metodiku „Využití biochemických metod pro identifikaci topolů odolných vůči suchu".

V oblasti výzkumu rostlinné biologie patří topoly mezi modelové dřeviny nejen z hlediska relativně malé velikosti genomu (485±10 Mb), v roce 2006 byl prvně popsán genom topolu chlupatoplodého, ale i pro svůj rychlý růst, možnost vegetativního rozmnožování řízky, jednoduchou manipulaci při pokusech i snadněji dostupné a aplikovatelné genetické metody. V současné době jsou různé kultivary topolů často vybírány za modelové dřeviny pro studium adaptace k podmínkám prostředí, sekundárního růstu a proměnlivosti jejich fenotypových znaků.

Topol černý (Populus nigra L.), kultivar P797 pěstovaný v nádobách. vlevo – fenotyp zalévané rostliny (kontrola), uprostřed nahoře – detail vrcholu zalévané rostliny, vpravo – fenotyp rostliny 3 dny bez zálivky, uprostřed dole – detail vrcholu rostliny 3 dny bez zálivky.
Topol černý (Populus nigra L.), kultivar P797 pěstovaný v nádobách. Vlevo – fenotyp zalévané rostliny (kontrola), uprostřed nahoře – detail vrcholu zalévané rostliny, vpravo – fenotyp rostliny 3 dny bez zálivky, uprostřed dole – detail vrcholu rostliny 3 dny bez zálivky.

Za cílovou zájmovou dřevinu určenou k popsání metodického postupu stanovení tolerantních jedinců k suchu si vědci z VÚLHM vybrali topol černý. Předpokládají, že zjištěné a popsané postupy budou mít značné uplatnění i pro ostatní druhy listnatých dřevin a pomohou rychle rozlišit jedince odolné k suchu.

Topol černý je významnou lesní dřevinou rostoucí po celé Evropě. Vyskytuje se v blízkosti řek, na půdách písčitých a písčitohlinitých i střídavě zamokřených. Má větší požadavky na vodu, avšak neprospívá na těžkých, neprovzdušněných jílovitých půdách s vysokou hladinou stagnující podzemní vody. Je dřevinou světlomilnou a dobře odolává znečištění ovzduší. Dřevo topolu černého se používá k výrobě dýh.

Lesní dřeviny využívají různé strategie, jak se vypořádat se stresem způsobeným suchem, k nimž patří i zapojení molekulárních genetických mechanismů. Zahraniční vědci v roce 2017 sledovali odezvu na sucho u tří genotypů topolu černého, u nichž identifikovali 10 641 genů výhradně regulovaných suchem, zejména spojených s programovanou buněčnou smrtí a senescencí (stárnutí) listů. Do skupiny genů regulovaných suchem patří rovněž geny spojené s metabolismem rostlinných hormonů, metabolismem cukrů a jiné.

Avšak v přírodních podmínkách jsou lesní společenstva často vystavena několika různým abiotickým stresovým faktorům současně působících na celkový stav porostů. Jde například o kombinaci působení sucha a vysokých teplot v různě dlouhém časovém období. Proto je nutné zajistit rostliny (plodiny) se zvýšenou tolerancí k suchu i teplotnímu stresu, a celosvětově tak snížit negativní vlivy klimatických změn na zemědělskou a lesnickou produkci.

V prezentované metodice je působení ostatních faktorů významně eliminováno založením pokusu v řízených kontrolovaných laboratorních podmínkách. U sledovaných jedinců topolu černého vědci zjistili dynamický průběh změn u všech sledovaných genů v průběhu jednotlivých dnů nádobového pokusu. Významný postupně klesající trend zaznamenali u genu fotosystém II („PhotII“), který úzce souvisí s primárním metabolismem rostlin.

Výsledky naznačují, že s delším působením sucha je hladina genu PhotII po šesti dnech významně snížena. Působením sucha je tedy PhotII významně ovlivněn a může být zvolen jako vhodný kandidátní gen pro identifikaci topolů odolných vůči suchu.

Jinými slovy v průběhu experimentu se hladiny sledovaných genů u topolu černého významně mění a je možné vybrat konkrétní kandidátní geny, které by spolehlivě charakterizovaly fyziologický stav rostlin v souvislosti s působením podmínek sucha. V popsaném pokusu se jedná zejména o geny PhotII a Chitin.

„Metodické postupy, uplatněné pro identifikaci genů souvisejících s odezvou na stres suchem u topolu černého lze využít i pro další listnaté druhy lesních dřevin. Úspěšně jsme je vyzkoušeli například i pro topol šedý. Námi získané výsledky z genetických analýz budou sloužit jako cenný zdroj informací pro přímé využití v lesnické praxi." dodává na závěr Ing. Eva Pokorná z realizačního týmu.

Metodika byla zpracována kolektivem autorů z Výzkumného ústavu lesního hospodářství a myslivosti, v. v. i., v rámci řešení výzkumného projektu TA ČR TJ02000217 „Charakterizace druhů topolů a jejich odolnosti vůči suchu pomocí sekvenování nové generace“ a za podpory Ministerstva zemědělství ČR, institucionální podpory MZE-RO0118.

Certifikovaná metodika Využití biochemických metod pro identifikaci topolů odolných vůči suchu je ke stažení zde: https://www.vulhm.cz/files/uploads/2020/11/LP_1_2020.pdf

TZ VÚLHM

Naposledy změněno: čtvrtek, 14 leden 2021 09:16

(0 hlasů)

Diskuse na serveru Silvarium.cz zůstává přístupná pro všechny čtenáře. Pro vkládání příspěvků je nutná registrace pomocí e-mailu. Pravidla diskusí na Silvarium.cz (Kodex diskutujícího) a stručný návod jak se registrovat naleznete zde.

Hlavní zprávy

Rok 2020: Kůrovcová kalamita v době covidové (Anketa Lesnické práce)

Rok 2020: Kůrovcová kalamita v době covidové (Anketa Lesnické práce)

Lesnictví

V anketě lednového čísla Lesnické práce významní představitelé lesnicko-dřevařského oboru komentovali uplynulý rok 2020. Přinášíme čtenářům Silvaria anketní odpovědi zástupců státních lesů – Josefa Vojáčka...

Lesnické práci popřáli: P. Zahradník, P. Češka, PEFC ČR, J. Pohan a M. Třeštík

Lesnické práci popřáli: P. Zahradník, P. Češka, PEFC ČR, J. Pohan a…

Lesnictví

Video uvnitř článku! Podívejte se, co kolegyně a kolegové lesníci popřáli ve třetím ze série videopřání Lesnické práci, která letos slaví jubilejní 100. vydání!

Chladné počasí loni pomohlo ALSOL snížit objem kůrovcových těžeb

Chladné počasí loni pomohlo ALSOL snížit objem kůrovcových těžeb

Lesnictví

Pracovníci Arcibiskupských lesů a statků Olomouc (ALSOL) loni díky chladnějšímu a deštivému počasí vytěžili o téměř 90 000 metrů krychlových kůrovcového dříví méně, než původně...

Trubači Markazíni popřáli k výročí Lesnické práce

Trubači Markazíni popřáli k výročí Lesnické práce

Lesnictví

Video uvnitř článku! Ke 100. výročí časopisu Lesnická práce ve druhém ze série videí tentokrát svou zdravicí přispěli trubači Markazíni, kteří všem pro radost a zamyšlení nad...

Populární zprávy

Státní podnik Lesy ČR zhodnotil situaci v lesích po letošní kůrovcové sezóně

Státní podnik Lesy ČR zhodnotil situaci v lesích po letošní kůrovcové sezóně

Lesnictví

Zobrazeno:6115

Letová aktivita kůrovců skončila, kalamita ale pokračuje. Podle vyjádření Lesů ČR je zvládnutí kalamity pro podnik prioritou. Postupně se to daří na Moravě, situace se...

Nepotřebujeme náhrady za škody zvěří, potřebujeme, aby nám kultury odrůstaly

Nepotřebujeme náhrady za škody zvěří, potřebujeme, aby nám kultury odrůstaly

Lesnictví

Zobrazeno:4442

V posledních několika letech se v důsledku kůrovcové kalamity lesníci potýkají s bezprecedentním nárůstem holin a klimatická změna s sebou nese nutnost přechodu k pestřejším...

Podzimní Kůrovcová mapa byla aktualizována

Podzimní Kůrovcová mapa byla aktualizována

Lesnictví

Zobrazeno:4291

Na základě rozdílové analýzy satelitních snímků bylo detekováno cca 8 100 ha těžeb převážně jehličnatých porostů v období od července 2020 do září 2020, dále...

Lesy ČR z tendru 2021+ podepsaly všechny smlouvy, nejvíc má Uniles

Lesy ČR z tendru 2021+ podepsaly všechny smlouvy, nejvíc má Uniles

Lesnictví

Zobrazeno:3605

Aktualizováno Lesy ČR uzavřely podpisem posledních čtyř smluv miliardový lesnický tendr. Vítězem pětimiliardového tendru státního podniku Lesy České republiky (LČR) na lesnické práce a prodej dřeva...

Naši partneři

Lesy ČR VLS UHUL ČLS LOS DYAS.EU PEFC LESmedium.SK Lesnicko-dřevařská komora ČR Arcibiskupské lesy a statky Olomouc s.r.o. Agrární komora ČR

Naše další weby