Barevná pšenice lépe odolá stresu a suchu
Pšenice je nejrozšířenější plodina, na níž závisí okolo 35 procent lidí na planetě, proto jsme vyšlechtili purpurovou odrůdu AF Jumiko, říká Petr Martinek.
Novou odrůdu pšenice s purpurovým zrnem pojmenoval šlechtitel ze Zemědělského výzkumného ústavu v Kroměříži Petr Martinek po kamarádce z Japonska. Jen původní Yumiko trochu počeštil na AF Jumiko. „Velmi ji to potěšilo. Pracujeme ve stejném oboru,“usmívá se Martinek. Písmena AF jsou zkratkou firmy Agrotest fyto, která je součástí výzkumného ústavu, na jehož polích se úspěšné šlechtění podařilo. Letos odrůda získala registraci u Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského. Česko tak má oficiálně první ozimou pšenici s purpurovým zabarvením zrna.
Znamená to, že teď na polích poroste jinak barevná pšenice, než jsme zvyklí?
To rozhodně ne. Naopak, bude se dál pěstovat tradiční pšenice. Lidé neradi mění návyky. Nová odrůda je o něco méně výnosná oproti běžným, tedy výsledný produkt by byl dražší. Naším dalším šlechtitelským úkolem je zvýšit výnos barevných pšenic na úroveň běžných odrůd. Jde o to, že zrno běžné pšenice je možné obohacovat o barevné látky, které se obecně pokládají za zdraví prospěšné.
A na chuti mouky nebo třeba chleba bych změnu barvy poznala?
Drobná odlišnost by tam být mohla, ale nepředpokládám to. Antokyany, tedy látky odpovědné za purpurové zabarvení odrůdy, jsou obsažené hlavně v povrchové vrstvě, ne přímo uvnitř zrna. Do mouky se barevné látky dostanou jen v nepatrném množství, a navíc se ještě ničí tepelnou úpravou. Účelnější je zpracovávat celá zrna třeba do podoby vloček. Při jejich výrobě je úbytek antokyanů podstatně nižší.
Barevné zrno má lépe odolávat stresům, co to znamená?
Rostliny obecně hýří barvami, a to není samoúčelné. Barvy mají řadu funkcí. Mohou ovlivňovat odolnost rostliny vůči extrémním teplotám a suchu, chránit je proti zasolení, působení těžkých kovů či zvyšovat odolnost proti některým chorobám. Kromě zrna mohou být barevné látky i v jiných orgánech rostliny, jako jsou stébla, pochvy listů, čepele listů, plevy nebo mladé klíčky. Pro člověka je podstatné, že barviva v zrnu pšenice mají významnou antioxidační schopnost. Antioxidanty působí proti stárnutí, potažmo proti různým chorobám. Některá barviva mohou zase působit specificky, třeba žluté barvivo lutein je důležité pro správnou funkci oční sítnice.
Barevná je tedy celá rostlina?
Primárně jsme se soustředili na zrno. Když však AF Jumiko pěstujete na poli, postupně se její barevná odlišnost zvýrazňuje. Studium barevných látek u pšenice otvírá prostor pro další výzkum vztahu mezi pigmentací rostlin a jejich odolností vůči nepříznivým podmínkám. Toho si všiml už Charles Darwin. Popsal, že některé formy s červenými pigmenty jsou odolnější k chladu a k chorobám. Vzhledem k měnícímu se klimatu to může být důležité i u pšenice.
Ale i běžná pšenice má přece barvu zrna. Ačkoliv je na pohled zlatavé, označuje se jako červené?
To je pravda, jenomže její zabarvení nezpůsobují antokyany, ale jiné látky – taniny. Ty jsou hořké. Například umožňují rostlině bránit se takzvanému porůstání. To je velmi nežádoucí jev, ke kterému dochází, když během sklizně hodně prší. Pak se může stát, že začnou zrna předčasně klíčit ještě uvnitř klasu, a tím se mohou znehodnotit.
A barevná pšenice má i tyto hořké látky?
Má, protože pro křížení s barevnými pšenicemi jsme použili běžné pšenice s červeným zrnem.
Když to shrnu, je pšenice s barevným zrnem zdravější a odolnější, ale chleba se z ní péct nebude?
V zásadě je to tak. Samozřejmě, že se chleba z odrůdy AF Jumiko dá upéct. V Rakousku se podobný chléb prodává s názvem PurPur Brot a má tam svůj okruh zákazníků. U nás je potřeba najít zpracovatele.
Jaký je rozdíl mezi šlechtěním a genovou modifikací, která je stále kontroverzní?
I my měníme složení genů. Ale přirozeným procesem. Pšenice je oboupohlavní samosprašná plodina, takže musíme rostliny pro křížení upravit tak, abychom vytvořili samčí a samičí rodiče. Vlastní přenos genů při křížení se provádí přenosem pylu. Naproti tomu genetická modifikace je umělý přenos genu nepohlavní cestou prováděný v laboratoři. Představte si to tak, že se gen vyjme z jednoho organismu a přenese do jiného. Pak je možné křížit organismy, u kterých by to jinak nebylo možné. Předpokládám, že využití genetických modifikací ve šlechtění v budoucnu bude běžné. Například inzulin se vyrábí pomocí bakterie, do které byl přenesen lidský gen pro tvorbu tohoto enzymu. Je to tedy produkt genetické modifikace, který zachraňuje spoustu životů.
Proč šlechtíte právě pšenici?
Je to nejrozšířenější plodina, na které závisí okolo 35 procent lidí na planetě. Šlechtitelé usilují o zvyšování výnosů a kvality zrna. Já mám dobrý pocit z toho, že mohu trochu vybočovat a snad přijít s něčím novým. Také pokládám za důležité se zabývat genetickými zdroji, které jsou nezbytné pro zachování určité rozmanitosti.
Jak je na tom dnešní pšenice?
Poměrně dobře. Nedávno se svět dozvěděl, že se vědcům z Ústavu experimentální botaniky v Olomouci podařilo přečíst celý genom pšenice. Jde o významný úspěch, protože je asi pětkrát větší než u člověka. V průběhu evoluce totiž pšenice vznikla sloučením tří odlišných druhů. Myslím, že díky tomu obrovskému genomu není genová eroze tak veliká jako u jiných plodin.
Jak dlouho šlechtění nové odrůdy trvá?
Odhadem 12 až 15 let. Kromě požadovaného přínosu musí být odrůda vyrovnaná. Rostliny musí v porostu dozrávat ve stejnou dobu, aby se daly jednoduše ošetřovat a sklízet. Navíc musí mít stejné vlastnosti, aby odrůdu bylo možné jednoznačně popsat a chránit ji po právní stránce.
Na vyšlechtění nové odrůdy AF Jumiko
Byla to Mendelova univerzita v Brně, kde se dělají krmné testy na zvířatech. Kromě toho spolupracujeme s Českou zemědělskou univerzitou v Praze, Lékařskou fakultou Univerzity Palackého v Olomouci a firmou Pro Bio. Na šlechtění se pracovalo také v rámci výzkumného projektu, na kterém se podílela všechna tato pracoviště.
Máte z pokusů na zvířatech nějaké pozitivní výsledky?
Ucelené výsledky ještě nejsou k dispozici. Nadějné jsou u slepic, kde se zatím ukazuje, že purpurová pšenice prodlužuje délku snášení vajec, a tím užitkovost slepic. Výsledků ze zahraničí je také zatím málo a některé působí trochu rozporuplně. Vše je potřeba mnohokrát ověřit, a to chce čas.
Z barevné pšenice se vyrábějí vločky, které jsou v omezené míře v prodeji. Sledují se tedy i účinky na člověka?
Ne. Víme z pokusů na zvířatech, že barevné pšenice nepředstavují žádné riziko pro člověka. O pokusech na lidech jsme vůbec neuvažovali. Byly by finančně a organizačně velmi náročné.
Kde se vzalo purpurové zbarvení?
Pšenici s takovou barvou zrna objevili v Etiopii. Myslím, že ji přivezl jeden ze spolupracovníků ruského biologa Vavilova. Vavilov byl v oblasti biologie velmi důležitou osobností. V první polovině minulého století vytvořil v tehdejším Leningradu největší sbírku semen na světě a založil tak genovou banku. Existují pochopitelně i jiné genové banky, třeba v Praze Ruzyni či v Gaterslebenu v Německu, ta petrohradská je však stále nejrozsáhlejší. Nejsme první, kdo purpurové zrno ke šlechtění použil. Zhruba před 40 lety registrovali odrůdu s touto barvou zrna na Novém Zélandu. Odtud se povědomí o ní začalo šířit do světa.
Dnes je velkým problémem nedostatek vody v krajině. Mohly by být barevné pšenice odolnější i vůči suchu?
Myslím, že mezi formami pšenice s odlišnou barvou by se daly najít některé se zlepšenou odolností k suchu. Jenomže problém sucha žádné rychlé řešení nemá a nejsem si jistý, jestli se mu člověk dovede vůbec zásadněji bránit. Předpokládám, že bude potřeba ubírat se cestou zalesňování velkých ploch. Šlechtění odrůd pšenice odolných k suchu je až druhotná potřeba vyvolaná tímto problémem. Tam, kde neporoste pšenice, bude nutné přejít na plodiny z jižních oblastí. Ale tím se nevyřeší problém ubývání vody.