Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v. v. i.: Genetika pomáhá zachraňovat cenné populace dubů

Duby patří k našim hospodářsky i ekologicky nejvýznamnějším lesním dřevinám. Dva hlavní druhy – dub letní a dub zimní – mají značně rozdílné nároky na přírodní podmínky, v nichž se jim daří, rostou od nížin do pahorkatin. V době klimatických změn je důležitá adaptace druhů a populací na měnící se podmínky prostředí.

Vlivu přírodních faktorů na genetické vlastnosti jedinců a jejich přizpůsobování genetického vybavení organismů novým životním podmínkám se věnuje mnoho pozornosti, avšak volba vhodné metody k určení genotypů je zcela zásadní. Touto problematikou se zabývali vědci z VÚLHM při řešení výzkumného projektu TA ČR TJ01000385 „Genetická charakterizace populací dubů s omezenou možností přirozené obnovy a efektivní reprodukce místních genotypů metodou organogeneze pro podporu udržení těchto druhů v jejich přirozených společenstvech“ a zpracovali Metodický postup určení genotypů dubů s využitím jaderných mikrosatelitových markerů (nSSR markery).

V lesním hospodářství mají biotechnologické metody zaměřené na výzkum genetických vlastností a určení genotypů dubů značný význam nejen z hlediska charakterizace jedinců a populací dubů, ale např. i pro podpoření biodiverzity v lesních ekosystémech a uchování cenných genotypů.

Například v zahraničí v roce 2018 porovnávali evoluční vztah genotypů dubu korkového v rámci rozsáhlého geografického šetření a jejich adaptaci na podmínky prostředí. Navzdory velkým geografickým vzdálenostem u analyzovaných vzorků byla překvapivě zjištěna nízká genetická rozmanitost (diverzita).

Zmíněná publikace popisuje postup použití biotechnologických metod pro stanovení genetických vlastností dubů (letního a zimního) a jejich vegetativní množení v in vitro podmínkách. Získané poznatky lze využít při záchraně ohrožených a cenných populací dubů.

V porovnání s jinými metodami jsou nSSR markery používány od konce minulého století, nejčastěji při genotypizaci rostlin. Hlavními výhodami použití nSSR markerů je vysoká variabilita (polymorfismus), kodominantní dědičnost, která umožňuje rozlišit heterozygoty, využití více genetických markerů v jedné analýze, vysoká reprodukovatelnost a genotypování i jiných příbuzných rostlinných druhů.

Metodický postup určení genotypů dubů byl vyzkoušen celkem u čtyř populací dubu letního a zimního, pocházejících záměrně z lokalit s odlišnými stanovištními podmínkami – optimálními a extrémními (nedostatek spodní vody, vysoké teploty).

Na základě standardních hodnocení genetických vzdáleností se odlišily populace dubu zimního od dubu letního, přičemž geneticky nejblíže si byly populace dubu letního z lokalit s vhodnými stanovištními podmínkami. Geneticky rozmanitější byly populace dubu zimního, které se nacházely na lokalitách s vhodnými podmínkami a s extrémními podmínkami.

Vytvořená standardizovaná metodika určení genotypů dubu letního a zimního pomocí nSSR markerů umožňuje s vysokou spolehlivostí zjistit genetickou diferenciaci a variabilitu u studovaných populací. Výsledky ukázaly, že s využitím nSSR markerů je možné určit nejen genotypy uvnitř populace, ale i odlišit jednotlivé populace na základě genetických vzdáleností u pozorovaných společenstev. Metodické postupy analýzy nSSR markerů u dubů nebyly dosud pro podmínky České republiky popsány.

Reprodukce genově bohatších populací zaručuje získání stabilnějších a odolnějších porostů, které budou zvyšovat biologickou rozmanitost, lépe se přizpůsobovat možným změnám klimatu, a tím přispívat k ochraně životního prostředí. Zlepšená genetická produkční báze zvyšuje kvantitativní těžební potenciál a přispívá tím ke zvýšení ekonomické životaschopnosti a konkurenceschopnosti trvale udržitelného obhospodařování lesů, což je jeden z cílů Národního lesnického programu II (2012).

„Znalostí genetické struktury populací dubů, které představují důležitou složku lesních společenstev, významně přispějeme k podpoře a zvýšení biodiverzity lesních porostů a rovněž pomůžeme naplnit cíle Státní politiky životního prostředí a mezinárodní závazky ČR při ochraně biologické rozmanitosti,“ uzavírá Eva Pokorná, jedna z autorek metodického postupu.

Brožuru „Metodický postup určení genotypů dubů s využitím jaderných mikrosatelitových markerů“ je možné si stáhnout zde.

Kontakt: Ing. Eva Pokorná Ph.D., e-mail: pokorna@vulhm.cz, VÚLHM, v. v. i., útvar Biologie a šlechtění lesních dřevin.