Hodí? Nehodí?  
aneb jak padl jeden z dlouho tradovaných šlechtitelských mýtů.

Za nejprošlechtěnější plodinu světa je považována pšenice. Šlechtí se už dlouho a hlavně v posledním půlstoletí hodně intenzivně.  Výsledkem toho je, že máme vysoce produkční rostliny. Ale není to zadarmo. Jsou z nich z „primadony, které nesmí ani ofouknout“. Rostlinky se neobejdou bez pesticidů, herbicidů, insekticidů ani umělého přihnojování. Pokud by se stalo a třeba  vlivem klimatu se zhoršily podmínky, dopadne to s nimi i s námi bledě.


Proč jsou šlechtěné rostliny choulostivější?

Má se za to, že na vině je způsob, jak se to dělá. Šlechtí se v optimálních anebo aspoň v těch lepších podmínkách. Nejméně pět desítek let se klade důraz na co nejvyšší výnos i za cenu vysokých vstupů. Odhady praví, že 68 procent celosvětových emisí oxidu dusnatého má původ v hnojení obilí (pšenice, rýže a kukuřice). Pro udržitelnost a rostoucí znečištění životního prostředí tak vyvstává úkol šitý na míru chytré horákyni. Více než dvě desítky německých a australských výzkumníků se rozhodlo prověřit, jak to vlastně s tou sníženou odolností nových kultivarů, dávané za vinu snížené genové rozmanitosti, je.

 

Kai Voss-Fels, genetik a kmenový zaměstnanec University of Queensland v Brisbane, pracující na Justus Liebig Universitat Giessen v Hesensku pózuje na jednom z pokusných políček. Kredit: Kai Voss-Fels.
Kai Voss-Fels, genetik a kmenový zaměstnanec University of Queensland v Brisbane, pracující na Justus Liebig Universitat Giessen v Hesensku, pózuje na jednom z pokusných políček. Kredit: Kai Voss-Fels.

Aby vědátoři zjistili,  jak špatně bychom při zhoršování podmínek dopadli, vzali si do pokusu nové „přešlechtěné“ a také starší (méně prošlechtěné) odrůdy pšenice. Potom je společně pěstovali ve zhoršených podmínkách. Tato srovnávací studie je zatím největším dílem, které v tom směru byly podniknuty, a zabrala pět let. Výsledky nyní zveřejnil časopis Nature. Jsou odpovědí na otázku, jak si která odrůda poradila v podmínkách s nízkými agrotechnickými vstupy. Těmi „přešlechtěnými odrůdami“ v tomto případě míníme ty nejvýkonnější elitní kultivary, kterými se Evropa může pochlubit.

 

Výzkumníci porovnávání rostlin vzali ze široka. Sledovali nejen výnos, ale i vzrůst rostlin, tvorbu listové plochy, kvetení, odolnost proti nemocem, tvorbu biomasy a celou řadu fyziologických parametrů. Aby vyloučili možné chyby, probíhal pokus na šesti různých lokalitách a na všech se třemi různými intenzitami pěstování. Intenzita představovala výrazně kontrastní úrovně dostupnosti dusíku (hnojení) a aplikace chemikálií na ochranu rostlin. Samozřejmě, že plochy porovnávaných rostlin byly vždy v těsném sousedství, aby podmínky testu (bonita půdy,...) byly stejné. Část pozemků se hnojila dusíkem (220 kg na hektar) a rostlinám se dostalo podpory těch nejúčinnějších fungicidů,  insekticidů a regulátorů růstu. Druhá část byla hnojena jen málo (110 kg dusíku na hektar) a žádné chemikálie. Ve třetí se rostlinám nedostalo žádného hnojení, ani žádných chemikálií na ochranu.

Všechny tři  způsoby hospodaření probíhaly pro rostliny v podmínkách, které se označují jako stresující - nízké srážky a lehké půdy s nízkým obsahem humusu.


Výsledky jsou opakem očekávaného. Nejvyšší výnosy, a to i v těch zhoršených podmínkách, dávaly nové kultivary. Vědci si to vysvětlují tím, že se v nich postupně akumulovaly genetické varianty, které přináší příznivé účinky na klíčové parametry výnosu, odolnost vůči chorobám, využití dostupných živin i účinnost fotosyntézy. A pochopitelně i kvalitu zrna. Z toho lze odvodit, že i v případě budoucích zhoršených podmínek (vlivem klimatu) by kombinace prospěšných haplotypů moderních kultivarů ozimých pšenic zvládaly efektivně využívat dostupné zdroje a optimalizovat výnosový potenciál.


Jak je to možné?

Vědci přišli ještě na jednu překvapivou věc, o níž jsme se zatím nezmínili. Týká se prověření SNP. V tomto případě zkratka nesouvisí se Slovenským národním povstáním, nýbrž odráží stav, jak na tom rostlinky jsou s genotypem. Zkratkou SNP označují jednonukleotidový polymorfismus. Neboli variace v jediném nukleotidu, která se vyskytuje v určité pozici v genomu. Jednonukleotidové polymorfismy se považují za základ rozdílů. U rostlin, podobně jako u  nás (lidí), charakterizují například náchylnost k různým onemocněním. Jinak řečeno, výzkumníci tím zjišťovali, jak moc šlechtěním utrpěla diverzita, bez níž se rostliny změněným podmínkám nemohou přizpůsobovat.


Právě touto neschopností šlechtěných odrůd reagovat na změněné podmínky  mnozí vizionáři z řad ochranářů rádi operují. Výsledky pokusu na dvou stech odrůdách pšenice ale nenaznačují, že by se jejich zlé předtuchy v případě obilí  měly naplnit. SNP naopak ukazuje, že i když diverzita klesla, tak ta potřebná (genetická diversita) se u moderních kultivarů pšenic za posledních padesát let šlechtění nesnížila. Jinak řečeno, snižování haplotypů se týká jen těch se škodlivými účinky. To také vysvětluje, proč se předpoklad lepší adaptability starších odrůd nenaplnil.


Závěr

Výsledky rozsáhlých pokusů zbořily tradovanou představu, že nové vyšlechtěné odrůdy se do zhoršených podmínek nehodí. Opak se ukázal být pravdou, čímž všeobecně přijímaný tradovaný mýtus, že při zhoršení podmínek nové odrůdy selžou a že těm starším, méně prošlechtěným a odolnějším a přizpůsobivějším, nemají šanci konkurovat, padl.

 


Poznámka: Pro ty, kteří by chtěli výsledky pokusu přepočítat a závěry studie ověřit, dali vědci data k dispozici:  https://zenodo.org/record/1316947 a zde: https://doi.org/10.5281/zenodo.1316947

 

Literatura

Kai P. Voss-Fels et al.: Breeding improves wheat productivity under contrasting agrochemical input levels, Nature Plants (2019). DOI: 10.1038/s41477-019-0445-5

Datum: 07.07.2019
Tisk článku

Genetika a šlechtění plemen psů - Dostál Jaromír
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 280 Kč
cena: 241 Kč
Genetika a šlechtění plemen psů
Dostál Jaromír
Související články:

Překročili jsme Rubikon ve šlechtění skotu?     Autor: Jan Nevoral (06.05.2015)
Nositelé Nobelových cen příkře odsoudili protigenetické tažení Greenpeace     Autor: Stanislav Mihulka (07.07.2016)
GOC rýže aneb jak Číňané vypálili Američanům rybník     Autor: Josef Pazdera (17.01.2019)
Jaký je potenciál využití biomasy v Česku a ve světě     Autor: Jan Kašinský (15.02.2019)
Šetřit vodou se dá i úpravou průduchů rostlinám     Autor: Josef Pazdera (26.06.2019)



Diskuze:

Nejvyšší čas

Jonathan Novák,2019-07-08 13:52:39

hupsnout na homo sapiens, než bude pozdě.

Odpovědět


Re: Nejvyšší čas

Milan Krnic,2019-07-08 14:08:22

Tak pozor, abyste při tom stagedivingu nedopadl podobně jako frontman kapely Monkey Business.

Odpovědět


Re: Re: Nejvyšší čas

Jonathan Novák,2019-07-08 14:35:59

Právě kvůli takovým se mi zdá, že už je pozdě. :D

Odpovědět


Re: Re: Re: Nejvyšší čas

Milan Krnic,2019-07-08 17:35:56

Je nejvyšší čas hupsnout, ale kvůli těm, kteří hupsají, se vám zdá, že je pozdě. Zajímavé.

Odpovědět

chudáci ekobiofantastové

Jiří Kolumberský,2019-07-08 09:08:11

a zase je ta příroda dostala.

Odpovědět


Re: chudáci ekobiofantastové

Milan Krnic,2019-07-08 09:32:12

Víte o nějakém, který se zrovna tímto zabýval?

Odpovědět

vysoce šlechtěné pšenice

Florian Stanislav,2019-07-07 17:21:35

Nejsem pšenicolog, ale odrůdy šlechtěné třeba za pomoci nadací a amerických universit předané Indii se osvědčily po celá desetiletí.
https://www.freeglobe.cz/Articles/3409-indie-geneticky-upravene-osivo-zemedelska-produktivita-a-politicky-podvod.aspx
Stránka je proti GMO plodinám a chemii v zemědělství, ale jejich tabulka ukazuje, že právě šlechtění ( pšenice) zabránilo hladomoru v Indii a Číně. Možná v Indii založilo na hladomor budoucí, vzhledem k porodnosti.
Pšenice 1961 1971 1981 1991 2001 2011 % nárůst
Čína 0,56 1,27 2,11 3,10 3,81 4,84 865%
Indie 0,85 1,31 1,63 2,28 2,71 2,99 351%
USA 1,61 2,28 2,32 2,30 2,70 2,94 183%
https://theses.cz/id/q6jx6t/Bakala_ska_prace/Bakala_ska_prace.pdf
program High Yielding Varieties
Programme (HYVP), který vznikl pod záštitou indického ministra zemědělství C.
Subramaniama (Djurfeldt et al., 2005). Do země bylo v roce 1966 dovezeno 18 000 tun
osiva trpasličí odrůdy pšenice z Mexika...V roce 1968 došlo k rekordní sklizni pšenice – 17 milionů tun a v dalších letech produkce výnosy nadále rapidně stoupaly. V roce 1979 došlo ke
zdvojnásobení produkce, která dosáhla 35 mil. tun a v následujících letech dále stoupala. I
výnosy se zvýšily z průměrných 0,8 t/ha před zavedením vysoce výnosných plodin (High
Yielding Varieties – HYV) na 1,1 t/ha v roce 1968 a i nadále se zvyšovaly takovým
tempem (viz graf 1), až se Indie stala v produkci pšenice soběstačnou (Drobník, 2009).


Šlechtěné odrůdy u nás jsou odlonější proti suchu i polehání, což zvyšuje efektivnost a kvalitu sklizně.

Odpovědět


Re: vysoce šlechtěné pšenice

Alexandr Kostka,2019-07-07 19:34:51

Také za tu dobu podstatně vzrostl podíl CO2 v atmosféře, což rostlinám (schopným to využít, což nevím, jestli jsou všechny) dovoluje provozovat fotosyntézu o dost intenzivněji.

Odpovědět


Re: Re: vysoce šlechtěné pšenice

Florian Stanislav,2019-07-07 23:15:20

Fotosyntéza závisí na optimálním poměru faktorů, zvláště voda, světlo, minerály, CO2.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/82/Photosynthesis_-_CO2_concentration_graph.png/250px-Photosynthesis_-_CO2_concentration_graph.png
Nad 0,4% CO2 fotosyntéza neroste.
Podstatný je (i) vodní stres.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynt%C3%A9za
"Snížení množství vody vede k zavírání průduchů, a tím k menšímu příjmu CO2"

Odpovědět


Re: Re: Re: vysoce šlechtěné pšenice

Alexandr Kostka,2019-07-08 15:41:20

Zatím je ho ve vzduchu cca 10x méně, než je uváděný strop maximálního využití. Ale jinač máte samozřejmě pravdu, záleží na poměru, limitním prvkem je to, čeho je nejméně.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: vysoce šlechtěné pšenice

Milan Krnic,2019-07-08 17:32:47

"Zatím je ho" je realita, a v té "limitním prvkem je to, čeho je nejméně" neplatí (máme tu např. škůdce), svět je komplexní.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: vysoce šlechtěné pšenice

Florian Stanislav,2019-07-09 20:16:30

Ano, od nynějších O,O4% CO2 do O,4% je ještě daleko.
Nicméně: pokud více CO2 -->více fotosyntézy ----> více poroste plevel a rozmanitější--> bude třeba více pesticidů. Více fotosyntézy neznamená automaticky více úrody (pšenice). Obilí potřebuje živiny, z polí se odváží v zrnu fosfor. Takže, i kdyby všechna biomasa na pola zůstala, fosfor bude chybět.Přehnojení dusíkem --> více fotosyntézy --> poléhavost obilí. Takže nejen limituje nedostatek něčeho, ale vyváženost faktorů úrody včetně vláhy v pravý čas- a jsme zase u klimatu.

Odpovědět

Děkuji za článek

Pavel Brož,2019-07-07 11:29:51

Je to pěkná ukázka toho, že sice můžeme s pomocí logiky vydedukovat logicky znějící tvrzení (že šlechtěním získané vysoce výkonné kultivary nebudou odolné, protože šlechtění preferovalo výnos před odolností), nicméně až praxe ukáže, nakolik adekvátní byla aplikovaná logika, a v případě neshody event. nabídne logiku jinou (že šlechtění preferovalo obecný fitness rostlin, a výnos a odolnost jsou jen dvě z mnoha charakteristik toho fitnessu). Prostě teorie může být sebehezčí, ale teprve praxe rozhodne. Což platí napříč všemi obory lidského poznání.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace