BIOTECHNOLOGIE VE ŠLECHTĚNÍ TUŘÍNU
BONUS: Biotechnologie ve šlechtění tuřínu

Už latinské jméno tuřínu (Brassica napus subsp. napobrassica) napovídá, že tato dnes u nás opomíjená kořenová zelenina je „rodnou sestrou“ v současnosti naopak velmi rozšířené polní plodiny - řepky olejky (Brassica napus subsp. napus). Tuřín má ceněné výživové vlastnosti, a je tak perspektivní zeleninou. Jak probíhají nejmodernější metody šlechtění tuřínu pomocí mikrosporových kultur ve srovnání s klasickým způsobem získání nové odrůdy?

Tuřín (Obr. 1) je díky své nutriční hodnotě někdy označován jako superpotravina: kromě vitaminu C je zdrojem draslíku, vápníku, železa, niacinu a vlákniny. Obsahuje velké množství glukosinolátů, které pomáhají snižovat riziko rakoviny. Využívá se i jako krmná plodina.
Počátky jeho pěstování nejsou přesně známy. První hodnověrná informace o jeho existenci se objevuje až v díle botanika Gasparda Bauhina z roku 1620, který popisuje tuříny divoce rostoucí ve Švédsku. Dnes proto převažuje názor, že počátek jeho využití spadá až do období středověku, kdy byl v severní Evropě (patrně ve zmíněném Švédsku) vyšlechtěn buď přímo z řepky olejky, nebo zkřížením výchozích rodičů řepky: řepice a zelné brukve. Odtud se postupně rozšířil do ostatních států Evropy a i na další kontinenty.
Cesta do pravěku

Širokému rozšíření odpovídají i různorodá označení: v anglicky mluvících zemích je znám např. jako Swedish turnip, swede, rutabaga, neep, snagger a nesprávně i turnip, u nás se občas můžeme setkat i s jeho lidovými názvy, jako je kolník, kvak či dumlík. Bulva tuřínu je často zaměňována za velikostí, barvou i chutí podobnou bulvu vodnice (B. rapa subsp. rapa, anglicky turnip, white turnip), která je naopak blízce příbuzná další polní plodině - řepici olejné.
Klasický postup šlechtění je poměrně zdlouhavý; celá procedura postupného zlepšování výchozího materiálu tuřínu až do jeho případného schválení jako nové odrůdy trvá 8-10 let. Na počátku jsou dvě kvetoucí rostliny různého původu, jejichž znaky a vlastnosti chceme zkombinovat do budoucí odrůdy tak, aby svou produktivitou předčila aktuálně pěstované kultivary a zároveň se od nich dostatečně lišila (např. tvarem a barvou bulvy). U jedné z rostlin proto pinzetou otevřeme několik poupat, odstraníme z nich prašníky a na bliznu přeneseme pyl z květů druhé rostliny, čímž dojde k oplození a následně i k tvorbě semen.
Tímto zásahem získáme semena křížence, označované jako generace F1. Z těchto semen napěstujeme několik rostlin, které opět přivedeme ke kvetení. U těch ale již kastraci neprovádíme, naopak zajistíme jejich opylení přímo v květech, a to vlastním pylem jednotlivých rostlin. Tímto získáme semena generace F2. Z těch opět napěstujeme rostliny, které znovu opylíme. Postup opakujeme i v dalších několika generacích, průběžně vybíráme a opylujeme jen ty rostliny, které mají předpoklady stát se budoucí odrůdou. Cílem je zisk linie (možné odrůdy), která v sobě kombinuje vlastnosti původních výchozích rodičů, je dostatečně odlišná od dosavadních odrůd a po genetické stránce je stabilní a uniformní.
U tuřínu jsou testovány i moderní metody na bázi biotechnologií, umožňující zkrácení a zjednodušení procesu šlechtění. Jde především o tzv. metodu dihaploidů, která se již rutinně využívá např. u obilovin a řepky olejky. Je založena na principu, že za určitých, přesně daných okolností lze z nezralého pylového zrna nebo nezralého, neoplozeného vajíčka F1 křížence vypěstovat v laboratorních podmínkách během několika měsíců rostlinu, která je po genetické stránce 100% linií. Pokud se takovou rostlinu podaří adaptovat na venkovní podmínky a přemnožit, získáme osivo zcela uniformní linie prakticky během jednoho roku.
Tradičními postupy bychom obdobného výsledku dosáhli až po 7 letech postupného (samo)opylování generací F1 až F8, jak bylo uvedeno výše. Ale ani po této době bychom nezískali geneticky 100% linii, jako je to možné pomocí metody dihaploidů.
Cesta do pravěku
Postup je následující: semena F1 kříženců vyséváme do běžného zahradnického substrátu, po zhruba sedmi dnech klíčence přesázíme do květináčů a pěstujeme ve skleníku. Rostliny s pěti pravými listy umístíme na dva měsíce do jarovizační komory, protože tuřín potřebuje v určité fázi růstu nízké teploty (2-6 °C) k tomu, aby vykvetl. Zjarovizované rostliny vysázíme do větších květináčů a pěstujeme je ve speciálních kultivačních komorách s řízenou teplotou a délkou a intenzitou osvětlení.
V době kvetení odebíráme mladá poupata o délce 3-4 mm, která v laboratoři povrchově sterilizujeme lihovým roztokem a následně i roztokem na bázi chlornanu sodného. Následuje opláchnutí sterilní destilovanou vodou. V této fázi už jsou poupata umístěna ve sterilním prostředí laminárního boxu. Nezralá pylová zrna (tzv. mikrospory) z poupat izolujeme a následně kultivujeme na několika typech speciálních živných médií obsahujících také rostlinné hormony. Během této doby z pylových zrn postupně vyrůstají tzv. mikrosporová embrya (proces se také označuje jako mikrosporová embryogeneze;
Obr. 2-4) a z nich později i rostliny s dobře vyvinutými listy a kořeny. Celá procedura je samozřejmě mnohem složitější, zde jsou ve stručnosti uvedeny jen klíčové části postupu. Podrobněji jsou jednotlivé fáze rozepsány v citované publikaci, na konci tohoto článku.
Celý proces od izolace pylových zrn do získání rostlin schopných vysázení do zahradnického substrátu trvá cca 3-4 měsíce. Vysázené rostliny jsou postupně přivykány venkovním podmínkám a ve fázi zhruba 5-8 pravých listů jarovizovány. Po vyjmutí z jarovizační komory rostliny dopěstujeme ve skleníku až do fáze kvetení, jednotlivě izolujeme pytli z netkané textilie a přemnožíme samoopylením. Semena z těchto rostlin pak vyséváme v další vegetační sezoně a dopěstujeme až do stadia listové růžice s dobře vyvinutou bulvou. V této fázi pak provádíme výběr zajímavých rostlin, možných budoucích odrůd této perspektivní zeleniny.
Popisy k obrázkům

Obr. 1. Dihaploidní rostlina tuřínu T21 v pěstebním substrátu (rozměr kontejneru 190×190 mm)

Obr. 2. A. Mikrosporová embrya tuřínu na tekutém kultivačním médiu (délka největších embryí 5 mm). B. Mikrosporová embrya tuřínu z F1 křížence cv. Dalibor × Helenor na tekutém kultivačním médiu (délka největších embryí 5 mm). C. a D. Mikrosporová embrya tuřínu T24 na tuhém diferenciačním médiu (průměr misky 90 mm)

Obr. 3. Regenerace pravých listů z mikrosporových embryí tuřínu T25 na tuhém regeneračním médiu (průměr misky 90 mm).

Obr. 4. Detail regenerované rostliny tuřínu T23 na tuhém MS médiu (průměr dna baňky 60 mm)
K dalšímu čtení:

Ulvrová T. a další (2019): Využití mikrosporových kultur ve šlechtění tuřínu. Úroda, 67: 183-189.

Práce byla podpořena projekty Ministerstva zemědělství ČR QD1356, QK1910070 a MZE-RO0418.

Autor:
Ing. Miroslav Klíma, Ph.D.

Laboratoř biologie stresu a biotechnologie ve šlechtění, Výzkumný ústav rostlinné výroby; klima@vurv.cz

Celý článek ke stažení v pdf zde:
Klíma, NB 2022/1

Další zajímavé informace z vědeckého výzkumu si přečtete v tištěné či e-verzi časopisu Nová Botanika 2022/1.

Objevujte praktické zajímavosti z výzkumu rostlin

s časopisem Nová Botanika

Předplatné

Jak objednat časopis


PŘEDPLATNÉ I JEDNOTLIVÁ ČÍSLA V TIŠTĚNÉ I ELEKTRONICKÉ VERZI MŮŽETE OBJEDNÁVAT:

• on-line na e-shopu MujSvetRostlin.eu
• e-mailem na adrese redakce
redakce@novabotanika.eu nebo predplatne@novabotanika.eu a objednavky@mujsvetrostlin.eu
• v síti vybraných distributorů

Roční předplatné


TIŠTĚNÁ VERZE
Cena ročního předplatného je 389,- Kč
BONUS PRO PŘEDPLATITELE
• elektronická verze ZDARMA
JEDNOTLIVÁ ČÍSLA
Pokud si budete přát, můžeme vám zaslat vybraná čísla časopisu jednotlivě.
• jednotlivá čísla 185,- Kč (plus poštovné) 

Elektronická verze


ELEKTRONICKÁ VERZE
Cena ročního předplatného je 145,- Kč