Osmdesátá léta minulého století přinesla šlechtitelům zcela nový dárek v podobě genového inženýrství. Od roku 1983, kdy byl úspěšně vnesen nový gen do rostliny tabáku, mohou šlechtitelé uvažovat ve zcela jiných kategoriích než před tímto datem. Od tohoto okamžiku bylo možné představit si plodiny se zcela novými příznivými vlastnostmi, které by tyto nikdy nemohly mít, nebo s nežádoucími vlastnostmi do značné míry potlačenými nebo i zcela odstraněnými. Tyto zásadně nové přístupy je možné v současnosti aplikovat téměř na jakoukoliv rostlinu, tedy i na brambor.
V České republice je několik firem, které se zabývají šlechtěním nových odrůd brambor. Sativa Keřkov je jednou z nich. Se šlechtěním v Keřkově začali v roce 1923 a bez přerušení pokračuje dosud, tedy již 79 let. Zpočátku se tam množila sadba krajových a zahraničních odrůd a ty se pozitivním výběrem vylepšovaly. V roce 1927 začíná v Keřkově kombinační křížení nových odrůd. Tato metoda zůstala do současnosti hlavní metodou v novošlechtění Sativy Keřkov.
Požadavky na nové odrůdy se však postupně mění s tím, jak se vyvíjí způsob života lidí. Tempo rozvoje se stále zrychluje. I šlechtění se snaží reagovat , ale zdá se, že klasickým kombinačním křížením se vylepšování odrůd neděje tak rychle, jak vyžaduje současné tempo rozvoje vědy a lidstva. Základem pohlavního křížení u brambor je, aby rodičovské rostliny kvetly s dobře fertilním pylem. Bohužel, některé odrůdy v důsledku dlouhodobého množení hlízami nekvetou, nebo jejich květy předčasně opadávají.
Některé cenné rezistence k chorobám a škůdcům brambor však obsahují plané druhy rodu Solanum. Volná křížitelnost je však omezena bariérami sexuální inkompatibility.
Jedna z cest jak překonat nekřížitelnost je somatická hybridizace, která využívá izolaci a následnou fůzi protoplastů. Tato metoda je v Evropě používána a začala se zkoušet i v ČR ve Výzkumném ústavu bramborářském v Havlíčkově Brodě. Zatím touto metodou vznikají polotovary, dále využívané v pohlavním křížení.
Další cestou jsou genetické manipulace. Zde je zajímavé to, že s vybraným genem nebo několika geny se nepoužívá celá genetická výbava z dárcovského organismu. Je větší předpoklad, že s podaří cíleně umístit vybraný gen u příjemce. Zprávy o geneticky modifikovaných vyšších rostlinách jsou uváděny již delší dobu a některé zahraniční firmy vytvořily transgenní rostliny (sóju, slunečnici, kukuřici, rajče, brambory …), které jsou již pěstovány pro výživu lidí a zvířat. Tak jako každá nová technologie se i transgenní rostliny setkávají s problémy při zavedení do současného systému výroby potravin.
Šlechtitelé Sativy Keřkov čerpali informace z odborné literatury a zajímali se, zda i v České republice některé vědecké pracoviště nezačalo pracovat s transgenními brambory. Navázali spolupráci s RNDr Oldřichem Navrátilem z Ústavu experimentální botaniky Akademi věd ČR, který měl k dispozici gen z Francie, z bakterie zvané Lactobacillus bulgaricus, používaný při zkvašování jogurtů. Získaný gen kóduje fosfofruktokinázu, enzym, který působí v cytoplazmě při odbourávání cukrů glykolytickou drahou. Rostlina bramboru má své vlastní enzymy s aktivitou fosfofruktokinázy. Oba rostlinné enzymy jsou však citlivé na chlad, takže při nízkých teplotách přestávají fungovat. Konzumní brambory se však při nízkých teplotách skladují, aby neklíčily. V hlízách se pak hromadí jednoduché cukry, protože enzymy nepracují, a proto brambory sládnou. Při smažení brambory obsahující více jednoduchých cukrů hnědnou, což je jeden z problémů při výrobě lupínků. Enzym z baktérie má kromě jiných specifických vlastností jednu podstatnou odlišnost, nevadí mu chlad.
Dr. Navrátil připravil konstrukt vhodný k použití u brambor a po mnoha experimentech se podařilo vnést jmenovaný gen z Lactobacillus bulgaricus do dvou odrůd brambor - Kamýk a Korela. V roce 2001 byly různé transgenní klony těchto odrůd pěstovány v malém polním pokusu na Šlechtitelské stanici v Keřkově. Do pokusu byly vysázené pro kontrolu i netransformované odrůdy Kamýk a Korela. Pokus byl založen k ověření vlivu účinku transgenu na vývojové charakteristiky, habitus, odolnost vůči chorobám a na další předpokládané vlastnosti. U Kamýku mělo ze 40 transgenních klonů 45 % klonů odlišný habitus. Jedná se především o výšku vzrůstu natě (převážně nižší vzrůst), rychlost vzcházení, a dobu zralosti. Jinou barvu květu mělo 17,5 % klonů.. Ze 14 transgenních klonů Korely jich za vegetace bylo 35 % odlišných. Tato odlišnost rostlin může a nemusí souviset s očekávanými nižšími koncentracemi cukrů ve skladovaných hlízách. Například změna barvy květů byla pozorována u rostlin bramboru, které byly vypěstovány z dělivého pletiva. Takovým změnám se říká somaklonální variabilita a ta se týká všech rostlin, nejenom bramboru. Takové změny vlastností jsou však zcela náhodné a nelze je předvídat.
Pro šlechtitele budou důležitější zjištěné rozdíly v obsahu jednoduchých cukrů ve hlízách, což je poměrně málo zastoupená vlastnost v bramboru. Brambor pochází totiž z vysokohorských oblastí Jižní Ameriky a pro jeho přežívání v těchto drsných klimatických podmínkách byl důležitý vysoký obsah cukrů v hlízách, zabraňující jejich vymrzání. V letošním roce spolupracujeme s ing. J. Vackem z VÚB v Havlíčkově Brodě, který provádí analýzy obsahu jednoduchých cukrů u transgenních klonů. První analýza byla provedena jeden měsíc po sklizni, 1. listopadu, kdy teplota při skladování hlíz neklesla ještě pod +10
° C. U Kamýku vykazovalo 5 klonů nižší hladinu cukrů než kontrola. U Korely, k našemu překvapení, neměl žádný transgenní klon nižší hladinu cukrů než kontrola. Tato druhá odrůda má vyšší přirozený obsah cukrů v hlízách a větší množství cukrů může být výrazněji změněno při déle trvajícím působení bakteriálního enzymu. Můžeme tak očekávat, že výraznější změny v transgenních klonech obou odrůd nastanou až při dlouhodobém skladování při + 4 ° C , což je konečná teplota skladování. Tato teplota nevadí enzymu baktérie, avšak vyřazuje z činnosti oba enzymy rostliny.
Tento konkrétní případ využití transgenních rostlin pro zlepšení vlastnosti bramboru je pouze jedním z mnoha možných. Brambor má totiž vysoké výnosy a hlízy jsou snadno skliditelné. Proto již v současnosti existuje řada transgenních brambor produkujících tzv. jedlé vakcíny, umožňující lacinou a účinnou vakcinaci hospodářských zvířat a v budoucnu i člověka, nebo produkujících například „pavoučí vlákno“, materiál zcela výjimečných kvalit, který by bylo možné v dostatečném množství získávat právě z bramborových hlíz. Tento poslední příklad názorně ukazuje nekonečné možnosti současného šlechtitelství, využívajícího poznatků a metod genetického inženýrství, které přinesla osmdesáté léta minulého století.
Ing. Miloslav Linhart,
SATIVA Keřkov a.s.,
RNDr. Oldřich Navrátil, CSc.,
Ústav experimentální botaniky AV ČR
