Pro Českou republiku jsou z národohospodářského a celospolečenského hlediska rozhodující stabilizace ekologické rovnováhy (zachování původní druhové pestrosti lesa) a zlepšení narušeného životního prostředí zejména ve vysoce industrializovaných, urbanizovaných a dopravně zatížených oblastech. Rozsáhlost poškození původních lesních porostů je příčinou, že klasické šlechtitelské metody nestačí zabezpečit vhodný sortiment sadebního materiálu ani pro jejich obnovu, ani pro záchranu nejvíce ohrožených druhů.
To je důvod, aby se šlechtitelská pracoviště začala více orientovat na využívání biotechnologií. Výhledově jsou biotechnologie považovány za nejrychlejší způsob jak dosáhnout obnovy a zvýšení produkce lesních porostů s výjimkou oblastí, které jsou vhodné pro provozování přírodě blízkého lesního hospodářství.
Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti (VÚLHM) poskytuje v oblasti biotechnologií v rámci služeb vlastníkům lesa výběr vhodného sortimentu dřevin a klonů, ověřuje možnost jejich efektivní reprodukce a vypěstování vhodného sadebního materiálu. Pro vlastníka lesa je rozhodující kvalita výsadbového materiálu vypěstovaného in vitro. Jeho genetická kvalita je zaručena výběrem zdrojového materiálu pro mikropropagaci z výběrových nebo šlechtitelských stromů, které se vyznačují cennými fenotypovými znaky a dodržením vhodného počtu klonů při přípravě syntetické populace. Morfologická kvalita výpěstků je zaručena dodržováním technologických postupů při dopěstování sazenic. Při využívání klonového materiálu je třeba dodržovat zásady pro zacházení s vegetativně namnoženým materiálem.
Cílem mikropropagace lesních dřevin v ČR je vedle zajišťování materiálu pro reprodukci některých genových zdrojů, získání sazenic v rámci šlechtitelských programů a tvorba syntetických odrůd. Zdrojový materiál pro mikropropagaci je získáván kombinovanou hromadnou a individuální selekcí, a musí splňovat požadavky na genetickou klasifikaci, uznávání a evidenci uznaných zdrojů (viz. § 29 lesního zákona 1995; § 2 - § 8 Vyhl. č. 82 MZe 1996).
Stanoviště pro výsadbu musí odpovídat zásadám rajonizace reprodukčního materiálu lesních dřevin v ČR se zřetelem k přírodním lesním oblastem a vegetačním lesním stupňům a dále výsledkům šlechtitelského testování. Podíl mikropropagovaného materiálu při zalesňování je stanoven platnými pravidly pro poměr vegetativního a generativního reprodukčního materiálu.
Výchozím zdrojovým materiálem pro biotechnologické postupy mikropropagace jsou původní populace lesních dřevin, jimiž se rozumí rostlinná společenství tvořící vyvážený biocenologický systém, v němž se druhy lesních dřevin obnovují přirozenou cestou. Selekce musí sledovat konkrétní šlechtitelské cíle, odrůda musí obsahovat dostatečný počet klonů a vyhovovat dalším kritériím v souladu se směrnicemi rady 1999/05/ ES o obchodu s reprodukčním materiálem lesních dřevin.
Množení lesních dřevin biotechnologickými postupy in vitro spočívá v indukci organogeneze nebo somatické embryogeneze z primárních explantátů a v následném dopěstování kompletních rostlin. Podstatou organogeneze jsou morfogenetické pochody probíhající při vytváření axilárních nebo adventivních pupenů. Při somatické embryogenezi se vlivem hormonálního působení na primární explantáty (nezralá nebo zralá embrya, anebo kotyledony) vytváří z jedné nebo více somatických buněk embryo, které se biochemickými a morfologickými vlastnostmi neliší od embrya vzniklého zygoticky. Předpokladem úspěšné organogeneze i somatické embryogeneze je zajištění vhodných kultivačních podmínek, chemického složení živného media, teploty, vlhkosti a délky osvitu. Neméně významně ovlivňují výsledný efekt této metody nepřímé faktory jako doba sběru zdrojového materiálu, jeho stáří, fyziologický stav, skladování, povrchová sterilizace a preparace explantátů.
Problematika biotechnologií a jejich uplatnění v lesním šlechtitelství a při efektivním obhospodařování lesa se řeší ve VÚLHM již od počátku sedmdesátých let. Pro praktické využití jsou metody explantátových kultur rozpracovány jak u listnatých dřevin, pro něž se osvědčila indukce organogeneze, tak u jehličnanů, pro které je vhodnou metodou somatická embryogeneze. Jedním z cílů somatické embryogeneze je získat umělá semena, která by se dala používat jako osivo.
Výhody biotechnologií
Výhodou těchto metod je možnost namnožení i dospělých stromů, případně celých populací, které jsou významné pro záchranu biodiverzity nebo představují cenné genotypy z šlechtitelského hlediska. Konkrétním příkladem úspěšného využití organogeneze je záchrana ohrožené populace jilmu habrolistého v přírodní lesní oblasti Polabí, kde se podařilo pomocí explantátových kultur reprodukovat přežívající jedince. Tato populace je nyní dostupná pro další šlechtitelské záměry, tj. zakládání klonových archivů, semenných sadů, a také pro produkci sadebního materiálu. Stejným způsobem lze využít i syntetické populace dalších dřevin, které byly soutředěny v explantátovém archivu VÚLHM. Jedná se o dub letní, jilm horský, třešeň ptačí, lípu srdčitou, jabloň lesní, hrušeň polní, jeřáb břek, jeřáb oskeruše, jeřáb ptačí (z vyšších poloh Krkonoš a Šumavy), jeřáb sudetský, jeřáb krasový a jeřáb český.
Jak již bylo uvedeno, je jednou z výhod mikropropagace rychlé klonové namnožení žádaného genotypu. Příkladem tohoto využití je množení odolných jedinců osiky obecné z Krušných hor. Při dodržení zásady vysazovat dostatečný počet klonů (v případě náhradních a účelově použitých výsadeb nemusí být nijak vysoký) není důvod se obávat poklesu genetické variability.
Indukci organogeneze lze využít rovněž u jehličnanů (smrk ztepilý, douglaska tisolistá, modřín opadavý), ve srovnání s listnatými dřevinami však s nižším efektem. Úspěšně byl touto metodou namnožen tis obecný z přírodní lesní oblasti Křivoklátsko.
Naše pracoviště se také zabývá množením jehličnatých dřevin metodou somatické embryogeneze, pokud se organogeneze ukázala méně účinná. U smrku se tak podařilo dopěstovat kompletní rostliny.
Pro vlastníka lesa je nejdůležitější jak zabezpečit další růst rostlin vypěstovaných z explantátů. Především je třeba pro výsadbu použít pouze ty výpěstky in vitro, které odpovídají standardům kvality sadebního materiálu, v závislosti na druhu dřeviny. Proto se zaměřujeme na studium růstu výpěstků vybra-ných druhů lesních dřevin ve venkovních podmínkách a přípravu sazenic pro zakládání trvalých pokusných ploch. Explantátové výpěs-tky jsme začali systematicky sledovat v roce 1996. Dosud byly hodnoceny tyto dřeviny vy-pěstované in vitro: smrk ztepilý, modřín evropský, douglaska tisolistá, lípa malolistá, dub letní, jilm vaz, jeřáb oskeruše, jeřáb břek, jeřáb ptačí, třešeň ptačí a hybridní osika. Výsledky analýz přírustů, morfologie a vitality in vitro výpěstků dokazují, že jejich vývoj a růst je shodný se semenáčky. Mortalita sazenic explantátového nepřevýšila mortalitu genera-tivních sazenic. Letokruhové analýzy potvrdily, že během růstu nedocházelo k výkyvům, které by byly zapříčiněny původem sazenic. Změny v přírůstech vyvolané klimatickými podmínkami byly opět shodné u obou skupin. Výpěstky z explantátů výše jmenovaných hodnocených druhů lesních stromů dosáhly po osmnácti měsících pěstování na venkov-ních záhonech kvalitativních parametrů sadeb-ního materiálu I. a II. výškové třídy. Sazenice osiky a jil-mů dosáhly v průměru dvojnásobných růstových parametrů. Jak nasvědčují provedené analýzy, je možné s takto vypěstovanými sazenicemi zacházet jako s prostokořennými sazenicemi generativního původu.
Ve VÚLHM je úspěšně rozpracována metodika mikropropagace pro většinu druhů listnatých a některých jehličnatých dřevin přirozeně se vyskytujících v ČR. Růst výpěstků in vitro na venkovních plochách odpovídá generativně namnoženému materiálu lesních dřevin.
RNDr. Jana Malá, CSc.,
Ing. Pavla Máchová,
Ing. Helena Cvrčková
VÚLHM Jíloviště-Strnady
