Odborný partner
Evropský výzkumný projekt Inprobed hledá cestu ke šlechtění rajčat, která lépe odolají vysokým teplotám a nedostatku vody bez ztráty výnosu. Vědci využijí umělou inteligenci a technologii CRISPR-Cas k úpravě regulace genů a současně se zaměří na nutriční hodnotu plodů.
Rostoucí teploty, častější období sucha a nedostatek živin představují pro pěstitele zeleniny stále větší výzvu. Rostliny při nepříznivých podmínkách vynakládají značnou část energie na obranné mechanismy, což může omezovat jejich růst a tvorbu plodů. Evropský výzkumný projekt Inprobed (Innovative Rational Promoter Breeding for Climate Resilient Crops) proto hledá způsob, jak zvýšit odolnost rajčat vůči abiotickému stresu a současně zachovat jejich vysokou produktivitu.
Čtyřletý projekt koordinuje biotechnologická společnost KeyGene a financování zajišťuje program European Innovation Council (EIC) Pathfinder. Na výzkumu spolupracuje pět mezinárodních partnerů, kteří propojují odborné znalosti z oblasti genomiky, molekulární biologie, šlechtění a rostlinné fyziologie.
Tradiční šlechtění využívá křížení a následný výběr rostlin s požadovanými vlastnostmi. Kombinace několika složitých znaků, například odolnosti vůči suchu, vysokým teplotám a současně vysokého výnosu, však může vyžadovat mnoho generací.
Výzkumníci projektu Inprobed proto zvolili odlišný přístup. Zaměřují se na promotory, tedy regulační oblasti DNA, které ovlivňují, kdy, kde a s jakou intenzitou se jednotlivé geny projevují. Tyto přirozené genetické přepínače hrají významnou roli také při reakcích rostlin na stresové podmínky.
Pomocí genomového sekvenování a umělé inteligence budou vědci identifikovat regulační oblasti, které se aktivují při vysokých teplotách, nedostatku vody nebo omezené dostupnosti minerálních živin. Následně využijí technologii CRISPR-Cas k cíleným úpravám těchto regulačních oblastí.
Cílem není jednotlivé geny zcela vypínat nebo zapínat, ale přesněji regulovat jejich aktivitu v době, kdy rostlina potřebuje reagovat na nepříznivé podmínky.
Tento přístup nevyžaduje vnášení cizorodé DNA do genomu rostliny. Výzkumníci předpokládají, že cílené úpravy přirozených regulačních mechanismů mohou urychlit získávání vlastností, kterých by bylo možné dosáhnout také konvenčním šlechtěním, ovšem během podstatně delší doby.
Jedním z hlavních problémů při šlechtění rostlin na odolnost vůči abiotickému stresu zůstává kompromis mezi přežitím a produktivitou. Rostliny při suchu nebo vysokých teplotách často omezují růst, aby zachovaly základní životní funkce. Tento mechanismus však může snižovat výnos.
Projekt Inprobed chce překonat právě tento rozpor a spojit vyšší stresovou odolnost s udržením růstu a produkce plodů.
Rajče (Solanum lycopersicum) představuje vhodnou modelovou plodinu díky svému hospodářskému významu i rozsáhlým znalostem jeho genomu. Výzkumníci přitom počítají s tím, že získané poznatky a technologické postupy budou moci v budoucnu využít také při šlechtění dalších druhů zeleniny a zemědělských plodin.
Vedle tolerance k vysokým teplotám, suchu a nedostatku minerálních živin se projekt zaměřuje také na zvýšení obsahu zinku, železa a provitaminu D v plodech. Vědci tak chtějí propojit vyšší odolnost rostlin se zlepšením nutriční hodnoty produkce.
Významnou součást výzkumu tvoří také ověřování výsledků prostřednictvím molekulárních analýz a fenotypování. Tyto postupy umožní sledovat, zda cílené změny regulace genů skutečně přispívají k požadovaným vlastnostem rostlin.
Konsorcium si během čtyřletého projektu stanovilo cíl vytvořit a ověřit nejméně dvě linie rajčat, které budou kombinovat několik požadovaných vlastností. Výzkum má dosáhnout úrovně technologické připravenosti TRL 4, tedy laboratorně ověřeného prototypu.
Nejde proto zatím o nové komerční odrůdy určené pěstitelům, ale o základní výzkum, který má ověřit možnosti přesnějšího šlechtění pomocí úprav genových regulačních oblastí.
Projekt zároveň zohledňuje připravovaný evropský legislativní rámec pro nové genomické techniky (NGT). Výzkumníci chtějí navrhovat úpravy v souladu s limity, které předpokládá připravovaná evropská regulace.
Pokud se zvolený postup osvědčí u rajčat, mohl by otevřít nové možnosti šlechtění dalších plodin, které čelí rostoucímu tlaku klimatických změn.
Výzkumné konsorcium plánuje výsledky průběžně zveřejňovat prostřednictvím odborných publikací, webinářů a otevřených workshopů. Získané poznatky by v budoucnu mohly přispět k vývoji odrůd, které budou lépe zvládat nepříznivé pěstitelské podmínky, aniž by pěstitelé museli výrazně snižovat nároky na výnos a kvalitu produkce.
Zdroj: Fruitnet / Eurofruit, 12. listopadu 2026; Evropská komise – CORDIS, projekt Inprobed.
Úvodní foto: Daniela Urešová
