Odolná pšenice: houbou proti houbě

Při napadení pšenice houbový patogen Fusarium graminearum udeří hned dvakrát. Prvním negativním a okem viditelným důsledkem napadení je svraštění zrn, což výrazně snižuje výnos. Dalším „úderem“ patogenu je produkce mykotoxinů (skupina trichotecenů). Pokud jsou tyto toxiny detekovány v zrnech v nadlimitním množství, jsou semena na vyhození, což významně postihuje výnosy v Evropě, Severní Americe či Číně. Proti Fusarium graminearum nejsou ani fungicidy všelékem, neboť infekce houbovými patogeny probíhá zpravidla za deštivého počasí a postřik fungicidy je nezřídka částečně odplaven deštěm. A to nemluvím o ceně postřiků a jejich možném negativním vlivu na zdraví.

Dosud nejvyšší odolnost vůči Fusarium graminearum vykazují odrůdy vyšlechtěné tak, aby nesly chromozomální část zvanou Fhb1 nalezenou v původní čínské pšenici. Avšak dodnes se přesně nevědělo, jak Fhb1 proti houbě vlastně působí. Nedávno se v „pšeničné trávě“ (Elymus elongatus, známější pod synonymem Thinopyrum elongatum) podařilo najít gen Fhb7, který kóduje enzym glutathion-S-transferázu. Ten se vyznačuje schopností degradovat toxin produkovaný Fusarium graminearum i jiné trichoteceny. Svitla naděje pro vyšlechtění nových rezistentních odrůd.

Gen zřejmě není rostlinného původu, ale s největší pravděpodobností byl do rostliny vnesen symbiotickou houbou Epichloë aotearoae, která svým hostitelům poskytuje vyšší rezistenci vůči patogenům. Inkorporování genu z bakterie do rostliny je jev poměrně běžný, ale přenos z houby do rostliny je spíše arteficiální událostí. Dobrou zprávou je, že vnesení genu Fhb7 do pšenice neovlivnilo její výnos ani růst. Naopak se zatím neví, jaké bude srovnání nově vyšlechtěné odrůdy obsahující Fhb7 s odrůdami již dříve používanými, které chromozomový segment Fhb1 nenesou. Nabízí se i otázka, zda případné vnesení genu Fhb7 do již vyšlechtěných odrůd s Fhb1 odolnost dále zvýší. Objev Fhb7 odstartoval závody o nalezení dalších genů kódujících podobné enzymy v divokých příbuzných pšenice či v symbiotických houbách. Pohání je vyhlídka na jejich následné násobné vnesení do pšenice, které by pomohlo získat vysoce odolné odrůdy. V budoucnosti tedy možná budeme uvnitř pšenice bojovat „houbou proti houbě“.

Snímek Wolfgang Hasselmann

VŠCHT Wang H. et al.: Science, 2020, DOI: 10.1126/science.aba5435 Stokstad E.: Science, 2020, DOI: 10.1126/science.368.6487.122