Genom bobu a jeho význam pro udržitelné zemědělství

Bob obecný patří k nejstarším kulturním plodinám na světě. Lidé ho pěstovali už před více než deseti tisíci lety a dodnes představuje významný zdroj rostlinných bílkovin. V době, kdy se hledají způsoby, jak snížit ekologickou stopu zemědělství a nahradit část živočišných bílkovin rostlinnými alternativami, jeho význam znovu roste. Stěžejní krok pro jeho další šlechtění přinesl nedávný počin mezinárodního týmu vědců, jehož součástí byli také odborníci z Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR. Ve studii zveřejněné v časopise Nature představili kompletní genom této plodiny [1].

Bob obecný je bohatým zdrojem bílkovin a lze ho úspěšně pěstovat i v mírném pásmu

Snímek Jiří Macas

Genom bobu je mimořádně rozsáhlý. Obsahuje přibližně 13 miliard párů bází, tedy zhruba čtyřikrát více genetické informace než genom člověka. Největší z jeho šesti chromozomů je velikostí srovnatelný s celým lidským genomem. Větší genom ovšem neznamená složitější organismus. U bobu totiž genom netvoří větší počet genů, ale opakující se sekvence DNA, například pozůstatky genetických elementů, které se během evoluce v genomu mnohokrát rozmnožily. Právě tyto opakující se sekvence byly jedním z hlavních důvodů, proč bylo sestavení kompletního genomu tak náročné. Teprve nejnovější technologie dlouhého čtení DNA umožnily jednotlivé části genomu správně poskládat a vytvořit jeho kompletní referenční sekvenci.

Nově vytvořená genomová mapa umožňuje hledat mnohem přesněji geny odpovědné za důležité vlastnosti rostlin. Autoři studie například identifikovali genetické varianty související s velikostí semen nebo s jejich zbarvením. Ještě důležitější však je, že genom otevírá cestu k rychlejšímu šlechtění odrůd s vyšší nutriční hodnotou, lepší odolností vůči chorobám a stabilnějšími výnosy.

Velkou pozornost věnují šlechtitelé také snížení obsahu vicinu a konvicinu. Tyto přirozeně se vyskytující sloučeniny mohou u citlivých jedinců vyvolávat zdravotní komplikace a omezují širší využití bobu v lidské výživě. Dalším cílem je snížení obsahu tříslovin a dalších antinutričních látek, které zhoršují využitelnost živin. Díky nové genomové mapě bude možné tyto vlastnosti sledovat a cíleně kombinovat mnohem efektivněji než dosud.

Význam objevu však přesahuje samotnou genetiku. Bob patří mezi nejvýnosnější luskoviny mírného pásma a ve srovnání s hrachem, čočkou nebo cizrnou obsahuje vysoký podíl bílkovin. Zároveň dokáže prostřednictvím symbiózy s půdními bakteriemi vázat vzdušný dusík, čímž snižuje potřebu průmyslových hnojiv. Jeho dlouho kvetoucí porosty navíc poskytují potravu opylovačům a přispívají k rozmanitosti zemědělské krajiny.

Vědci proto považují bob za jednu z klíčových plodin pro budoucí udržitelné zemědělství v Evropě. Zájem o bob v posledních letech roste také proto, že Evropa usiluje o větší soběstačnost v produkci rostlinných bílkovin. Většina bílkovinných krmiv i potravinářské sóji se dnes dováží z teplejších oblastí. Bob je přitom jednou z mála plodin, která dokáže poskytovat vysoké výnosy i v podmínkách mírného klimatu, a může proto představovat důležitou alternativu k dováženým plodinám. Nově přečtený genom poskytuje šlechtitelům nástroj, který jim umožní tento potenciál využít rychleji než kdykoli předtím.

[1] Jayakodi M. et al., Nature, 2023, DOI: 10.1038/s41586-023-05791-5.