Výzkumná činnost

Explantátové kultury

Laboratoř explantátových kultur se zabývá problematikou mikropropagace, šlechtění a ozdravování rostlin v in vitro podmínkách. Při optimalizaci mikropropagačních postupů je využívána metoda organogeneze nebo somatické embryogeneze. In vitro techniky regenerace se využívají především u genotypů, které se klasickými metodami množí obtížně (např. špatná nebo žádná tvorba semen, stáří rostliny, malé množství rostlinného materiálu apod.) nebo u šlechtitelsky cenných genotypů, kde je potřeba ve velmi krátké době získat větší množství rostlinného materiálu. Zkušenosti máme s celou řadou rostlinných druhů, a to jak bylin (nevadlec – Celosia, chryzantémy – Chrysantemum, jiřinky – Dahlia, třepatkovka – Echinacea, balzamíny – Impatiens, petúnie – Petunia, prvosenka – Primula), tak dřevin (jírovec – Aesculus, hloh – Crataegus, jasan – Fraxinus, kalmie – Kalmia, rododendron – Rhododendron, jeřáb – Sorbus,).

Optimalizované postupy byly vypracované také pro některé ohrožené druhy (koniklec – Pulsatilla, lýkovec – Daphne a některé druhy orchidejí). U lýkovce vonného byla vytvořena unikátní sbírka, která zahrnuje klony téměř z celé ČR, a to i z lokalit, kde výskyt tohoto druhu nebyl již několik let potvrzen. U koniklece jarního byl vytvořen originální mikropropagační postup množení, který může být využit pro záchranné programy koniklece nejen v ČR, ale i v zahraničí. V nedávné době byl vypracován mikropropagační postup pro čtyři autochtonní druhy jeřábů (Sorbus gemella, S. omissa, S. × abscondita, S. × kitaibeliana). Ve šlechtitelských programech je pro rozšíření genetické variability využívána metoda indukované polyploidizace v in vitro podmínkách s využitím antimitotického činidla oryzalinu, ověření stupně ploidie se provádí pomocí flow-cytometru. Ve spolupráci s ostatními výzkumnými pracovišti (ČZU Praha, Agritec, výzkum, šlechtění a služby, s.r.o.) byly získány polyploidní materiály u sasanky (Anemone), nevadlece a vavilovie (Vavilovia formosa).

DNA analýzy

Laboratoř DNA analýz provádí hodnocení genetické variability dřevin pomocí molekulárních markerů (mikrosatelity) pro potřeby ochrany přírody a pro využití ve šlechtitelských programech rychle rostoucích dřevin. Analýzy jsou zaměřeny na sledování genetické diverzity a populační struktury populací jeřábů (rod Sorbus), topolu černého (Populus nigra), dubu zimního (Quercus petraea), modřínu opadavého (Larix decidua) a břízy ojcovské (Betula oycoviensis). Výzkum se také zaměřuje na využití DNA markerů k identifikaci taxonu vrb (Salix).

V rámci ochrany autochtonních dřevin byla hodnocena vnitropopulační a mezipopulační genetická variabilita vybraných druhů jeřábů (Sorbus omissa, S. gemella, S. × abscondita a S. × kitaibeliana). U topolu černého se využívají mikrosatelity pro ověření druhové pravosti geneticky cenných jedinců a stanovení podílu příbuzenského křížení u potomstev z volného sprášení. Při studiu genetické variability populací dubu byly popsány rozdíly mezi prostorovou genetickou strukturou a mezipopulační diverzitou přirozených a vysazených porostů dubu zimního (Quercus petraea). Při stanovení genetické variability mezi srovnávanými skupinami jedinců modřínu opadavého (Larix decidua) byl na základě laboratorních analýz zjištěn jasně rozlišitelný rozdíl mezi populacemi z jižních Alp, severních Alp a Karpat (včetně populací z ČR a Polska). U uníkátní české populace považované dříve za břízu ojcovskou (B. oycoviensis), která se morfologicky odlišuje od břízy bělokoré (B. pendula), nebyla metodou mikrosatelitových markerů prokázána genetická diferenciace.

Taxonomie

Taxonomie rostlin prováděná klasickými metodami je zaměřena na hodnocení morfologické variability a biogeografie vybraných rodů dřevin, především borovic (rod Pinus) i jiných jehličnatých rodů (jedle – Abies, smrk – Picea) a tavolníků (rod Spiraea z čeledi Rosaceae) ve světovém druhovém rozsahu. V rámci rodu Pinus bylo na našem pracovišti nově pro vědu popsáno pět druhů, osm poddruhů nebo variet a šest mezidruhových kříženců, převážně z jihovýchodní Asie. Dále byla monograficky zpracována taxonomická revize a ilustrovaný determinační klíč všech světových taxonů borovic. V rámci rodu Spiraea (s největší diverzitou druhů v Číně, z nichž mnohé jsou úspěšně pěstovány v České republice) bylo nově popsáno sedm druhů, šest variet a jeden mezidruhový kříženec. Tyto nové taxony tavolníků byly publikovány v pěti taxonomických revizních studiích. Rovněž byla zpracována monografie o všech druzích tavolníku doložených během historie pěstování tohoto rodu v České republice a na Slovensku s vyhodnocením jejich perspektivity pěstování v našich podmíkách. Mimo tyto rody byl posán nový druh rodu Potentilla (čeleď Rosaceae) z Číny a nový endemický český druh rodu Dactylorhiza (čeleď Orchidaceae) a jeho kříženci. Ve středoevropském nebo národním rozsahu jsou také hodnoceny další rody dřevin (jeřáb – Sorbus, lípa – Tilia, dub – Quercus). Expertní specializace na klasifikaci borovic a tavolníků jihovýchodní Asie, podložená rozsáhlým autentickým poznáním přírodních populací a jejich dokumentací představuje ve svém rozsahu světovou exkluzivitu.

Fytopatologie

V oblasti fytopatologie a ochrany rostlin je výzkum dlouhodobě zaměřen na vyhledávání rezistentních/tolerantních genotypů dřevin, jejich selekci, klonování, uchování a množení pro preventivní využití jako součást integrované ochrany a zvýšení užitné hodnoty nových výsadeb, s preferenčním zaměřením na invazivní a regulované organismy.  U unikátního jírovce maďalu (Aesculus hippocastanum) odrůda ‚Mertelík‘, s rezistentním chováním ke klíněnce jírovcové (Cameraria ohridella) probíhá dlouhodobé hodnocení růstu a vývoje ověřovacích výsadeb na různých stanovištích v ČR, a od roku 2019, ve spolupráci s vybraným školkařským podnikem také finální fáze výzkumu. Vyselektované klony hlohu (Crataegus sp.) a podnožová odrůda V94, které vykazují rezistenci k bakterii Erwinia amylovora jako původci spály růžovitých rostlin, jsou aktuálně udržovány jako genofond pro budoucí množení. Dílčím způsobem pokračuje dlouhodobé sledování výskytu škodlivých činitelů v zeleni mimo pole a les, a genofondech topolů (Populus) a vrb (Salix) používaných v lignokulturních plantážích a agrolesnických systémech v ČR. V rámci Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin, zvířat a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství, je vytvářena a udržována sbírka 26 virů okrasných rostlin vázaných na okrasné rostliny.