Přeskočit na obsah Přejít na navigaci

Mendeleum - ústav genetiky

Historie

Přelom 19. a 20. století

Mendeleum v Lednici na Moravě je a bylo významným vědecko-výzkumným a šlechtitelským pracovištěm. Jeho činnost, zejména v první polovině uplynulého 20. století významně ovlivňovala výzkumné a šlechtitelské dění nejen u nás, v bývalém Československu, ale ve střední Evropě vůbec.

J.G. Mendel
J. G. Mendel

V roce 1865 J. G. MENDEL (1822 - 1884) zveřejnil v Brněnském přírodovědném spolku závěry svých pokusů a jako první ve světě formuloval zákonitosti vzniku a chování hybridů po křížení. Výsledky pokusů byly písemně vydány ve zvláštním výtisku vzpomínaného spolku, pod označením Versuche űber Pflanzen – Hybriden (Brno, 1866).

Erich Tschermak von Seysenegg
Erich Tschermak
von Seysenegg

V roce 1887 nizozemský univerzitní profesor botaniky a fyziologie Hugo de VRIES (1848 - 1935) zveřejnil své studie o rostlinných mutacích. Konečně, v samém „předvečeru dvacátého století“, v roce 1900, tři vědci, Carl CORRENS (1864 - 1933) z bádensko-wűrttemberského města Tűbigenu (univerzitní profesor botaniky), Erich TSCHERMAK von SEYSENEGG (1871 - 1962), univerzitní profesor z Vídně a již vzpomínaný Hugo de VRIES (1848 - 1935) z Amsterdamu, zcela nezávisle na sobě došli při svých hybridizačních pokusech ke stejným poznatkům a závěrům, jaké již před 35 lety prezentoval J. G. MENDEL z Brna. Tím byl vlastně dán podnět pro nebývalý rozvoj vědeckého výzkumu a studia biologie nejen u rostlin, ale i u zvířat. Od té doby začal systematický vědecký výzkum dědičnosti u rostlin, zvířat i lidí. Anglický biolog William BATESON (1861 - 1926), profesor biologie a genetiky v Cambridge, byl obzvláště nadšen výsledky Mendelových pokusů i „znovuobjevitelů“ a v roce 1906 navrhl pro tuto nově rozšiřovanou badatelskou činnost název GENETIKA.

Lze se proto odůvodněně domnívat, že vzpomínané události iniciovaly též profesora TSCHERMAK-SEYSENEGGA z Vídně a profesora Kurta von RŰMKERa (1859 - 1940) z Gőttingenu, aby uvažovali o vybudování vědecko-výzkumného pracoviště i ve Střední Evropě, zaměřeného právě na genetiku, šlechtění a výzkum kulturních rostlin vůbec.

Johan Lichenstein
Johan II. Lichenstein

Návrh na vybudování ústavu v Lednici na Moravě přivítal i sám kníže JAN II. z Lichtenštejna zvláště poté, co jeho tehdejší ředitel knížecích statků a v té době i ředitel zahradnické střední školy Dr. Wilhelm LAUCHE (1859 - 1950) se všemožně snažil o jeho realizaci. LAUCHE totiž byl všestranně uznávaným odborníkem a jeho názory u knížete byly téměř vždy akceptovány a vždy zcela realizovány. Kníže byl štědrým donátorem. Financoval výstavbu, poskytl pozemky a garantoval desetiletý finanční příspěvek na provoz ústavu. Budovy byly postaveny podle návrhů a plánů v té době renomovaného architekta Kettnera s prvky secesního slohu. U budovy byly vystavěny v té době moderní skleníky a větší množství pařenišť.

Program výzkumné a šlechtitelské činnosti byl koncipován samotným profesorem Tschermakem. Byly to obiloviny, luskoviny, zeleniny (zejména tykve, rajčata) a také květiny (například primulky). Tschermakovi se podařilo získat do výzkumné činnosti i tak významné osobnosti, jako byl pozdější profesor univerzity v Halle v Horním Sasku prof. Dr. Theodor Roemer (1883 - 1951), několikanásobný čestný doktor na více evropských univerzitách a jeden z nejvýznamnějších vědeckých šlechtitelských pracovníků v Německu. Roemer před příchodem do Lednice působil v Africe (v tehdejší německé kolonii) v dnešní Tanzanii. Byl jedním z prvních, který naznačil možnosti a specifičnosti šlechtění rostlin v tropech.

K posílení odborné činnosti byl do Lednice na Moravě přizván z Vídně nadějný Tschermakův asistent PhDr. Franz Frimmel–Traisenau (1888 – 1957), který tam nastoupil 1. května 1914.

Období první republiky

Po rozpadu Rakousko-Uherské monarchie a také po jistém nedorozumění mezi Tschermakem s Lauchem se Tschermak definitivně vrací zpět do Vídně a Frimmel v plném rozsahu přebírá jeho funkci a navazuje na jeho rozpracované úkoly. K tomu se od roku 1921 podílí na činnosti tehdy nově vybudované Semenářské stanice (Saatzuchtstation), která byla původně založena v Lednici na Moravě a později přemístěna do Valtic. V roce 1926 se Frimmel habilitoval na Vysokém učení technickém v Brně pro disciplínu šlechtění rostlin.

Mendeleum v roce 1920
Mendeleum v roce 1920

V dlouhém období od založení ústavu, resp. od převzetí jeho vedení Frimmelem, byla paleta řešených výzkumných problémů a šlechtění velice pestrá. Nelze vyjmenovat vše a tak jen o těch nejdůležitějších:

    • v zeleninách to bylo jeho originální rozpracování možností využití a uplatnění heterózního efektu. Ostatně, byl to on, kdo na evropském kontinentě uvedl první rajčatové hybridy. Jeho poznatky o signálních rostlinách ovlivnily heterózní šlechtění špenátu i v zahraničí. Stejně jeho postřehy a úvahy o samčích předstadiích u okurek a další praktika se promítly do pozdějšího moderního šlechtění F1 hybridů.

 

    • u ovocných dřevin zaznamenal úspěchy ve šlechtění meruněk, které nebyly poškozovány v květech pozdními mrazíky. Známa byla zejména ´Frimellova Uherka´, rozšířená ve své době na Moravě a v Čechách na Lounsku. Na ústavu bylo vyšlechtěno i několik jabloní, na jejichž vzniku se podílel i Lauche.

 

    • u révy vinné rozpracovával Frimmel ve spolupráci se šlechtitelskými stanicemi Znojmo a Mikulov metodiku udržovacího šlechtění a šlechtění na rezistenci, která v dalších generacích šlechtění vyústila ve vynikající úroveň současného trendu šlechtění u nás.

[plánek]

 

  • u okrasných rostlin pracoval Frimmel s poměrně širokým sortimentem. Tady nutno předeslat, že to pro něj spíše než práce byl oblíbený koníček, protože květiny nesmírně miloval. I zde se pokoušel o získávání F1 hybridů. Ostatně, náš přední a zasloužilý šlechtitel F1 hybridů u petúnií a begonií František ČERNÝ se od něj mnohému naučil. Mimořádně se věnoval primulkám, které do Lednice přivezl sám jejich obdivovatel Tschermak. Zajímavá byla jeho křížení, sledující transgresívní efekt potomstva u okrasných dřevin, jako např. při mezidruhovém křížení Juglans regia x Juglans nigra.

Na pracovišti Mendeleum bylo vyšlechtěno i mnoho polních plodin. Z obilovin možno vzpomenout ´Valtické žito´ (´Feldsberger Roggen´), dále ´Valtický ječmen´, (´Feldsberger Hanna Gerste´), odrůda, která dala vznik pozdější řadě tzv. „diamantové“, odvozující se od radiomutanta ječmene ´Diamant´. Z luskovin to zase byla výborná čočka ´Halířová´ (´Heller Linze´). Byly to však také fazole, dále brambory – rohlíčky, pšenice ap. Činnost pracoviště byla v té době známa po celé Evropě. Po dobu válečných událostí (1939 - 45) byla do Lednice na Moravě přemístěna z Vídně a dalších výzkumných zemědělských pracovišť řada laboratoří a pracovníků. Mendeleum bylo v této těžké době díky Frimmelovi v plné činnosti.

Poválečné období

Po osvobození v roce 1945 a v dalších letech prodělalo pracoviště několik změn, jak co do administrativní podřízenosti, tak co do osob ve vedení. Nastala i obměna technického a pracovního personálu. Na podzim roku 1948 v době „Lysenkovské agrobiologie“ došlo také ke změně názvu. Ústav byl přejmenován na Státní výzkumný ústav agrobiologický  v Lednici na Moravě. Od roku 1956 se ústav přejmenovává na ČSAV – VÚK Pohořelice, Genetická laboratoř Lednice.  V roce 1961 vznikl celostátní ústav pro kukuřici v Trnavě a tak bylo logické, že pracoviště, které se v té době orientovalo především na kukuřici (z Lednice na Moravě vzešla první československá hybridní kukuřice), připadlo pod nově zřízený ústav v Trnavě s označením VÚK Trnava, Výzkumná stanice Lednice.

Další změna nastala v roce 1965. Bylo to v roce, kdy si celý genetický a šlechtitelský svět připomínal sté výročí zveřejnění Mendelových principů na mezinárodních konferencích v Brně a v Praze. Vědecko-výzkumné pracoviště Mendeleum se opět vrací ke svému původnímu účelu. Je zařazeno do kompetence Vysoké školy zemědělské v Brně, jako samostatné pracoviště Agronomické fakulty a obnovuje se název Mendeleum. Dochází k jistým změnám v programové náplni ústavu a dává se možnost využívání pokusných ploch i jiným katedrám, zejména Agronomické fakulty. V období let 1971 až do osmdesátých let, kdy v čele ústavu stanul Dr. Jan Vožda, pozdější profesor VŠZ, byla činnost Mendelea směrována na kvantitativní a populační genetiku, kde jako modelová rostlina sloužila kukuřice.

V roce 1972, kdy se oslavilo 60 let trvání Mendelea, bylo v Lednici uskutečněno sympozium s mezinárodní účastí k biometrickým a genetickým metodám ve šlechtění rostlin. Takováto biometrická sympozia se potom ještě konala v letech 1986 a 2001. Kromě biometriky se v Mendeleu pracovalo na fytopatologických problémech ve vztahu k odolnosti zelenin (rajčata) a na vývoji šlechtitelských metod u papriky, okurek a některých dalších polních plodin (vojtěška). V prostorách pracoviště rozvíjela svoji činnost i Lesnická fakulta VŠZ v Brně, mj. i v rámci Mezinárodního biologického programu (IPB). Mimo katedry Agronomické fakulty spolupracovalo pracoviště i s Institutem tropického a subtropického zemědělství VŠZ v Praze–Suchdole.

Vývoj na konci 20. století

Po roce 1989 dochází na pracovišti k personálním změnám ve vedení a také výzkumná práce musela být v důsledku ekonomických a strukturálních změn v zemědělství zaměřena nový směrem.

1990

  • Mendeleum se stalo součástí Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně
  • Došlo k užšímu propojení vědecko-výzkumné práce ústavu s pedagogickým procesem

1.polovina 90. let

  • Projevuje se spojení Mendelea se Zahradnickou fakultou
  • Dochází k postupné orientaci na kultury spadající do zahradnických věd
  • Ve světě byly v té době učiněny zásadní objevy týkající se aplikace metod pracujících s DNA

Vedoucí ústavu na přelomu 20. a 21. století

Doc. Ing. Miroslav Kadlec, Csc.

Jako vedoucí Mendelea inicioval postupný přechod na metody molekulární genetiky

prof. RNDr. Miroslav Pidra, Csc.

Navázal na svého předchůdce, ve výzkumu se zaměřil na genetiku a molekulární genetiku a tím byl umožněn jejich další rozvoj. 

Pod jeho vedením byly získány zásadní výzkumné a rozvojové projekty věnující se problematice molekulární genetiky, ale i in vitro kulturám nebo identifikaci rostlinných patogenů

Základní výzkumné jednotky Mendelea

v současnosti zde fungují tři základní výzkumné/organizační jednotky, jejichž činnost je vzájemně provázána

Laboratoř molekulární genetiky

  • soustřeďuje se na aplikace molekulárně genetických metod na zahradnické rostlinné druhy
Laboratoř molekulární genetiky

Laboratoř molekulární genetiky

  • Věnuje se hodnocení genetické různorodosti genofondů na Zahradnické fakultě a v zahraničí
  • Metody jsou využívány při hodnocení změn genetické informace u rostlin vystavených stresu, při hodnocení čistoty osiva u vybraných zelenin, anebo při tvorbě indentifikačního klíče pro odrůdy révy vinné registrované v ČR
Přístroj pro vysoce výkonné sekvenování DNA

Přístroj pro vysoce výkonné sekvenování DNA

 

Laboratoř diagnostiky rostlinných patogenů

  •  Studium významných patogenů zahradnických rostlin, jako jsou choroby kmenu révy, bakteriální choroby zelenin, ale i viry a viroidy
  •  Cílem je hlubší pochopení interakce rostliny a patogenu až na molekulární úrovni
Kultivace houbových chorob napadajících kmeny révy vinné

Kultivace houbových chorob napadajících kmeny révy vinné


  • Vyvíjeny nové způsoby ochrany rostlin šetrnější k životnímu prostředí
  • K tomu jsou používány např. antagonistické či benefitnímikroorganismy nebo nanočástice
Mikroskopické zobrazení rostlinných patogenů

Mikroskopické zobrazení rostlinných patogenů

 

Laboratoř rostlinných in vitro kultur

  • Zaměřena na množení zahradnických druhů v umělých podmínkách a na rozvoj metodik k ozdravení rostlin v případě jejich napadení virovými patogeny
Laboratoř rostlinných explantátů

Laboratoř rostlinných explantátů

 

Směřování Mendelea

  • Důkazem úspěšně koncipované struktury ústavu jsou výzkumné projekty řešené v nedávno minulé i současné době, výzkumné aktivity iniciované soukromým sektorem a také řada publikací
  • Hlavní současnou snahou je pokračovat v záměru položeném již při založení pracoviště tzn. ve výzkumu orientovaném na genetiku a šlechtění
  • Odkaz všech osobností, které na ústavu během jeho historie působily, je zavazující
  • Snahou současného Mendelea je na tuto slavnou tradici odpovídajícím způsobem navázat