Význam a využití genetických zdrojů luskovin

11. 02. 2026 Ing. Veronika Sedláková, Ph.D.; Agritec Plant Research, s.r.o., Šumperk Osivo a sadba Zobrazeno 443x

Čeleď bobovité je považována za třetí nejpočetnější čeleď krytosemenných rostlin se svými 806 rody a téměř 23 tis. druhy. Význam této čeledi je zejména z hlediska hospodářského využití, zahrnuje totiž jednu z nejdůležitějších skupin plodin - luskoviny.

Luskoviny a jejich význam

Luskoviny tvoří kolem 30 % světové zemědělské produkce plodin a celosvětově zabírají asi 12–15 % orné půdy. Roční produkce luskovin se pohybuje okolo 96 mil. t a roční spotřeba luskovin/osobu se v různých oblastech světa odhaduje od 2 kg do 20 kg. Průměrná roční spotřeba luskovin na osobu pak činí 7 kg. V ČR takové hodnoty ani zdaleka nedosahujeme, průměrná spotřeba luskovin je poměrně nízká a odhaduje se na 2,5 kg. Na základě predikcí bude docházet k postupnému nárůstu produkce a v roce 2032 se předpokládá navýšení světové produkce luskovin na 125 mil. t s průměrnou roční spotřebou na osobu 8,6 kg. Luskoviny tedy tvoří nezastupitelnou úlohu ve výživě milionů lidí po celém světě a mohou být právem považovány za jednu z nejcennějších plodin přínosnou nejen pro člověka, živočichy, ale i životní prostředí.

Luskoviny jsou skupinou velmi udržitelných a dostupných plodin, které dokáží efektivně využívat vlhkost. Jsou bohatým zdrojem bílkovin (20–40 %) s vysokým obsahem esenciálních aminokyselin, zejména lyzinu, ale obvykle s velmi nízkým obsahem aminokyselin obsahujících síru. Luskoviny jsou také poměrně důležitým zdrojem vápníku, železa, fosforu a dalších minerálních látek. Známy jsou také pro svoji vysokou pěstitelskou hodnotou, která zlepšujte fyzikální vlastnosti a kvalitu půdy a jsou často pěstovány jako rotační plodina, která udržuje vysokou úrodnost půdy. Symbióza s hlízkovými bakteriemi rodu Rhizobium umožňuje fixovat vzdušný dusík, a tím hostitelské rostlině poskytuje dusičnany a amoniak. Tato vlastnost jim umožňuje růst i na velmi chudých půdách, nicméně odpovídající množství zásobního dusíku v semenech je nezbytné pro heterotrofní růstovou fázi před samotným založením fixace dusíku v kořenových nodech.

Původ luskovin a domestikace

Domestikace je proces přeměny planých druhů v druhy domestikované. Tento přechod může být považován za akcelerovanou evoluci a cílené upřednostňování vybraných druhů či jedinců potom za počátek tradičního zemědělství a šlechtění. Jen velmi malá část rostlin byla domestikována a pouze 250 druhů může být považováno za plně domestikovaných. Z dosud popsaných 370 tis. druhů rostlin člověk určitým způsobem využívá jen asi 4 % druhů a cíleně pěstuje asi 900 druhů rostlin. Z tohoto počtu je jen velmi malé množství považováno za tzv. majoritní plodiny. Uvádí se, že přibližně 95 % rostlinné potravy je poskytováno méně než 20 druhy rostlin, mezi kterými mají velice významné zastoupení i luskoviny - sója, čočka, hrách, fazol a cizrna. Společně s obilninami tvoří luskoviny základ rozvoje moderního zemědělství. Lidstvo je tedy odkázáno na poměrně omezenou kolekci kulturních plodin, s čímž nicméně souvisí i velmi omezená genetická diverzita rostlin a na ní navazující problémy jako např. náchylnost rostlin na dopad klimatické změny nebo zvýšená náchylnost vůči chorobám a škůdcům.

Ochrana, uchovávání a využívání biodiverzity živých organizmů na Zemi musí být bráno jako základní podmínka existence lidstva. V zájmu zachování biologické rozmanitosti, životního prostředí, a v neposlední řadě také zlepšování kvality života, je žádoucí neustále rozšiřovat spektrum zemědělských plodin a využívat genofondy pěstovaných druhů ve šlechtitelství pro tvorbu nových odrůd s potřebnými vlastnostmi a znaky.

Genetická diverzita a genetické zdroje

Všeobecná definice, jak jí stanovuje Úmluva o biologické rozmanitosti z roku 1992, označuje genetickým zdrojem jakýkoliv materiál pocházející z rostlin, živočichů nebo mikroorganizmů, který obsahuje jednotky dědičnosti a má současný nebo potenciální význam pro lidstvo. Genetické zdroje mají výjimečnou hodnotu a představují nedocenitelné bohatství genetické rozmanitosti. Jsou základem zemědělství, a to nejen tradičního zemědělství a tradičního či moderního šlechtění, ale jsou významné i v moderních metodách genového inženýrství a v biotechnologiích obecně. Genetické zdroje jsou považovány za nenahraditelný zdroj genů ke zlepšování biologického a hospodářského potenciálu zemědělských plodin, zachování a rozšiřování genetického základu moderních odrůd a uchování agrobiodiverzity. Agrobiodiverzita zahrnuje rozmanitost a variabilitu nezbytnou pro výživu a zemědělství a hraje zásadní roli v udržitelné produkci potravin.

Dnešní šlechtění se neobejde bez efektivního využívání genetických zdrojů a důležitým úkolem práce s genofondy je kromě shromažďování, evidence, hodnocení a uchovávání také jejich poskytování. Poskytováním však není myšleno pouhé fyzické dodání vzorku genetického zdroje, ale také poskytnutí relativních informací šlechtitelům a dalším uživatelům, převážně ve výzkumu a vzdělávání. Je tedy patrné, že hodnocení a řádná evidence genetických zdrojů jsou pro efektivní využívání zásadní.

Ve většině zemí světa se dnes pěstují výhradně moderní šlechtěné odrůdy s požadovanou produktivitou a kvalitou, odolností k biotickým a abiotickým stresům a účinnou odezvou na podmínky pěstování, umožňující snížit úrovně vstupů při stabilitě výnosu a kvalitě produkce. U moderních odrůd mnoha významných plodin však postupně dochází ke zužování jejich genetického základu, ale také ke snižování diverzity pěstovaných odrůd a plodin. To může mít za důsledek zvýšení rizika poškození abiotickými a biotickými stresovými faktory a výkyvy ve stabilitě a kvalitě produkce. Pro šlechtění moderních odrůd je proto stále důležitější využívat nové genetické diverzity plodin právě v rámci studia a hodnocení genofondů a využít tak genetickou diverzitu pro dosažení šlechtitelských cílů a zachování širokého genetického základu odrůd. Uchování a efektivní využití genetické diverzity zemědělských plodin je rovněž základním předpokladem jejich adaptace ke klimatickým změnám.

Genetické zdroje rostlin svou obrovskou rozmanitostí nabízí potenciální nástroj pro přizpůsobení se neustále se vyvíjejícím požadavkům našeho dynamicky se měnícího světa, který je vyznačován proměnlivostí klimatu a výskytem nových škůdců a chorob. Zachování široké genetické základny plodin je tak ochranou před potenciálními budoucími přírodními katastrofami. Význam uchování genetické diverzity rostlin je těžko docenitelný. Plodina, která má k dispozici široké spektrum genetických znaků, má jistě větší šanci přizpůsobit se nepříznivým podmínkám nebo čelit novým výzvám, a tak prosperovat.

Biodiverzita a genetické zdroje rostlin jsou úzce propojeny. Naše schopnosti uživit neustále rostoucí světovou populaci, a zároveň reagovat na změny životního prostředí, závisí na schopnosti využívat genetickou rozmanitost těchto zdrojů. Zachování biodiverzity a ochrana genetické rozmanitosti rostlin jsou základními složkami udržitelného zemědělství, které přispívá nejen k zajištění potravinové bezpečnosti, ale také k odolnosti ekosystémů a ochraně tradičních znalostí. Biologická rozmanitost, včetně agrobiodiverzity, má zásadní význam pro zdraví naší planety a prosperitu lidstva. Zajišťuje udržitelnost ekosystémů, dostupnost potravin a léčiv a přizpůsobivost zemědělství i změnám v něm. Ochrana a podpora biologické rozmanitosti je nezbytná pro náš vlastní prospěch a budoucnost příštích generací.

Genetické zdroje rostlin

Genetické zdroje rostlin zahrnují moderní odrůdy či krajové a tradiční odrůdy pěstovaných rostlin, šlechtitelské a genetické linie nebo příbuzné plané druhy rostlin. Genetické zdroje rostlin, významné pro výživu a zemědělství, jsou uchovávány v národních genových bankách nebo výzkumných centrech nejčastěji formou ex situ konzervace. Nejvíce genetických zdrojů uchovávaných ex situ je ve formě semen, některé genetické zdroje jsou uchovávány v in vitro kulturách nebo ve formě živých rostlin v polních kolekcích, případně pomocí kryokonzervace. Primitivní formy rostlin a plané příbuzné druhy jsou částečně uchovávány v genových bankách a dále chráněny formou průběžného monitorování konzervací in situ, tedy v místě původního výskytu.

Genetické zdroje luskovin ve světě

Genetické zdroje (GZ) uchovávané ex situ tvoří přes 5,9 mil. položek, které podléhají střednědobé–dlouhodobé konzervaci v rámci jednotlivých kolekcích, které se nachází v 852 národních genových bankách ve 116 zemích, 4 regionálních a 13 mezinárodních genových bankách (graf 1). Těchto téměř 6 mil. položek patří k celkem 7 320 rodům a představují zástupce 51 509 druhů z 394 čeledí. Přibližně 44 % ze všech uchovávaných druhů, které jsou konzervovány v genových bankách po celém světě, je zastoupeno pouze jedinou položkou. V národních genových bankách je uchováno asi 84 % položek genetických zdrojů, v mezinárodních potom 15 % a regionální genové banky uchovávají asi 1 % položek.

Nejvýznamnější část uchovávaných genetických zdrojů tvoří z biologického hlediska krajové a tradiční odrůdy, moderní odrůdy, šlechtitelské materiály a linie, plané druhy a plané příbuzné druhy pěstovaných plodin a v neposlední řadě další genetické linie, případně rekombinantní linie a další položky, které spadají do kategorie výsledků vědy a výzkumu. Uvádí se, že téměř 73 % konzervovaných genetických zdrojů tvoří položky hospodářsky nejvýznamnějších skupin plodin, tj. obilniny, luskoviny, zeleniny (včetně kořenové a hlíznaté), ovoce, olejniny, byliny a koření, pseudoobilniny a cukrodárné plodiny.

Na grafickém znázornění rozložení položek genetických zdrojů (graf. 2) z různých hospodářsky významných skupin plodin z roku 2022 je patrné, že luskoviny tvoří 11,9 % ze všech ex situ uchovávaných genetických zdrojů. Mezi plodiny s největším množstvím konzervovaných položek ex situ patří pšenice, rýže a ječmen, které dohromady činí téměř 1,7 mil. položek. Většina položek (79 %) je uchována ve formě semen a pouze nízké procento položek ex situ konzervace je uchováváno v polních kolekcích nebo in vitro.

Graf 1: Geografické rozmístění genových bank

Graf 2: Ex situ kolekce genetických zdrojů

Kolekce genetických zdrojů luskovin uchovávaných ex situ sestává ze 709 756 položek, z nichž 73 % je uchováno v národních, 26 % v mezinárodních a 1 % v regionálních genových bankách. Kolekce luskovin je v největší míře zastoupena krajovými odrůdami, které tvoří 43 % kolekcí, šlechtitelský materiál tvoří 14 %, moderní odrůdy zastupují 8 % kolekce a plané druhy a plané příbuzné druhy představují 5 %. Zbývajících asi 30 % nemá specifikované biologické zařazení. Kolekce luskovin obsahuje, stejně jako přadné a technické rostliny, nejnižší procento planých položek. Přes 98 % položek z kolekce luskovin v genových bankách je uchováno ve formě semen, v polních kolekcích je uchováno asi 0,4 % položek.

Za největší ex situ kolekci luskovin je považována kolekce fazolu (186 748 položek GZ). Až 52 % položek v kolekci fazolu je tvořeno krajovými a starými odrůdami. Nejrozmanitější, a zároveň největší kolekce fazolu se nachází v mezinárodním centru CIAT v Kolumbii (International Center for Tropical Agriculture, obr. 1) a má přes 37 900 položek GZ, které spadají do celkem 44 taxonů ze 109 států světa. Druhá největší kolekce, čítající okolo 17 600 položek GZ, se nachází ve Western Regional Plant Introduction Station v USA. Dvě velké kolekce se nachází i v rámci Evropy, a to v IPK v Německu (Leibniz-Institute, 9 tis. položek GZ) a v Rusku (N.I. Vavilov Research Institute of Plant Industry, 6 500 položek GZ). Fazol jako plodina je mimo jiné považována za šestou nejpočetnější položku genetických zdrojů na světě.

Obr. 1: Variabilita genetických zdrojů fazolu v mezinárodním centru CIAT

Ex situ kolekce genetických zdrojů cizrny uchovávají celkem 98 242 položek GZ a nejvyšší procento z nich tvoří krajové a staré odrůdy. ICRISAT v Indii (International Crops Research Institute fot the Semi-Arid Tropics) má v držení největší kolekci cizrny na světě a uchovávají zde 20 764 položek GZ kulturní cizrny a 308 položek GZ 18 planých druhů cizrny, které pocházejí ze 60 zemí světa. Druhá největší kolekce 17 083 položek GZ je uchována v genové bance AGG v Austrálii (Australian Grains Genebank). Rozsáhlou kolekci uchovává i ICARDA v Libanonu (International Center for Agricultural Research in the Dry Areas, 15 385 položek GZ) a ICAR v Indii (National Bureau of Plant Genetic Resources, 16 881 položek GZ).

Kolekce genetických zdrojů hrachu uchovávají 72 569 položek GZ a největší kolekce se nachází v AGG v Austrálii (7 575 položek GZ), v USA (6 319 položek GZ) a v IPK v Německu (5 392 položek GZ). Plané druhy a plané příbuzné druhy hrachu tvoří jen asi 2 % kolekce. Desátá největší kolekce hrachu se nachází v genové bance ČR. Kolekce genetických zdrojů čočky sestává z 43 932 položek GZ. Největší kolekce čočky se nachází v ICARDA v Libanonu (14 377 položek GZ), kde také uchovávají největší kolekci plané čočky na světě s položkami ze 46 zemí. Druhá největší kolekce čočky je uchována v AGG v Austrálii (6 217 položek GZ). Ex situ kolekce genetických zdrojů bobu uchovávají celkem 34 583 položek GZ a největší kolekce se nachází v ICARDA. Obsahuje 9 654 položek GZ ze 71 států světa a zároveň obsahuje nejvyšší procento jedinečných položek. Kolekce genetických zdrojů vikve sestává z 31 429 položek GZ a podílem 32 % planých druhů. Největší kolekci uchovává ICARDA (6 419 položek GZ). Kolekce genetických zdrojů lupiny uchovává 25 704 položek GZ a největší kolekce se nachází v AGG v Austrálii (3 527 položek GZ). Přehled světové kolekce luskovin uchovávané ex situ a jednotlivé zastoupení typů položek je uvedeno v tabulce 1.

Tab. 1: Přehled kolekcí luskovin uchovávaných ex situ

Kromě výše zmíněných luskovin se v kolekcích ex situ uchovává také sója, která sice z botanického hlediska patří k čeledi bobovité, ale z hlediska převažujícího hospodářského využití, a na základě dostupných statistik, se řadí k olejninám. Kolekce genetických zdrojů sóji uchovává celkem 117 835 položek. Mezi další rozsáhlé kolekce luskovin, které ale nejsou v ČR uchovávány ale ani pěstovány, patří kolekce vigny čínské, kajanu indického, podzemnice olejné apod.

Genetické zdroje luskovin v ČR

V ČR jsou veškeré činnosti s genetickými zdroji rostlin podporovány Ministerstvem zemědělství formou dotačního titulu Národní program konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agrobiodiverzity (NPGZR). Základními cíli Národního programu je shromažďování a zajištění dlouhodobého uchování genetických zdrojů rostlin významných pro výživu a zemědělství, v souladu s národními právními předpisy, mezinárodními závazky a potřebami uživatelů genetických zdrojů za účelem udržitelného rozvoje zemědělství v ČR, adaptace na změnu klimatu a zachování kvality venkovského prostoru.

Nezbytnou součástí práce na kolekcích genetických zdrojů rostlin je také jejich hodnocení a charakterizace, to vše s řádnou evidencí a dokumentací, ke které slouží především národní dokumentační systém GRIN Czech. V tomto systému je každá položka genetického zdroje opatřena evidenčním národním číslem (ECN) a obsahuje pasportní a popisná data a základní údaje o konzervaci. Nezbytná je i garance dostupnosti genetických zdrojů, zajišťovaná formou regenerací a dostupnost dat pro uživatele. V rámci NPGZR spolupracuje celkem 16 pracovišť - účastníků NP. Koordinační pracoviště NPGZR, a zároveň národní genová banka, se nacházejí v Praze-Ruzyni.

K počátku roku 2025 se v kolekcích genetických zdrojů rostlin ČR nacházelo celkem 57 158 aktivních položek GZ (graf 3), druhovou diverzitu charakterizovalo 1 173 kulturních a planých druhů. Zástupci čeledi bobovité se nacházejí na několika pracovištích v různých kolekcích. K nejpočetnějším kolekcím z čeledi bobovité bezesporu patří kolekce luskovin na pracovištích Agritec Šumperk (hrách, vikev, bob, fazol, sója, lupina, čočka, cizrna) a CARC Olomouc (hrách, fazol). Další zástupci čeledi bobovité jsou uchovány v kolekci pícnin ve VÚP Troubsko (jetel, vikev, vojtěška, štírovník, jestřabina, komonice, vičenec, kozinec aj.). Zástupci kolekce léčivých rostlin z čeledi bobovité jsou uchováváni na Zahradnické fakultě Mendelovy univerzity a jedná se o lékořici. Zástupce čeledi boovité spadá i do kategorie okrasné rostliny, kde ve VÚKOZ v Průhonicích uchovávají položku okrasné lupiny.

Graf 3: Podíl jednotlivých kolekcí v rámci NPGZR

Kolekce luskovin udržovaná na 2 pracovištích - Agritec Šumperk (hrách setý, peluška, vikev, bob, fazol sója, lupina, čočka a cizrna) a CARC Olomouc (hrách zahradní, fazol), čítá 4 896 položek GZ (tab. 2). Z celkového počtu uchovávaných položek genetických zdrojů v ČR tvoří kolekce luskovin asi 8,6 %. Pokud jde o původ položek luskovin v genové bance, celkem 775 položek má československý nebo český původ (tab. 3) a jde o krajové odrůdy, tradiční i moderní vyšlechtěné odrůdy a položky ze sběrů na území ČR.

Tab. 2: Počet aktivních položek GZ luskovin

Tab. 3: Počet aktivních položek českého a československého původu v kolekcích Národní genové banky

Využití a význam genetických zdrojů luskovin

Využití genetických zdrojů luskovin, popř. dalších plodin a druhů obecně, při zlepšování jejich vlastností je jedním z nejudržitelnějších způsobů, jak zachovat cenné genetické zdroje pro budoucnost a současně zvýšit zemědělskou produkci a potravinovou bezpečnost. Základem úspěchu zlepšování vlastností luskovin je neustálý přísun genetické diverzity do šlechtitelských programů, včetně nové nebo vylepšené variability pro určité cílové vlastnosti.

Biodiverzita a agrobiodiverzita slouží jako rezervoáry genetických informací pro budoucí generace. Obsahují geny a znaky, které mohou mít určující význam pro řešení nepředvídatelných problémů, ať už v zemědělství, medicíně nebo při obnově životního prostředí, přestože jejich význam ještě nevidíme. Zachování biologické rozmanitosti planých druhů z čeledi bobovité, ale i agrobiodiverzity hospodářsky využitelných luskovin, je zásadní, protože jsou vzájemně propojené a vzájemně závislé. Biologická rozmanitost i agrobiodiverzita je základem zdraví ekosystémů, potravinové bezpečnosti, lidského zdraví, ale i hospodářského blahobytu. Nabízí také řešení některých světových problémů, včetně změny klimatu a udržitelné produkce potravin a léčiv. Je nezbytné tyto neocenitelné zdroje chránit pro současné i budoucí generace.

Příspěvek vznikl za podpory Ministerstva zemědělství, institucionální podpora MZe-RO1023.

Použitá literatura je k dispozici u autorky článku.