Katarína Ražná Pavel Hrubík Ginko dvojlaločné (Ginkgo biloba L.) genomická štúdia a kultúrne rozšírenie na Slovensku Nitra 2016
Názov Ginko dvojlaločné (Ginkgo biloba L.) genomická štúdia a kultúrne rozšírenie na Slovensku Autori doc. Ing. Katarína Ražná, PhD. (AH 4,87) Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre FAPZ, Katedra genetiky a šľachtenia rastlín prof. Ing. Pavel Hrubík, DrSc. (AH 1,22) Emeritný profesor Recenzentky prof. Ing. Ľubica Feriancová, PhD. doc. RNDr. Svetlana Gáperová, PhD. Autorom fotografií publikácie je prof. Ing. Pavel Hrubík, DrSc. Súčasťou publikácie je fotodokumentačná príloha na CD nosiči. Vedecká publikácia vznikla s podporou Výskumného centra AgroBioTech vybudovaného v rámci projektu Vybudovanie výskumného centra AgrobioTech ITMS 26220220180. Schválil rektor Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre dňa 5. 12. 2016 ako vedeckú monografiu. ISBN 978-80-552-1594-5
Poďakovanie Autori ďakujú recenzentkám prof. Ing. Ľubici Feriancovej, PhD. a doc. RNDr. Svetlane Gáperovej, PhD. za ochotu a cenné pripomienky. Autori vyjadrujú srdečné poďakovanie svojim rodinám. 3
OBSAH 1. ÚVOD 5 2. OPIS MODELOVEJ DREVINY, GINKO DVOJLALOČNÉ GINKGO BILOBA L. 7 3. GENOMICKÁ CHARAKTERISTIKA GINKA DVOJLALOČNÉHO 9 3.1 Molekulové markéry mapovania genómu ginka dvojlaločného 14 3.2 MikroRNA ginka dvojlaločného a molekulové markéry na báze mikrorna 15 4. CIEĽ PRÁCE 19 5. MATERIÁL A METÓDY 19 5.1. Metodika genomických analýz 19 5.2. Metodika mapovania rozšírenia druhu na Slovensku 21 6. VÝSLEDKY A DISKUSIA 25 6.1. Analýza genómu genotypov ginka dvojlaločného pomocou mirna markérov 25 6.2. Výsledky mapovania výskytu ginka na Slovensku 32 6.2.1. Hlavné taxačné hodnoty stromov 32 6.2.2. Maximálne rozmery stromov 33 6.2.3. Niektoré nové poznatky o pestovaní a raste 36 6.2.4. Podrobná charakteristika výskytu a lokalizácia stromov ginka dvojlaločného 46 6.2.5. Zoznam miest, mestských častí a obcí výskytu ginka dvojlaločného na Slovensku 83 6.2.6. Lokalizácia výskytu ginka dvojlaločného na platforme geografického informačného systému (GIS) 85 7. ZÁVERY A VYUŽITIE ZÍSKANÝCH POZNATKOV 86 8. SÚHRN/SUMMARY 88 9. LITERATÚRA 89 10. FOTODOKUMENTÁCIA (CD nosič) 92 4
1. ÚVOD Výskum kultúrneho rozšírenia a výskytu ginka dvojlaločného (Ginkgo biloba L.), sme začali ešte v roku 2007, formou študentského projektu na Katedre biotechniky parkových a krajinných úprav Fakulty záhradníctva a krajinného inžinierstva SPU v Nitre. Pozornosť sme zamerali najskôr na okresy Nitra a Zlaté Moravce, neskôr na celý Nitriansky samosprávny kraj. Najvhodnejšie podmienky nám pre výskum poskytovali plodiace stromy v Parku Štátnych lesov v Topoľčiankach, Arborétum Mlyňany SAV, historické parky v Novej Vsi nad Žitavou, Beladiciach a stromy vysadené v Nitrianskom mestskom parku na Sihoti. Neskôr sme výskum rozšírili na okresy Topoľčany, Trnava, Levice, Nové Zámky a Komárno. Intenzívny terénny výskum pokračoval v rokoch 2010 2011 v ďalších okresoch Slovenska (bývalé okresy Západoslovenského a Stredoslovenského kraja). Súhrn získaných poznatkov a komplexnejšieho výskumu sme prezentovali formou bakalárskych (4) a diplomových prác (4) na Katedre biotechniky parkových a krajinných úprav (1 + 1) Fakulte záhradníctva a krajinného inžinierstva a Fakulte agrobiológie a potravinových zdrojov, Katedra genetiky a šľachtenia rastlín (3 + 3), SPU v Nitre. Vo výskume sme pokračovali aj v ďalších rokoch a výsledky výskumu boli publikované v komplexnej forme vo vedeckej publikácii autorov: Ražná, Hrubík, Žiarovská, Kollár, Kullačová, Pavel, Štefúnová (2014). Prácu sme rozšírili o prehľad rozšírenia ginka dvojlaločného v zahraničí (najmä publikované údaje v Českej republike a najvýznamnejšie lokality výskytu v Európe a vo svete, podľa dostupných internetových zdrojov). Terénny výskum Prešovského a Košického kraja (bývalý Východoslovenský kraj) v spomenutých publikáciách a prácach absentoval predovšetkým z dôvodov odľahlosti a vzdialenosti lokalít ginka dvojlaločného (historické parky, objekty ostatnej zelene miest a obcí). Podnetom na uzavretie a kompletizáciu výskumu kultúrneho rozšírenia ginka dvojlaločného na Slovensku, bolo jednak spracovávanie doteraz získaných vedeckých poznatkov, ale najmä predsavzatie uzavretia aktuálnej a zaujímavej problematiky rozšírenia jednej zo vzácnych kultúrnych drevín ginka dvojlaločného na Slovensku. Prvé poznatky o rozšírení ginka dvojlaločného na Slovensku sme získali už v rokoch 1965 1975, v rámci spolupráce na rozsiahlom a komplexnom výskume v Arboréte Mlyňany Ústav dendrobiológie SAV. Pri výbere lokalít výskumu sme preto akceptovali publikované výsledky kultúrneho rozšírenia cudzokrajných drevín na Slovensku (vrátane ginka dvojlaločného Ginkgo biloba L.), (Benčať, F., 1982). Prvý zoznam lokalít výskytu ginka dvojlaločného, uverejnil v doteraz neprekonanom súbornom diele: Atlas rozšírenia cudzokrajných drevín na Slovensku a rajonizácia ich pestovania, Benčať, F. v roku 1982. Pre úplnosť získaných poznatkov, uvádzame aj v tejto publikácii úplný zoznam lokalít, podľa okresov (aktuálny stav v roku 1982). Obsahuje celkove 80 lokalít (75 5
historické parky, 5 ostatná zeleň). Z dostupnej literatúry, internetových zdrojov, iných prameňov, ako aj z vlastných zistení, sme doplnili a zhodnotili stromy ginka dvojlaločného aj na ďalších (nových) lokalitách. V závere terénneho výskumu rozšírenia tejto modelovej dreviny, sme akceptovali aj nepublikované výsledky seminárnej práce (R. Stoklasa, 1998), ale viac s úmyslom kompletizácie poznatkov pri ďalšom výskume v budúcnosti, ako podnet pre našich nasledovníkov, ktorí sa rozhodnú v tejto práci pokračovať. V spomenutej seminárnej práci na Pedagogickej fakulte Univerzity Konštantína Filozofa v Nitre (Stoklasa, 1998) sme zaznamenali ešte 25 rozdielnych lokalít, ktoré publikovaná práca (Benčať, F., 1982), neuvádza. V závere nášho terénneho výskumu (november 2014) sme niektoré z týchto lokalít (Červený Hrádok, Bratislava Martinský cintorín, Nitra - Park v okolí Fakulty prírodných vied UKF), ešte akceptovali a do publikácie zahrnuli. Predkladaná monografia sumarizuje tiež poznatky z oblasti genomických a molekulárnych štúdií a analýz ginka dvojlaločného. Tejto problematike je venovaná značná pozornosť, nakoľko ginko predstavuje jedinečný druh nielen z medicínskeho hľadiska, ale najmä jeho schopnosť adaptovať sa rôznym environmentálnym a klimatickým zmenám a odolnosť voči chorobám a škodcom, z neho robia zaujímavý objekt výskumu. Jedným z nástrojov charakterizácie jedinečnosti genotypov, pre ich ochranu a ďalšie využitie, je aplikácia molekulových markérov. Markéry na báze sekvencií mikrorna sú novým typom markérov, ktoré boli doteraz aplikované na obmedzenom počte rastlinných organizmov. Rozvíjaniu danej metodiky sa na Katedre genetiky a šľachtenia rastlín aktívne venujeme a výsledky získané aplikáciou mirna markérov pre diverzifikáciu genotypov ginka pochádzajúcich z rôznych lokalít Slovenska prezentujeme v tejto monografii. 6
Ginko dvojlaločné (Ginkgo biloba L.) genomická štúdia a kultúrne rozšírenie na Slovensku Katarína Ražná, Pavel Hrubík Vydavateľ: Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre Vydanie: prvé Rok vydania: 2016 Náklad: 100 ks Počet strán: 92 AH-VH: 6,09-6,26 Neprešlo redakčnou úpravou vo Vydavateľstve SPU v Nitre. ISBN 978-80-552-1594-5