Historie a úloha šlechtní rostlin ve spolenosti

Historie a úloha šlechtní rostlin ve spolenosti Zemdlství je zámrné pstování a sklize rostlin a chov zvíat. Tato innost má dopad na spolenost a prostedí; je nezbytná pro výživu lovka a jeho další innosti v nkterých odvtví prmyslu (nap. textilní). Šlechtní rostlin je odvtvím zemdlství, které se zamuje na využívání pravidel ddinosti u rostlin s cílem tvorby nových a zlepšených typ rostlin pro následné využití spoleností, lovkem. lovk si je vdom široké diverzity u rostlin, i diverzity jejích produkt. Preferuje urité variety plodin urených k výživ nebo kvtin. Nkteré varianty jsou vytvoené pírodou, jiné jsou nov vytváeny piinním odborník-šlechtitel. Rzné odlišné typy vznikly na základ kížení. Nástroje a metody šlechtní se postupn bhem let vyvíjely. Existuje nkolik mezník v technologii šlechtní rostlin. Tato kapitola je vnována strunému pehledu šlechtní rostlin, vetn jeho krátké historie a výhod pro lidskou spolenost. Po projití této kapitoly by studenti mli pochopit následující: 1. Jaké jsou historické prameny šlechtní rostlin. 2. V em spoívá dležitost šlechtní rostlin pro lidskou spolenost. 3. Jaké jsou cíle šlechtní rostlin. 4. Jaké jsou trendy ve šlechtní rostlin. 5. Hlavní mezníky ve šlechtní rostlin. 6. Souasné výsledky šlechtní rostlin. 7. Budoucnost šlechtní rostlin ve spolenosti. Co je šlechtní rostlin? Šlechtní rostlin je zámrné a cílené úsilí lovka pomoci pírod v mezích zákon ddinosti a usmrnit pokrok v tvorb rostlin konkrétních vlastností (konkrétních genotyp). Zmny dosažené u rostlin šlechtním jsou stálé a ddiné. Odborníci, kteí provádjí tento proces jsou šlechtitelé. Odborníci proto, že mají v této oblasti vzdlání, odborné znalosti a zkušenosti. Úsilí upravit status quo rostlin je pohánn snahou lovka zlepšit urité vlastnosti rostlin, zlepšit stávající funkce nebo zavést nové funkce a vlastnosti. V dsledku toho se používá v poslední dob jako synonymum pro šlechtní rostlin zlepšování rostlin (angl. plant improvement). Šlechtit rostliny asto znamená využívat pohlavní zpsob rozmnožování, tím je dosahováno žádoucích zmn; moderní šlechtní zahrnuje také nepohlavní rozmnožování. Šlechtní je tedy manipulace s vlastnostmi rostlin tak, aby mly pro lovka co nejvtší užitek. Ne všechny znaky je lovk schopen upravovat-zlepšovat. Nkteré typy zmn zahrnují genetické manipulace tzv. biotechnologie. Snad nejkontroverznjší je transgenoze, technologie, kdy dochází k cílenému penosu gen navzdory pirozeným biologickým bariérám. Šlechtitelé se specializují na šlechtní rzných skupin rostlin plodin (tj. sója, bavlník), zelenin, okrasných rostlin, ovocných devin (citrusy, jablon), pícnin (vojtška, trávy), trav urených pro trávníky s rzným využitím (parky, hišt). Každý šlechtitel se zamuje na 1

jeden konkrétní druh z urité skupiny. Dochází k jejich specializaci, tím zvýšení odbornosti. Každý druh má svoji biologii, zákonitosti, proto je specializace dležitá. Cíle šlechtní rostlin Šlechtitelé využívají rzné technologie a metodologie k dosažení konkrétních cíl a zmn v charakteru rostlin. Nové nástroje se zavádjí tehdy, jestliže staré nevedou k žádanému cíli, jsou zastaralé, a k dispozici jsou nové. Cíle jsou definovány na základ faktor jako jsou požadavky producent, požadavky konzument, preference konzument, dopad na životní prostedí. Šlechtitelé se snaží zjednodušit a zefektivnit práci zemdlc. Mohou modifikovat strukturu rostlin tak, aby odolávala poléhání a tím usnadují mechanickou sklize. Mohou vytváet rostliny, které odolávají škdcm, takže farmá nemusí aplikovat pesticidy nebo jen jejich malé množství. To znamená menší zneištní pírodního prostedí zemdlskými zdroji. Šlechtitelé mohou vytváet výnosné odrdy (nebo-li kultivary), takže farmá-zemdlec vypstuje více pro trh podle nárok zákazníka. Termín odrda (kultivar) se používá pro zámrné vytvoení urité varianty a bude se o nm ješt více hovoit pozdji. Šlechtitel mže vytvoit potraviny s vyšší nutriní hodnotou a chutnjší. Vyšší nutriní hodnota znamená snížení nemocnosti ve spolenosti (nap. vitamin A nezbytný pro dobrý zrak, obecn vitaminy a minerály), což zpsobuje konzumace potravin chudých na uritou živinu, nebo více živin. To je bžné v rozvojových zemích, kde stžejní plodinou je rýže nebo kasava, a ty postrádají urité esenciální aminokyseliny nebo živiny. Šlechtitelé se dále zamují na produkci prmyslových surovin z technických plodin vlákna s uritými vlastnostmi, jako se pevnost, a plodiny jako je bavlník, len; olej z olejnin uritých vlastností a složení, jako je vysoké množství konkrétních mastných kyselin, vysoký obsah olejové kyseliny ze semen slunenic. Jsou schopni vytváet rostliny, které jsou tzv. bioreaktory produkujícími urité farmakologické látky (angl. biofarming, farming). Technologické schopnosti, kapacita, poteby a cíle šlechtní spolenosti v dívjším období jsou vícemén stejné jako dnes. Dnes jsou metody doplnny o nové nástroje, jsou efektivnjší, rychlejší. Nkteré nástroje jsou zcela nové, které díve nebyly známé, jako je penos žádoucích gen prostednictvím Agrobacterium tumefaciens. Koncepce genetické manipulace - zlepšování vlastností rostlin na základ princip genetiky Jestliže máme zlepšit znak nebo vlastnost, musíme zmnit genetickou podstatu genotyp, nebo prostedí, ve kterém se geny exprimují. Mnit prostedí znamená mnit rstové podmínky (ne genotyp). Toho lze dosáhnout agronomickými zásahy a vklady jako je hnojení a zavlažování. Tento pístup je vhodný u uritých znak. Jestliže tyto vklady nejsou, znak se vrací na pvodní úrove. Na druhé stran se šlechtitelé snaží modifikovat rostliny s ohledem na expresi uritých znak prostednictvím modifikace genotypu, zacílením na konkrétní geny. Takový pístup má za následek zmnu, která je trvalá, penáší se na potomky. 2

Pro je nutné šlechtit rostliny? Rostliny poskytují potraviny, krmivo, suroviny pro prmysl, farmaceutické látky, úkryt pro lovka, jsou protierozním prvkem. Rostliny se využívají také k estetickým a dalším funkním úelm v krajin i v interiérech. Rostlinné druhy jako celosvtov využívané potraviny a krmiva s nutriní hodnotou Jednou z nejdležitjších funkcí rostlin je poskytování potravin rostlinného pvodu pro lovka. Výživa je jeho základní potebou. Rostliny jsou primárními producenty v ekosystému (spoleenstvo živých organism vetn všech neživých faktor v prostedí). Bez nich by život na Zemi nebyl možný. Nejvíce využívané k výživ lovka jsou obilniny (Tab. 1.1). Šlechtní zvyšuje hodnotu plodin tím, že zlepšuje nutriní kvalitu produkt a zvyšuje výnosy. Tím vytváí i pedpoklady pro zdravou výživu lidí a jejich zdraví. Nkteré plodiny mají nedostatek uritých základních živin v takovém rozsahu, že pokud tvoí stžejní potravinu, mže být s touto deficiencí spojen rozvoj uritých chorob. Nap. obilniny mají nedostatek aminokyselin lysinu a threoninu, luskoviny zase methioninu a cysteinu. Šlechtní obohacuje plodiny o tyto složky bílkovin a zlepšuje tím jejich nutriní hodnotu. Rýže, jako druhá hlavní plodina svta, má nedostatek provitaminu A (prekurzor vitaminu A). Projekt zlatá rýže provádný International Rice Research Institute (IRRI) na Filipínách a v jiných ástech svta byl zamen na tvorbu první odrdy rýže obsahující provitamin A. Odhadem 800 milion lidí na svt, vetn 200 milion dtí, trpí chronickým nedostatkem vitaminu A. Tento problém existuje v hlavn v rozvojových zemích. Tab. 1.1. Pehled 25 hlavních plodin svta seazených podle jejich roní produkce v tunách. 1 Pšenice 11 irok 21 Jablo 2 Rýže 12 Cukrová ttina 22 Yam 3 Kukuice 13 Proso, jáhly 23 Podzemnice olejná 4 Brambory 14 Banánovník 24 Cukrový meloun 5 Jemen 15 Raje 25 Zelí hlávkové, kapusta 6 Sladké brambory 16 Cukrová epa 7 Kasava 17 Žito 8 Vinná réva 18 Pomeranovník 9 Sója 19 Kokosovník 10 Oves 20 Bavlník Šlechtní zajišuje vyšší stravitelnost nkterých produkt, redukuje obsah jejich toxických látek. Vysoký obsah ligninu snižuje hodnotu rostlin jako krmiva pro zvíata. Toxické látky se vyskytují i v hlavních plodinách; alkaloidy v yamu, kyanogenní glykosidy v kasav, inhibitory trypsinu v luštninách a steroidní alkaloidy v bramborách. Šlechtitelé pícnin mimo jiné zlepšují kvalitu rostlin vysokou stravitelnost (vysoký nutriní profil) jako píce pro dobytek. Požadavky potravin pro zvyšování potu lidské populace Navzdory zdvojnásobení lidské populace za poslední ti desetiletí, pimené zvyšování zemdlské produkce staí uspokojit tomu odpovídající rostoucí nároky na spotebu potravin. 3

Avšak další ti miliardy lidí, o které se pravdpodobn rozroste lidská populace v následujících tech desetiletích, budou vyžadovat expanzi svtových zásob potravin, aby staily uspokojit tuto rostoucí potebu. Bohužel zásoby orné pdy jsou nedostatené, což pramení nap. z toho, že byly v minulosti kultivovány nebo poskytnuty na rozvoj mst. V dsledku toho je nutné na menší ploše vypstovat více potravin. Toto vyžaduje produkci nových vysoce výnosných odrd. Bhem let se výnos (Obr. 1.1) dramaticky zvýšil i v dsledku úsilí šlechtitel. Další hlavní problém je skutenost, že vtšina populace žije v rozvojových zemích, kde zdroje pro výživu lidí jsou již znan napnuté v dsledku pírodních nebo lovkem zpsobených katastrof nebo neefektivních politických systém. Poteba pizpsobit rostliny stresm prostedí Jev globálních zmn klimatu, kterých jsme v posledních letech svdky, jsou ásten zodpovdné za modifikaci prostedí pro produkci plodin; nkteré oblasti jsou stále sušší, jiné zasolenjší. To znamená, že nové odrdy je nutné šlechtit pro nové podmínky prostedí. Vysplé zem jsou schopné poítat s vlivy nevhodného poasí pizpsobením se tomuto prostedí (nap. zavlažování). Chudé zem jsou takovými výkyvy zcela zdevastovány. Nap. odrdy odolné suchu jsou prospšné v oblastech s nestálými srážkami. Šlechtitelé tak jsou nuceni vyšlechtit typy odolné k rzným podmínkám choroby, hmyz (biotické stresy), sl, sucho, vysoké a nízké teploty (abiotické stresy). Tvorba odrd necitlivých ke zmnám fotoperiody by umožnila rozšíení plodin pvodn citlivých k fotoperiod i v jiných oblastech. Poteba pizpsobit plodiny ke specifickému produknímu systému Existence rzných produkních systém znamená nap. produkci pi zavlažování a bez zavlažování, produkci mechanizovanou a nemechanizovanou. Nap. u rýže jsou nezbytné rzné typy odrd pro vyšší polohy a pro zaplavovaná rýžová pole. Organický systém produkce, kde je použití pesticid zcela vyloueno, výrobci potebují odrdy odolné vi hmyzu a chorobám. Tvorba nových okrasných odrd rostlin Také se daí šlechtní odrd nových okrasných rostlin. Hlavní je estetické hledisko, pravideln se objevují nové odrdy s novými barvami a dalšími morfologickými znaky (velikost, tvar, výška). Vytváejí se také nové odrdy zelenin a ovoce se zlepšeným výnosem, vyšší nutriní hodnotou, s vyšší adaptací. Dobré prmyslové zpracování Zpracované potraviny jsou hlavní složkou svtového zásobovacího systému potravinami. Jiné požadavky jsou na erstvé produkty a jiné na ty, které se dále prmyslov zpracovávají (nap. stolní hrozny x vinná réva pro produkci vína). Jedním z dvod, pro geneticky modifikované (GM) raje FlavrSavr (první GM plodina schválená jako potravina) neusplo, byl ten, že raje bylo ureno jako stolní, erstvé raje, ale gen byl vnesen na genetické pozadí odrdy rajete, které bylo ureno pro prmyslové zpracování. Rzné trhy mají rzné poteby; s tím je také teba poítat. Nap. brambory jsou ureny jako potravina pro pímou konzumaci, ale i pro další prmyslové zpracování. Šlechtí se rzné odrdy pro odlišnou kuchyskou úpravu - peení, vaení, smažení, ipsy, škrob. Tyto jednotlivé odrdy se liší velikostí, uritou váhou, obsahem cukru aj. vlastnostmi. Vysoký obsah cukru je nevhodný pro smažení nebo ipsování, protože cukr za vyšších teplot karamelizuje a vzniká nežádoucí hndé zbarvení. 4

Historie šlechtní Šlechtní rostlin jako vdomá innost lovka má starovký pvod. Pvod zemdlství a šlechtní Ve své primitivní form zaalo šlechtní po vzniku zemdlství, kdy se lidé peorientovali z lovc a sbra na pstitele a chovatele vybraných druh rostlin a živoich. Zmna nastala postupn, kdy se rostliny pomalu pemovaly z divokých forem na rostliny závislé na lovku, na jeho péi, a vznikaly zdomácnlé (domestikované) formy. Zemdlství je vlastn vynález. Bhem poátk zemdlství lovk objevil základní šlechtitelskou metodu selekci, tj. schopnost odlišit rzné biologické varianty v populaci, identifikovat a vybírat ty žádoucí varianty. Selekce tedy pedpokládá existenci této variability (rozmanitosti). Na zaátku šlechtní byla rozmanitost jen pirozen se vyskytující. Selekce byla založena pouze na intuici, zkušenosti. Taková selekce se praktikuje dodnes farmái v primitivních ekonomikách. Dnes se využívají vdecké metody, které iní proces selekce pesnjší, spolehlivjší a hlavn efektivnjší. Šlechtní rostlin ped Mendelem, objev princip genetiky Archeologické nálezy naznaují, že již Asyané a Babylóané umle opylovali palmu datlovou alespo 700 let p.n.l. Rudolf Camerer z Nmecka se zasloužil o první informaci o pohlavním rozmnožování u rostlin r. 1694. Na základ experiment zjistil, že pyl ze samích kvt byl nevhodný pro oplození a tvorbu semen u samiích rostlin. Jeho práce byla zamena na monoecické rostliny (jednodomé; rostliny s tyinkovými i pestíkovými kvty) v rzných ástech rostliny nap. kukuice. Josef Klreuter jako první provádl hybridizaci, tj. kížení geneticky odlišných rodi u ady druh; 1760 až 1766. Thomas Fairchild (Anglian) provádl r. 1717 mezidruhové kížení kížení rostlin dvou odlišných druh, Dianthus berbatus x D. caryophyllis. Získal hybrida. Další jev popisuje pozorování Ameriana Cotton Mater r. 1716, kdy ze zrn sklizených ze žluté kukuice vyrstaly rostliny s modrými a ervenými zrny. To pedpokládalo pirozené cizosprášení. Práv kukuice byla extenzivn šlechtna. Již r. 1846 Robert Reid z Illinois vytvoil tzv. Reidv Yellow Dent. Významná je práce švédského botanika Carl Linné (1707 1778), která vyvrcholila v binomický systém klasifikace rostlin a také pispla k modernímu šlechtní. Lous Leveque de Vilmorin r. 1727 založil ve Francii první instituci vnovanou šlechtní rostlin a tvorb nových odrd (Vilmorin Breeding Institute). Vybrané mezníky šlechtní jsou shrnuty v Tab. 1.2. Tab. 1.2. Vybrané mezníky šlechtní rostlin. Ped n.l. 9000 První dkaz domestikace rostlin na kopcích nad ekou Tigris 3000 Dokonení domestikace všech dležitých plodin ve Starém svt 1000 Dokonení domestikace všech dležitých plodin v Novém svt 700 Asyané a Babylóané umle opylovali palmu datlovou 5

n.l. 1694 Camerer z Nmecka první demonstroval pohlavnost u rostlin, kížení považoval za metodu získání nových rostlinných typ 1716 Mather z USA pozoroval výsledky pirozeného kížení u kukuice 1719 Fairchild vytvoil prvního umlého mezidruhového hybrida (karafiát x sweet william) 1727 Spolenost Vilmorin ve Francii zavedla metodu hodnocení potomstev ve šlechtní 1753 Linné publikoval dílo Species plantarium, binomická nomenklatura 1761-1766 Klreuter (Nmecko) doložil, že potomek hybrida získává znaky obou rodi a je intermediální ve vtšin znak; vytvoil prvního hybrida u tabáku 1847 Tvorba kukuice Yellow Dent 1866 Mendel publikoval svoje objevy v díle Experimenty s hybridizací rostlin, formuloval zákony ddinosti a objevil jednotky ddinosti geny 1899 Hopkins popsal selekní metodu ve šlechtní kukuice 1900 Mendelovy zákony ddinosti byly znovuobjeveny nezávisle Corrensem (Nmecko), de Vriesem (Holandsko) a von Tschermakem (Rakousko) 1903 Teorie istých linií 1904-1905 Nilsson-Ehle pedpokládal vícefaktoriální podstatu ddinosti barvy perikarpu u pšenice 1908-1909 Hardy (Anglie) a Weinberg (Nmecko) formulovali zákon rovnováhy v populacích 1908-1910 East publikoval svoji práci o inbrídingu 1909 Schull provádl rozsáhlý výzkum s inbredními liniemi pi tvorb hybrid 1917 Jones vytvoil prvního komerního hybrida kukuice 1926 Založena první semenáská spolenost Pioneer Hi-bred Corn Company 1934 Dustin objevil kolchicin 1935 Vavilov publikoval dílo Vdecké základy šlechtní rostlin 1940 Harlan použil hromadnou selekci jako šlechtitelskou metodu 1944 Avery, MacLeod a McCarty objevili, že DNA je podstatou ddinosti 1945 Hull navrhl rekurentní selekci ve šlechtní 1950 McClintock objevila systém transpozon Ac-Ds 1953 Watson, Crick a Wilkins navrhli model struktury DNA 1970 Borlaug získal Nobelovu cenu za Zelenou revoluci Berg, Cohen a Boyer zavedli metodu rekombinantní DNA 1994 Raje FlavrSavr vytvoeno jako první geneticky modifikovaná potravina urená pro trh 1995 Vytvoena Bt-kukuice 1996 Zavedena sója RoundupReady 2004 Vytvoena pšenice RoundupReady Postmendelistická éra Moderní šlechtní je založeno na principech genetiky; nkteré z nich objevil J. G. Mendel. Jeho dílo bylo publikováno r. 1865. Objasuje, jak jsou faktory pro konkrétní znaky penášeny z rodi na potomky a do dalších generací. Mendelovo dílo položilo základ koncepce genu a vdního oboru genetiky. Jednou z prvních aplikací genetiky ve šlechtní byla práce dánského botanika Wilhelma Johannsena, který r. 1903 formuloval teorii istých linií na základ práce s hrachem. Jeho práce potvrdila dívjší pozorování, že metodu selekce je možné použít pro tvorbu 6

uniformních odrd selekcí z potomstva jedné samosprašné plodiny opakovaným samosprášením a získáním vysoce homozygotních linií, které jsou následn kíženy. H. Nelson ukázal, že jednotka selekce je rostlina. Produkty kížení jsou hybridi, kteí mohou pekonat oba rodie v konkrétním znaku (tzv. hybridní zdatnost). Hybridní zdatnost nebo-li heteroze je základem moderních hybridních program (p. kukuice). R. 1919 D. F. Jones zavádí jednoduché kížení a koncept dvojnásobného kížení, což znamená tvorbu dvou- a tyliniových hybrid. Je to základ tvorby komerních hybrid u kukuice s cílem zvýšení efektivnosti a ekonominosti produkce osiva. Aplikace genetiky pinesla po letech úspchy. Jedním z nich je tvorba zakrslých odrd pšenice a rýže, které jsou lépe adaptabilní v subtropických oblastech svta. Tento zpsob pstování dramatickým zpsobem zmnil produkci potravin v tchto oblastech. Postup byl nazván Zelená revoluce. Mutageneze se ve šlechtní zaala využívat ve 20. letech 20. století, kdy byl objeven vliv paprsk X na zvýšení variability rostlin. Mutaní šlechtní se rozvíjelo hlavn po 2. svtové válce, kdy vdci zaali využívat k indukci mutací další ástice alfa, protony, gama záení. Mutageneze byla využita k tvorb ady mutantních odrd. Výsledky moderního šlechtní rostlin Zvyšování výnos Hlavním parametrem šlechtitelské práce je zvyšování produkce konkrétní plodiny. Bhem let došlo ke skuten významnému zvýšení výnos u všech hlavních plodin. Nap. výnos kukuice se v USA zvýšil od r. 1940 (2 000 kg/ha) do 90. let (7 000 kg/ha) více než 3krát. V Anglii se výnos pšenice bhem 40 let také zvýšil 3krát z 2 000 kg/ha na 6 000 kg/ha. Je to zpsobeno vlivem využití genetického potenciálu plodiny, pedevším zvýšením odolnosti k chorobám, ale také zlepšením zemdlské praxe (aplikace hnojiv, zavlažování). Obr. 1.1. Zvyšování výnos tí hlavních plodin za jedno tisíciletí. 7

Zmny v obsahu látek Zlepšuje se nutriní kvalita nkterých plodin. U kukuice se zvyšuje obsah lysinu a kvalita bílkovin. Produkují se rzné typy pšenice pro rzné zpracování: chléb, tstoviny, koláe, semolina. Genové inženýrství umožnilo produkci slunenic s vyšším obsahem olej a zvýšení nutriní hodnoty (nap. provitaminu A u zlaté rýže ). Došlo k prodloužení skladovatelnosti u rajat; bylo toho docíleno snížením exprese látek spojených s kazivostí plod. Zvýšení adaptability Nkteré plodiny se pstují v oblastech, kde se pirozen nevyskytují. Proto se šlechtí odrdy se zmnnou fyziologií, tj. pizpsobené odlišné délce dne, fotoperiod. Nebo odrdy necitlivé k fotoperiod, které kvetou a dozrávají v jakékoliv fotoperiod. Také se liší délka vegetaní doby. Existují odrdy rané, ty dokoní svj generativní vývoj ped nástupem nepíznivého poasí. Nebo to umožní dv sklizn za sezónu. V suchých oblastech má pda tendenci akumulovat soli. Proto je nezbytné šlechtit odrdy odolné k pdám s vyšším obsahem solí, pedevším NaCl a hliníku. U jemene a rajete existují odrdy odolné k chladu, suchu a vyzimování. Zelená revoluce Úkolem moderní spolenosti je vyprodukovat dostatek potravin, aby se nakrmila celá lidská populace. Thomas Maltus r. 1798 uril geometrickou adu, kterou se zvtšují pírodní populace. Pozoroval, že lidská populace se každých 25 let zdvojnásobuje bez ohledu na svoji pvodní velikost. Její zvtšování se dje geometrickou adou, zatímco zásoby potravy jen aritmetickou (pi nejlepším). Z technických pokrok ve 20. století mly hospodáský užitek pedevším ekonomicky rozvinuté zem. Hlad a podvýživa zstaly v rozvojových zemích. Mnoho z tchto zemí je závislých na pomoci. R. 1967 presidentv poradní výbor v USA upozornil, že problém nedostatku potravin je velký. Rockfellerova a Fordova nadace vydala výzvu k založení prvního mezinárodního zemdlského systému pro pomoc a zavedení zemdlských technologií do rozvojových zemí. Skromné zaátky mly dramatický dopad na produkci potravin ve tetím svt, zvlášt v Asii. Tento proces byl od r. 1968 nazýván Zelenou revolucí. Zelená revoluce odstartovala r. 1943, kdy mexická vláda a Rockfelerova nadace sponzorovala projekt Mexican Agricultural Program pro zvýšení produkce potravin v Mexiku. První cílovou plodinou byla pšenice a cílem bylo zvýšení její produkce. Pomocí interdisciplinárního pístupu vdecký tým vedený Normanem Borlaugem, šlechtitelem pšenice, zaal shromaž ovat genetické zdroje pšenice z celého svta (východní Afriky, Stedního Východu, jižní Asie, západní polokoule). Klíový genotyp, který použil Borlaug ve svých šlechtitelských programech, byl japonský Norin zakrslý genotyp poskytnutý Butonem Baylesem z USDA a segregující (F 2 ) populace Norin 10 po kížení s Brevor poskytnutá Orvillem Vogelem z USDA. Tyto zdroje byly kíženy s pvodní mexickou pšenicí, která byla pizpsobená (k teplot a fotoperiod) pro tuto oblast a byla rezistentní k chorobám; mla však nízký výnos a byla náchylná k poléhání. Tento tým vyšlechtil odrdu odolnou k poléhání v dsledku introdukce gen pro zakrslost ze severoamerických kultivar. K tomuto prlomu došlo r. 1953. Dalším kížením a selekcí vznikly první mexické zakrslé odrdy pšenice Penjamo 62 a Pitic 62. Tyto dva hybridy spolen s dalšími odrdami dramaticky zmnily výnosy v Mexiku a udlaly Mexiko hlavní zemí pro export pšenice. Úspšné odrdy byly zavedeny v Pákistánu, Indii a Turecku r. 1966 s podobným výsledkem. 8

Výnosy pšenice se zvýšily z 300 tisíc na 2,6 mil. tun /rok. Výnosy z hektaru se zvýšily z 750 na 3 200 kg, tj. více než 4krát. Mexický model interdisciplinární pístup, mezinárodní tým byl zopakován u rýže na Filipínách r. 1960. Cílem týmu bylo zvýšit výnosy rýže. Také byly shromaž ovány genové zdroje rýže. Pedpokládalo se, že zakrslé genotypy stejn jako u pšenice, budou odolné k poléhání. R. 1966 IRRI uvolnilo adu zakrslých odrd pro farmáe na Filipínách. Nejúspšnjší byla IR8, která byla raná (120 dní do dozrání), což umožnilo v nkterých oblastech získat dv sklizn za rok. Krátké a pevné stonky zlepšených zakrslých kultivar byly odolné k poléhání. Nezakrslé pvodní genotypy mly nízký výnos zrn. Produkce obilnin v Asii se v letech 1970 až 1995 zdvojnásobila, populace se zvýšila o 60%. Úspch Zelené revoluce nezasáhl sub-saharskou Afriku, oblast s trvalým nedostatkem potravy, pedevším kvli nedostatku infrastruktury a omezeným zdrojm. N. Borlaug získal r. 1970 Nobelovu cenu za mír za úsilí boje proti hladu. Budoucnost šlechtní rostlin 1. Nové cíle šlechtní rostlin Tradiní funkce šlechtní jsou potraviny, krmiva, vlákna pro prmysl, okrasné druhy ty budou pokraovat. K novým cíl patí napíklad zvýšení kvality prostednictvím zvýšení obsahu jednotlivých vitamín nebo minerál v potravinách. Nové technologie využívání rostlin jako bioreaktor k produkci farmaceutických látek tvorba protilátek vi lidským chorobám. Byly zaznamenány úspchy s inkorporací povrchových antigen Streptococcus do tabáku a herpes viru do sóje a rýže. 2. Nové nástroje šlechtní rostlin Aplikace biotechnologií a genového inženýrství ve šlechtní, manipulace s kvantitativními znaky. 3. Vzdlání šlechtitel Zvyšují se nároky na vdomosti a zrunost jak v konvenních tak molekulárních technikách. 4. Klíoví hrái v prmyslu šlechtní Vytváí se nadnárodní farmaceutické inkorporace. 5. Výnosy Šlechtí se na adaptaci, na vyšší odolnost vi stresm prostedí. 6. Biotechnologie Orientace na nutriní hodnotu plodin a zem tetího svta. 9