MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ ZAHRADNICKÁ FAKULTA V LEDNICI
DATABÁZE GENETICKÝCH INFORMACÍ U ROSTLINHISTORIE, STRUKTURA, VYUŽITÍ
Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce
Autor bakalářské práce
Ing. Miroslav Vachůn, Ph.D.
Veronika Bambasová
-6-
Prohlašuji tímto, že jsem zadanou bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením Ing. Miroslava Vachůna, Ph.D. a uvedla v seznamu literatury veškerou použitou literaturu a další zdroje.
V Lednici dne 24.7.2007 _________________________________
-6-
Poděkování Na tomto místě bych ráda poděkovala Ing. Miroslavu Vachůnovi, Ph.D. za jeho odborné vedení, cenné rady a především ochotu, se kterou odpovídal na všechny mé dotazy.
-7-
OBSAH
1. ÚVOD.......................................................................................................................- 6 2. GENOVÉ ZDROJE................................................................................................- 7 2.1 INFORMACE O GENOVÝCH ZDROJÍCH ................................................................ - 7 2.2 HISTORICKÝ VÝVOJ GENOVÝCH ZDROJŮ V ČESKÉ REPUBLICE ...................... - 10 2.3 HISTORICKÝ VÝVOJ GENOVÝCH ZDROJŮ VE SVĚTĚ ........................................ - 13 2.4 DRUHY EVIDOVANÝCH INFORMACÍ O GENOVÝCH ZDROJÍCH ......................... - 16 2.4.1 Passportní deskriptory...............................................................................- 16 2.4.2 Klasifikátory...............................................................................................- 16 2.4.3 Markery......................................................................................................- 17 2.4.4 Mapy ..........................................................................................................- 20 2.4.5 Geny ...........................................................................................................- 21 2.4.6 DNA sekvenční data...................................................................................- 21 3. DATABÁZE GENETICKÝCH INFORMACÍ..................................................- 22 3.1 DATABÁZE PODLE DRUHU UCHOVÁVANÝCH INFORMACÍ ................................ - 22 3.1.1 Databáze sekvencí nukleotidů....................................................................- 22 3.1.2 Databáze proteinů......................................................................................- 24 3.1.3 Genomové databáze...................................................................................- 26 3.1.4 Ostatní databáze ........................................................................................- 39 3.2 DATABÁZE PODLE DRUHU PLODIN ................................................................... - 39 3.2.1 Databáze zemědělských plodin ..................................................................- 39 3.2.2 Databáze zahradnických plodin.................................................................- 43 5. ZÁVĚR ..................................................................................................................- 48 7. RESUME ...............................................................................................................- 50 8. SEZNAM LITERATURY A POUŽITÝCH PRAMENŮ .................................- 51 9. SEZNAM PŘÍLOH...............................................................................................- 57 -
-8-
1. ÚVOD V současné době je věnována velká pozornost uchovávání genetických zdrojů rostlin. Vzhledem k vymírání velkého počtu druhů rostlin na Zemi v souvislosti s lidskou činností, je to velice dobré řešení, jak zachovat alespoň část rostlin, které člověk nutně potřebuje k životu jako obživu. Genové banky plní funkci jakýchsi konzerváren, ve kterých jsou genové zdroje udržovány v neměnícím se stavu pro další generace. Šlechtitel potom využívá informací, které plynou z výzkumu těchto zdrojů, pro šlechtění nových kvalitnějších a rezistentních odrůd a tím se zároveň obohacuje biologická rozmanitost. Cílem této práce je poskytnout, nejen šlechtitelům, úvod do problematiky genových zdrojů se zaměřením na historický vývoj jak v České republice, tak ve světě, a zmapování databází, ve kterých se soustředí potřebná data o genových zdrojích, pomocí internetu. V první části je pojednáno tom, co jsou genetické zdroje, jaký mají význam, jakým způsobem a kde jsou uchovávány. Tento proces v celé šíři doprovázejí vyhlášky, zákony a bilaterální nebo multilaterální mezinárodní smlouvy, dohody a úmluvy, které jsou produktem různých výzkumných projektů, které tato práce také vytyčuje. Česká republika se významně angažuje v těchto projektech, což je popsáno v kapitole Historický vývoj genových zdrojů v České republice. Nemalou úlohu zde hrají druhy evidovaných informací o genových zdrojích, jež jsou základním kamenem všech genetických databází. Jejich objasnění je velice důležité pro vyhledávání potřebných informací v databázích. Druhá část je soustředěna na výčet databází podle druhu uchovávaných informací a podle druhu plodin, které jsou přístupné na internetu. Úkolem je popsat jednotlivé databáze, uvést jejich URL adresy, zhodnotit jejich dostupná data a tím usnadnit pracné vyhledávání informací všem, kteří s databázemi pracují. Proto je vhodné uspořádat databáze podle kritérií, která budou účelná a srozumitelná, což jsou například právě druhy evidovaných informací o každé rostlině. V této práci jsem se snažila shrnout a zhodnotit situaci genových zdrojů na mezinárodní úrovni a na našem území, za použití co možná největšího počtu zdrojů jak tištěných, tak elektronických, a to nejen zkušeným šlechtitelům a vědcům, ale i méně odborné veřejnosti.
-6-
2. GENOVÉ ZDROJE
2.1 Informace o genových zdrojích S rychlým vývojem člověka a jeho rostoucími potřebami vznikají stále větší požadavky na kvalitu zemědělských plodin a zachování genofondu kulturních rostlin pro další výzkum, ale zároveň dochází vlivem lidské činnosti k narušování ekosystémů a mizení nenahraditelných genetických zdrojů. Význam genetických zdrojů rostlin se dále zvyšuje v důsledku rychlého rozvoje šlechtění a jeho technik a technologií, přibývajících poznatků o důležitosti diverzity plodin a odrůd v zemědělství a diverzity agroekosystémů v souvislosti s minimalizací zásahů zemědělské výroby do životního prostředí a přijetí principu národní suverenity nad přírodními a genetickými zdroji. (SVITÁČKOVÁ, 2003) Genetickými zdroji rostlin se rozumí šlechtěné (pěstované i starší restringované) odrůdy zemědělských plodin, krajové odrůdy a primitivní formy, genetické linie a šlechtitelské materiály (nová šlechtění), ale také plané druhy příbuzné zemědělským plodinám. (Národní program, 20.3.2006) Bob Harlan a De Wet rozdělily rostliny podle šlechtitelské využitelnosti a botanické příbuznosti na: •
primární gene-pool (genový zdroj)- pěstované druhy a druhy příbuzné, z nichž lze snadno získat geny, kříží se mezi sebou a je možné získat generace F1 a F2.
•
sekundární gene-pool- druhy, kde je přenos genů doprovázen obtížemi
•
terciární gene-pool- zde je přenos genů mimořádně obtížný a vyžaduje speciální techniky
(SVITÁČKOVÁ, 2003, BEDNÁŘ, 1997, CHLOUPEK, 2000) Kulturní rostliny pocházejí z původních planých druhů. Geografické oblasti vzniku kulturních rostlin se nazývají genová centra. Mohou být společné s centry diverzity, která jsou charakteristická genetickou variabilitou mezi genotypy pěstovaných plodin a příbuzných druhů. Botanik, genetik a šlechtitel Vavilov (1926) rozdělil genová centra do osmi oblastí (viz Obr.1). V Tab.1 jsou uvedeny příklady původních rostlin v jednotlivých genových centrech. Jeho kolekce obsahovaly převážně šlechtěné druhy, sbírka planých rostlin byla velmi chudá. Se svými kolegy podnikal expedice na blízký Východ, do Afghanistánu, Etiopie, atd. a shromažďoval poznatky o původu rostlin. Podle Vavilova rostou původní druhy v určitých oblastech a kulturní formy vznikají
-7-
mutacemi, křížením, kombinacemi a rekombinacemi z více oblastí. Proto se domníval, že centra genetické diverzity jsou shodná s centry původu. Pozdější poznatky ukázaly, že tomu tak není. V 50.letech 20.století Harlan tvrdil, že ke změnám genetické diverzity dochází vlivem migrací a výměnou genetických informací. 1971 vymezil Žukovskij dvanáct genových center. (ZOHARY, 1970, BEDNÁŘ, 1997, DOLEŽALOVÁ, 20.3.2006)
1. Východní Asie 2. Indie, Indomalajsie 3. Centrální Asie 4. Blízký Východ 5. Středozemí 6. Etiopie 7. Jižní Mexiko a Střední Amerika 8. Jižní Amerika
Obr.1: Centra původu kulturních rostlin podle Vavilova (Zdroj: DOLEŽALOVÁ, 20.3.2006) Tab.1: Světová centra diverzity s příklady rostlin podle Vavilova z roku 1951 1. Východní Asie
2. Indie, Indomalajsie
3. Centrální Asie
4. Blízký Východ
Glycine hispida Phaseolus vulgaris Prunus armeniaca Prunus persica Citrus sinensis Camellia sinensis
Oryza sativa Phaseolus aconitifolius Solanum melongena Colocasia antiquorum Cucumis sativus Cocos nucifera
Triticum aestivum Daucus carota Pisum sativum Pyrus communis Juglans regia Malus sp.
Hordeum vulgare Secale cereale Linum usitatissimum Cucumis melo Ficus carica Vitis vinifera
5. Středozemí
6. Etiopie
7. Jižní Mexiko Střední Amerika
Triticum durum Vicia faba
Triticum dicoccum Lens esculenta
Zea mays Phaseolus vulgaris
Eleusine coracana Pisum sativum Sesamum indicum Coffea arabica (Zdroj: FRANKEL, BENNET, 1970)
Capsicum annuum Agave sisalana Cucurbita spp.
Brassica oleracea Olea europea Lactuca sativa
-8-
a 8. Jižní Amerika Ipomoea batatas Solanum tuberosum Lycopersicon lycopersicum Nicotiana tabacum Theobroma cacao Ananas comosa
Na genovém základě se rostliny postupem času vyvinuly z planých do kulturních. Globálně hrozí vymizení přírodních genových zdrojů selekcemi a introdukcemi, a proto je nutné shromažďovat a dlouhodobě uchovávat materiál. Tento vývoj ale může být přínosem pro zahradnictví, protože se minimalizují rozdíly mezi oblastmi a požadavky rostlin. Z toho důvodu je možné pěstovat i nepůvodní druhy bez náročné péče. (FRANKEL, BENNETT, 1970) Genové zdroje v České republice shromažďují a uchovávají genové banky, přičemž musejí respektovat zákony č.148/2003 Sb., 114/1992 Sb. a další a mezinárodní smlouvy, zejména Úmluvu o biologické rozmanitosti z roku 1992 a Mezinárodní dohodu o genetických zdrojích rostlin z roku 1999. Koordinátorskou činnost zastává Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha. Genobanky zajišťují ochranu plodin i planých druhů a
poskytují informace o genetických zdrojích a jejich vzorky pro potřeby
šlechtění, výzkumu, vědy a vzdělávání. (BEDNÁŘ, 2000, Národní program,21.3.2007 ) Vzhledem k suverenitě států nad svými přírodními zdroji je největší pozornost věnována materiálu domácího původu, starým odrůdám, krajovým formám a planým druhům. Vzorky se získávají sběratelskou činností, šlechtěním nebo výměnami se zahraničními genobankami. Tyto vzorky jsou shromažďovány do kolekcí podle rodů či druhů. Kolekce se dělí podle šíře působnosti na národní a mezinárodní kolekce a podle způsobu využití na základní, aktivní a pracovní. Česká republika zodpovídá za mezinárodní databázi pšenice, lnu, ovsíku a trojštětu. Základní kolekci tvoří původní československé odrůdy a významné a ohrožené genové zdroje. Aktivní kolekce obsahuje veškeré genové zdroje. Pracovní kolekce se skládá ze vzorků s nedostatečným množstvím semen, kterým ještě nebylo přiděleno národní evidenční číslo. (BEDNÁŘ, 1997, Národní program, 21.3.2007) Materiál se nadále dlouhodobě uchovává dvojím způsobem: metodou ex situ a in situ. •
Konzervace in situ znamená uchovávání vzorků na místě jejich původního výskytu, který umožňuje další vývoj v souladu s podmínkami prostředí.
•
Konzervací ex situ se uchovávají genetické zdroje mimo místa jejich původního výskytu, tzn. v polních kolekcích, semenných genových bankách a v in vitro kulturách (brambory).
V České republice jsou všechny kolekce uchovávány ex situ, na celém světě činí konzervace ex situ asi 90 % z celkového počtu 6,1 milionu vzorků. (Národní program, 21.3.2007, STEHNO, ŠKALOUD, 1998 in CHLOUPEK, 2000) -9-
Aby mohly být genetické zdroje identifikovány a plně využity, probíhá ve 2-3letých intervalech jejich hodnocení podle národních klasifikátorů a zařazení do evidence. Hodnocení provádějí všechna pracoviště Národního programu. Český informační systém
evidence
genových
zdrojů
http://genbank.vurv.cz/genetic/resources/
EVIGEZ
obsahuje
dostupný
passportní
údaje,
na které
adrese jsou
univerzální pro všechny kolekce, popisné údaje získané hodnocením podle klasifikátorů, kterých je v současné době 34, a monitoring skladu genové banky. Klasifikátor určuje znaky pro celou kolekci, zatímco deskriptor u každého vzorku. U menších druhových kolekcích nejsou dostupné klasifikátory, tudíž probíhá hodnocení podle passportních deskriptorů. (BEDNÁŘ, 1997, Národní program, 21.3.2007, HON, 21.3.2007) V rámci uchovávání a ochrany genetických zdrojů je nutná spolupráce na mezinárodní úrovni. Tyto aktivity zajišťují mezinárodní instituce různými programy a úmluvami, na kterých se Česká republika podílí. Prvním impulzem bylo založení genové banky EUCARPIA. Genofondům zemědělských plodin se věnuje Mezinárodní rada pro genetické zdroje rostlin (IBPGR) se svou nástupnickou organizací Mezinárodním ústavem pro rostlinné genetické zdroje (IPGRI). S těmito institucemi úzce spolupracuje Organizace spojených národů pro zemědělství a výživu (FAO), která přijala v roce 1992 Úmluvu o biologické rozmanitosti. Evropský program spolupráce na úseku genetických zdrojů rostlin (ECP/GR) zajišťuje uchování a využití genetických zdrojů mnoha států Evropy. (SVITÁČKOVÁ, 2003, CHLOUPEK , 2000)
2.2 Historický vývoj genových zdrojů v České republice Počátky shromažďování genetických zdrojů souvisí s počátky šlechtění, hodnocení a shromažďování zahraničních a krajových odrůd. Zkoušení zahraničních druhů ječmenů na Moravě se datuje do roku 1867.(BAREŠ a kol., 2001) Práce s genofondy sahají na přelom 19. a 20. století. Rozsáhlé kolekce se nacházely ve třech ústavech: •
Zemědělsko-botanický výzkumný ústav v Táboře byl založen roku 1880 a soustředil se zejména na ječmen, pšenici a další obilniny. Ústav zanikl v roce 1919.
•
Nynější Výzkumný ústav rostlinné výroby (VÚRV), Praha Ruzyně, vznikl roku 1898 jako Chemicko-fyziologický výzkumný ústav Českého vysokého
- 10 -
učení technického v Jenči u Prahy. Mnohokrát se stěhoval na jiná místa a měnil názvy. Po zrušení Zemědělsko-botanického ústavu a brněnského ústavu převzal jejich položky a do 50. let 20. století se jejich počet vyšplhal na 2800 položek obilnin, olejnin,luštěnin a části pícnin. Od roku 1978 používá svůj současný název. •
Na Moravě byl roku 1919 zřízen Moravský výzkumný ústav Brno a experimenty prováděl i Moravský výzkumný ústav Přerov. Soustředily se zejména na polní plodiny.
V roce 1951 vznikalo mnoho nových institutů nebo probíhala reorganizace stávajících. Díky tomu se umožnilo systematické studování genetických zdrojů v širším rozsahu. Do roku 1990 se spojilo 25 ústavů, aby podpořily zachování kolekcí. Později započala spolupráce s členskými zeměmi RVHP (1971-1990), s EUCARPIA (Eurpean Assocition for Plant Breeding Research), FAO, IBPGR/IPGRI a ECP/GR. (BAREŠ, DOTLAČIL, 1998) V Československu bylo do roku 1951 shromážděno asi 6000 odrůd (z nichž polovina ve VÚRV) a do roku 1988 vzrostl počet na 43106 položek bez duplikátů a 54000 včetně duplikátů (důležitější plodiny byly uchovávány ve dvou nebo třech lokacích). Revizí v roce 1992 se počet snížil na 37865 a další pokles nastal rozpadem Československa. Současný stav (2007) je 49069 položek bez duplikátů. Významné místo zde zabírají původní české odrůdy zastoupené jako výběry z domácích druhů nebo jako populace. Počet položek českého původu se do roku 1996 vyšplhal na 4000. Vývoj počtu položek od roku 1951 je shrnut v Tab.2. (HON, 27.4.2007 , BAREŠ, DOTLAČIL, 1998)
Tab.2: Vývoj počtu položek genetických zdrojů v Československu Rok
Počet položek
1951 1960 1970 1980 1992
6000 18000 35000 40000 37854
2007 49069 (Zdroj: Bareš, Dotlačil 1998, HON, 27.4.2007)
Výzkumný ústav rostlinné výroby uchovává od roku 1951 kolekce druhů a odrůd drobnozrnných obilnin, pohanky, olejnin, luštěnin a některých druhů zeleniny. Do roku
- 11 -
1964 byly kolekce přestěhovány do specializovaných ústavů, VÚRV si nechal kolekci pšenice, zimního ječmene a několik druhů zeleniny a na těchto plodinách se prováděly studie výzkumného projektu. (BAREŠ, DOTLAČIL, 1998) K získávání nových genetických zdrojů jsou potřeba kontakty se zahraničními partnery, což nebylo za bývalého režimu snadné, muselo se tedy Československo soustředit na země RVHP. Pro tyto státy byl zřízen Centrální zemědělský kontrolní a testovací institut (CACTI). Importy z těchto zemí přispěly k výraznému nárůstu kolekcí o 60-80 % (do 1989), bylo to asi 1500-2000 přírůstků ročně, a sortiment se obohatil o druhy s vyšší kvalitou. Pozornost se ubírala směrem ke konzervování. Od roku 1976 se začala používat metoda konzervace při nízkých teplotách a už v 80.letech bylo tímto způsobem uskladněno 5000 jednotek. V souvislosti s tím byla dostavěna genobanka VÚRV Praha s kapacitou 100000 položek. (BAREŠ, DOTLAČIL, 1998) Národní informační systém EVIGEZ (EVidence GEnetických Zdrojů) byl vytvářen od roku 1976. Byl vyvinut pro práci s genetickými zdroji rostlin v Československu. Nejprve používal software Informix, nyní FoxPro 2.5. (FABEROVÁ, 1998) Od roku 1992 je systém využíván v České republice v síti 12 spolupracujících institucí Národního programu konzervace a využití genetických zdrojů rostlin a agrobiodiversity a slouží k záznamu passportních a skladových informací a jejich výměně mezi jednotlivými plodinovými kolekcemi a centrálním pracovištěm v genobance VÚRV Praha. Databáze se skládá ze tří základních informačních okruhů: •
passportní data- základní data o genetickém zdroji
•
popisná data- charakterizace a vlastní hodnocení
•
skladová dokumentace genové banky VÚRV.
Data jsou pravidelně vyměňována mezi ústavy a zpracovávána ve VÚRV, aktualizace je prováděna 1-2x ročně. Splňují mezinárodní standardy a jsou bezplatně zpřístupněny pro výzkum, vědu, šlechtění. (HON, 27.4.2007) Studie genetických zdrojů se v Československu a poté i v České republice soustředily na testování nejdůležitějších biologických charakteristik z hlediska ekonomického a pěstitelského. Pokusy byly každoročně prováděny na 70-80 ha (polovina sady a vinohrady). V 90. letech přišla s privatizacemi nebo rušením institutů krize ve studiu genetických zdrojů a konzervací. Proto Ministerstvo zemědělství v roce 1993 ustanovilo Národní program konzervace a využití genetických zdrojů rostlin a agrobiodiversity. Tento projekt zahrnuje shromažďování, dokumentaci, hodnocení, konzervaci a servis pro uživatele. Projekt je koordinován Genovou bankou VÚRV a - 12 -
zahrnuje instituce uvedené v Příloze 1. V rámci Národního programu se zajišťuje výměna informací a rostlinného materiálu s jinými státy. Generativně množené vzorky představují 81,7 % a 18,3 % připadá na vegetativně množené položky.
(BAREŠ,
DOTLAČIL, 1998, DOTLAČIL a kol., 2004, HON, 27.4.2007) Zahradnická fakulta Mendelovy zěmědělské a lesnické univerzity Brno se aktivně podílí na uchovávání genových zdrojů. Studia probíhají v areálu vědecko-výzkumného pracoviště Mendelea, které bylo založeno v roce 1912 jako Ústav zušlechťování rostlin knížete Jana z Lichtesteinů J. G. Mendela v Lednici na Moravě. Současná studia se nejvíce zaměřují na révu vinnou a meruňky. Další výčet je zaznamenán v Tab. 3. (SALAŠ, LUŽNÝ, 18.7.2007)
Tab. 3: Počet položek genových zdrojů na Zahradnické fakultě, Lednice na Moravě. Plodina/rod Tagetes L. Callistephus chinensis (L.) NEES Persica vulgaris P.MILLER Persica P.MILLER Canna L. Cornus mas L. Asparagus L. Cydonia P.MILLER Armoracia GAERTN., MEYER et SCHERB. Glycyrrhiza L. Amygdalus communis L. Armeniaca vulgaris LAM. Armeniaca SCOPOLI Armeniaca vulgaris (intrasp.hybr.cvs) (Zdroj: HON, 17.7.2007)
Počet záznamů Plodina/rod 31 Mespilus L. 122 Morus L. 231 Zinnia L. 15 Hippophae rhamnoides L. 17 Vitis vinifera L. Vitis, hybridy planých a 14 podnože 11 Vitis L., plané druhy 34 Vitis, V.vinifera x plané druhy 20 9 9 304 1 8
Rheum L. Achillea L. Helianthus L. (hybr.) Carthamus tinctorius L. Salvia L. Lonicera L.
Počet záznamů 2 2 22 13 28 7 1 318 27 28 16 20 33 31
2.3 Historický vývoj genových zdrojů ve světě Po celá staletí lidé pěstovali rostliny a plodiny pro svou obživu. Měnili si mezi sebou rostliny a semena a svévolně je rozmnožovali, čímž se rozvíjela široká diverzita rostlinných druhů, ale dokud nebyla doprava na velké vzdálenosti, zůstávaly rostliny ve svých místech původu. V 19. století se vlivem selekcí téměř rozrušila původní společenstva. Postupem času a vývoje se země začaly stávat závislé na genových
- 13 -
zdrojích. V první řadě kvůli dostatku potravy a také si uvědomovaly potřebu rozmanitosti druhů.( BUONAIUTO, 15.4.2007, FRANKEL, BENNETT, 1970) Na mezinárodní úrovni započala spolupráce asi v polovině 20. století. V roce 1967 se na konferenci FAO/IBP diskutovalo o pozadí a důsledcích možností konzervace genových zdrojů, ale pouze na organizační úrovni. Byly zde vytyčeny body, které povedou k úspěšnému zachování genových zdrojů a k jejich přístupu a využití. Záštitu nad tímto programem má organizace FAO z důvodu dlouhodobého zájmu a účasti ve výzkumu rostlin a také UNESCO, ačkoli o poznání menší. (FRANKEL, BENNETT, 1970) Po zjištění důležitosti genových zdrojů rostlin pro obživu a zemědělství z globálního hlediska, vydala organizace FAO v roce 1983 Undertaking on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture, zatím nezávaznou dohodu, která byla předchůdcem International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture, a stanovovala, že genové zdroje jsou společným dědictvím lidstva. O deset let později vstoupila v platnost Úmluva o biologické diverzitě (Convention on Biological Diversity), která zdůrazňovala svrchovanost práva státu na přírodních zdrojích a jeho autoritu nad přístupem k těmto zdrojům. Tuto úmluvu ratifikovalo 175 států včetně České republiky. Země byly povinny uchovávat genové zdroje pro další generace a zajišťovat jejich prospěšné využívání. Za tímto účelem uzavřela spousta zemí právně ošetřené bilaterální dohody o získávání a používání genového materiálu. Nastal ale problém v tom, že si obě dohody protiřečily. Svrchovanost států nad svými genovými zdroji byla v rozporu se společným dědictvím lidstva. Další problém se vyskytl v poskytování souhlasu států na přístup ke genovým zdrojům. Dohody byly vytvořeny na jednotlivé položky, což by bylo v případě plodin s velkým množstvím mutací, pocházející z mnoha rodičů, technicky i finančně náročné. V roce 2001 byla přijata International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture (Mezinárodní dohoda o genetických zdrojích rostlin pro potravinářství a zemědělství. (BUONAIUTO, 15.4.2007, SVITÁČKOVÁ, 2003) Roku 1956 byla ve Wageningenu v Nizozemí založena mezinárodní organizace EUCARPIA. Přispívá ke zlepšování spolupráce mezi státy v oblasti výzkumu rostlin. V současnosti má více než tisíc členů. (EUCARPIA, 18.4.2007) Podobnou funkci plnila ESCORENA, založena v roce 1974 organizací FAO a Evropským výzkumným institutem. Měla za úkol držet záštitu nad spoluprácí výzkumných ústavů, zemědělstvím a souvisejícími obory. (FAO, 18.4.2007) V souvislosti se vznikem různých organizací - 14 -
pro konzervaci genových zdrojů rostlin bylo potřeba hodnocení a setřídění nejen rostlin, ale i jejich semen. Během 60. a 70. let vznikly čtyři organizace COSEMCO, ASSOPOMAC, AMUFOC a COMASSO, z nichž každá reprezentovala jiný úsek. Roku 1998 se tyto instituty spojily a vzniklo European seed associations. Dva roky poté byla založena ESA European seed association znázorňující největší organizaci v oboru semenářství v Evropě. (Eurpean Seed Association, 18.4.2007) V roce 1980 byl založen na doporučení FAO, EUCARPIA a UNID (Program spojených národů pro vývoj) Evropský program spolupráce na úseku genetických zdrojů rostlin (ECP/GR). Členy tvoří 38 států Evropy, které program zároveň financují. Hlavním účelem založení bylo dlouhodobé uchovávání genetických zdrojů na základě spolupráce mezi státy a dále lepší využití genetických zdrojů v Evropě. V plánu je mimo jiné kladen důraz na konzervaci ex situ a in situ, propojení všech programů zabývajících se genetickými zdroji v Evropě nebo zajišťování spolupráce s jinými regionálními a světovými iniciativami. (ECP/GR, 22.6.2007) ECP/GR zprostředkovává přístup k velkému množství databází zemědělských i zahradnických plodin. K dispozici jsou passportní deskriptory, charakterizace a zhodnocení plodiny nebo seznam genů. Mezi organizace, které významným způsobem přispěly k uchovávání genetických zdrojů, zejména zahradnických, patří UK National Fruit Collections. Byla založena na počátku 19. století v Chiswicku v Londýně Zahradnickou společností (nyní Královskou zahradnickou společností). Důvodem byla potřeba zachování správné nomenklatury a kultivarových popisů ovocných dřevin ve Velké Británii. První katalog byl publikován v roce 1826. Kolekce se v 50. letech 20. století přestěhovala do Brogdale, kde měla být zkompletována. Spojení s Brogdale Experimentální zahradnickou stanicí přineslo celosvětové uznávání a autoritu v oblasti ovocných variet. Později došlo vlivem silné propagace materiálu k pomíchání nebo úplnému vymizení botanických názvů a započala práce na jejich znovupojmenovávání, což vyústilo v publikaci Národní registr jabloní Spojeného království. V současné době zahrnuje kolekce rody Prunus, Pyrus, Malus, Cydonia, Mespilus, Corylus, z keřů Ribes, Vaccinium a rod Vitis. (UK National Fruit Collections History, 24.5.2007) V oboru zelinářství stojí v popředí Výzkumný ústav zelinářský, Polsko. Byl sice založen až v roce 1964, ale v tomto kraji mělo zelinářství tradici již od 20.let 20. století, kdy zde vznikla Škola hlavního hospodářství vesnického. Ústav nyní shromažďuje rozsáhlé vědecké a praktické informace pro produkci zeleniny na poli i ve skleníku a také pro produkci hub. Dále se zabývá genetickými a pěstitelskými technologiemi, - 15 -
ochranou proti chorobám a škůdcům, uskladňováním zeleniny nebo procesům vedoucím ke zvyšování kvality zeleniny. (VISCARDI, 24.5.2007) Nizozemí dominuje mezi evropskými státy v oblasti květinářství a zelinářství. Fond kolekcí holandských botanických zahrad byl založen v roce 1988 na základě spolupráce mezi botanickými zahradami. Jde o nejrozsáhlejší spolupráci v této oblasti na světě. Zapojilo se do ní 16 botanických zahrad a jiných institucí a každá poskytuje různé kolekce rostlin. Paleis Het Loo Apeldoorn se zaměřuje na citrusy, Botanická zahrada Kerkrade na konifery, nejobsáhlejší sbírku má Botanická zahrada v Utrechtu se 24 kolekcemi-
Aceraceae,
Betulaceae,
Mangolia,
Laburnum,
Rhododendron,
Tillandsioideae a jiné. Základní cíle jsou konzervace kolekcí domácích druhů, udržování biodiverzity a zajištění funkčnosti genových bank. Fond se dále soustředí na zařazování rostlin do Červené knihy a zachovávání ohrožených druhů. (Stichting Nationale Plantencollectie, 29.5.2007)
2.4 Druhy evidovaných informací o genových zdrojích
2.4.1 Passportní deskriptory
Passportní deskriptory uvádějí základní informace o genetickém zdroji. Mezinárodní standard se vyvíjí od 70. let 20. století IBPGR/IPGRI a FAO a všeobecně se přijímá pro uchování a výměnu passportních dat. Platným standardem je dokument Multi-Crop Passport Descriptors, který vznikl v roce 2001. U každého vzorku se nemusí vyplňovat všechny deskriptory, jsou však stanovené povinné údaje, např. evidenční číslo národní, botanická charakteristika, dárce, rok zařazení do kolekce, které musí sběratel nebo dárce vyplnit. (DOTLAČIL a kol., 2004, BEDNÁŘ, 1997)
2.4.2 Klasifikátory
Pro hodnocení a podrobný popis genetických zdrojů jsou vytvářeny klasifikátory, číselníky pro část popisnou, které určují pravidla pro hodnocení projevů popisných znaků. (DOTLAČIL a kol., 2004). Klasifikátory UPOV slouží k hodnocení kolekcí genetických zdrojů rostlin a mají za cíl definovat odlišnost, homogenitu a stabilitu genetického zdroje především z morfologického hlediska. Evropským standardem pro
- 16 -
záznam popisných dat v kolekcích jsou klasifikátory Deskriptor Lists, publikované IBPGR/IPGRI, mezinárodní standard je zatím ve stadiu příprav. Tyto klasifikátory hodnotí znaky morfologické, fenologické, reakce na biotické a biotické stresy, znaky biochemické, hospodářské a cytologické. Dále zahrnují deskriptory charakterizující podmínky při sběru a hodnocení, seznam passportních deskriptorů a podrobně rozpracované deskriptory pro část skladování. Celkem bylo vydáno 85 klasifikátorů nejčastěji pěstovaných zemědělských plodin, ale většinu tvoří plodiny subtropického a tropického pásu. (DOTLAČIL a kol., 2004) V České republice jsou připravovány klasifikátory pro informační systém EVIGEZ. Hodnocení genetických zdrojů je prováděno podle národních klasifikátorů, rodově či druhově specifických. Jako základ jsou používány klasifikátory IPGRI a pokud klasifikátor pro danou plodinu neexistuje, je vytvářen originální. Od roku 2000 do roku 2004 přibylo 20 nových klasifikátorů (u Vitis a Brassica napus došlo pouze k obnově starších). Nyní celkový počet klasifikátorů zahrnuje 40 rodů, z nichž 30 je v podobě tištěné a 10 v elektronické. Jako poslední byly v roce 2005 vytvořeny klasifikátory pro rod Allium
a Jabloň okrasnou. Pro malé
kolekce není nutné vytvářet složité
klasifikátory, postačí určování podle minimálních seznamů deskriptorů. (DOTLAČIL a kol., 2004, HON, 27.4.2007) Klasifikátor je tvořen passportními deskriptory a popisnými údaji. Popisné údaje jsou v systému zaznamenávány čísly ve stupních od 1 do 9, přičemž 1 znamená nejnižší a 9 nejvyšší projev znaku. Rozmezí může být uváděno v absolutních hodnotách, protože jsou srovnávány s průměrným kontrolním vzorkem. Passportní deskriptory vycházejí z klasifikátorů UPOV (The International Union for the Protection of New Varieties of Plants) a IPGRI, které mohou být rozšířeny o další vybrané znaky podle zkušeností institucí genobank.( DOTLAČIL a kol. 2004, STAVĚLÍKOVÁ, FABEROVÁ, 2005) Klasifikátory tedy mimo jiné poskytují informace o hodnocení uchovávaných genových zdrojů a také ochraně registrovaných odrůd institucí UPOV.
2.4.3 Markery
Molekulární markery vymezují geny (cDNA, RFLP, EST markery) nebo proteiny (isozymové markery) nebo genomové DNA (RFLP, RAPD, mikrosatelitní markery) a nejsou ovlivňovány epistatickým působením nebo vlivy prostředí. Marker musí být lokalizován na stejném chromozómu v takové blízkosti od genu, na který se selektuje, - 17 -
aby se s ním společně přenášel do následující generace, crossing over se mezi nimi očekává jen výjimečně. Existují na bázi gelu nebo PCR (polymerázové řetězové reakci). Výskyt více vyhotovení jedné genetické struktury se nazývá polymorfismem. Ve šlechtění mají markery velký význam při tvorbě genetických map, selekci rostlin určitých genotypů a při identifikaci odrůd. Perspektivnější než proteinové markery se zdá využití markerů DNA, ale je to finančně náročnější. (CHLOUPEK, 2000, Molekulární markery, 6.5.2007)
1. Markery proteinů: Isoenzymy (Isozymy, Allozymy)- proteiny katalyzující základní biochemické reakce. Na základě různého elektrického náboje jsou jednotlivé alely rozděleny elektroforézou. (Molekulární markery, 6.5.2007)
2. DNA markery: RAPD markery (Random Amplified Polymorfic DNA)- je markerová technika, při které není zapotřebí sekvenování, je na bázi PCR. Krátké (asi 10 párů bazí) náhodné primerové sekvence k štěpení DNA a obecně ke zjišťování inserce nebo delece polymorfismu. Tato technika je jednoduchá, levná a rychlá, a protože jeden RADP primer může vyhledat více restrikčních míst, využívá se pro fylogenetická studia. Není vhodná pro srovnávací mapování. (Points on the Map, 6.5.2007)
AFLP markery (Amplified Fragment Length Polymorphism)- pracuje na stejném principu jako RADP makery s tím rozdílem, že se skládá z dlouhých ( asi 15 párů bazí) fixovaných úseků a krátkých (2-4 bp) náhodných úseků. Dlouhé úseky primery stabilizují a krátké štěpí lokusy. Díky detekci mnoha lokusů se využívá pro fingerprinting a opět se nedoporučuje pro srovnávací mapování. Vysoce spolehlivá metoda. (Points on the Map, 6.5.2007, Molekulární markery, 6.5.2007)
RFLP markery (Restriction Fragment Length Polymorphism)- DNA je specificky štěpena restrikčním enzymem na fragmenty. Z velkého množství fragmentů je část vizualizována hybridizací se značenou sondou, mohou být na základě genomu nebo cDNA. Technika je na bázi gelu a nevyžaduje sekvenování, ale je náročná na čas. Detekuje důsledně jednotlivé lokusy, proto je vhodná pro srovnávací mapování a QTL
- 18 -
studie. Polymorfizmus je dán jako diference molekulární hmotnosti fragmentů. (Points on the Map, 6.5.2007, Molekulární markery, 6.5.2007)
STS markery (Sequence Tagged Site)- založený na bázi PCR detekuje jednoduché a jednotné znaky na genomu. Není zapotřebí klonů, ale informací o sekvencích. Primery o velikosti 18-20 párů bazí štěpí krátké, jednotné fragmenty DNA, jehož sekvence jsou známé. Polymorfismus je definován jako rozdíl ve velikosti štěpených produktů. Metoda se využívá pro mapování. (Points on the Map, 6.5.2007, Molekulární markery, 6.5.2007)
EST markery (Expressed Sequence Tag)- vytvořeny z částí sekvencí cDNA, většinou koncových, s 18-20 páry bazí. Detekují specifická místa na genomech a slouží k označení sekvence genů, nevyžadují klonování, ale je třeba informací o sekvencích. Metoda je založena na PCR. Polymorfismus je závislý na velikosti štěpených produktů. (Points on the Map, 6.5.2007, Molekulární markery, 6.5.2007)
Mikrosatelitní markery (SSR-Simple Sequence Repeat, STR- Short Tandem Repeat, VNTR- Variable NumberTandem Repeat)- opakující se několika nukleotidové, 2-5 bp dlouhé sekvence, obklopené DNA. Odhalují variabilní místa na genomu a jsou vysoce specifické. Nutné je znát primery, které se objevují v genomu jen jednou. Polymorfismus je délkový, doporučuje se pro
mapování, QTL studie a
fingerprinting. (Points on the Map, 6.5.2007, Molekulární markery, 6.5.2007)
QTL markery (Quantitative Trait Loci)- se odvozují od haploidních linií kříženců dvou konstantních odrůd, jejichž vlastnosti jsou testovány na několika lokalitách po tři roky. Korelace mezi výsledky hodnocení znaku a přítomností jejich signálů na úrovni DNA umožňuje identifikaci markerů QTL. (CHLOUPEK, 2000)
CAPS a dCAPS markery (Cleaved Amplified Polymorphic Site a derived CAPS)jsou druhy markerů, které rozpoznají změněná či omezená místa na SNP. (MUEHLBAUER, 2005)
SNP (Single Nukleotide Polymorphism)- je konkrétní nukleotid v DNA sekvenci, který je různý pro různé druhy rostlin. Reprezentuje nejzákladnější formu - 19 -
polymorfismu. Např. v některých druzích je pozice v DNA sekvenci C (cytosin), v jiných se vyskytuje T (thymin). (Panzea, 20.6.2007)
2.4.4 Mapy
Mapování znamená určování pozice genových lokusů na chromozómech. Stanovení pořadí nukleotidových bazí (sekvenování) umožňuje určit strukturu genu a identifikovat v genu mutace. (Vazebná analýza, 6.5.2007) Tvorba cytogenetických map probíhá na základě studia vztahu mezi cytologickými chromozómovými aberacemi nebo hybridologickou analýzou aneuploidních jedinců. Pomocí tříbodového testu se zjistí určité vzdálenosti genů a crossing-over v oblasti genu. Vzdálenost se měří v cM (centimorganech), kdy 1 cM značí 700 000 párů bazí. Sledují se vazebné vztahy genů a čím je vazba silnější a méně se uplatňuje interference, tím je mapa přesnější. Třemi hlavními typy map jsou genetické, cytogenetické a fyzikální mapy. Mezi další způsoby mapování patří mapy oligonukleotidové, restrikční, mapy R-smyček na DNA aj. (BEDNÁŘ, 2006) •
Genetická mapa- udává relativní pořadí a vzdálenost lokusů specifických DNA markerů na chromozómu. Tato vzdálenost pak určuje, s jakou pravděpodobností dojde k rekombinaci mezi lokusy. (Viz Příl.2)
•
Cytogenetická
(chromozómová)
mapa-
zjišťuje
se
lokalizace
genů
v chromozomech. Chromozómové mapy se zhotovují pro každý homologický pár chromozómů. Při mapování se zjištěný sled a vzdálenost mezi lokusy vztahují k terminálně lokalizovanému genu. K popisu se používá označení vazbové skupiny, úplného nebo zkráceného názvu genů. (BEDNÁŘ, 2006) •
Fyzikální mapa- znázorňuje uspořádání DNA sekvencí na genoforu a vzdálenosti udává v absolutních hodnotách, párech bazí. Tato mapa je detailnější a říká kolik DNA odděluje dva body. Markery od sebe mohou být geneticky velmi blízko např. gen bude ležet mezi dvěma molekulárními markery, ale fyzikálně to může být mnoho tisíců párů bazí. (BEDNÁŘ, 2006, Physical maps, 7.5.2007)
- 20 -
2.4.5 Geny
Gen je úsek DNA, ve kterém je zakódována jednotka genetické informace. Jejich soubor potom tvoří genom. Genom je tvořen strukturními geny, geny řídící syntézu rRNA a tRNA, regulační sekvence, pseudogeny a repetivivní sekvence. Databáze poskytují následující modelové typy genů: pre tRNA, kódující proteiny, pseudogeny, ribozomální RNA, jaderná RNA, RNA jadérka, mi RNA, a jiné RNA. (TAIR, 8.6.2007)
2.4.6 DNA sekvenční data
Fyzikální mapy zobrazují veškeré DNA sekvence chromozómu, ale i v případě, že není známá celá sekvence, lze funkci genu determinovat. Tuto metodu nyní vědci s úspěchem a obrovským tempem rozvíjejí. Postačují pouze částečná sekvenční data, často jsou to konce fragmentů DNA. Tyto data mohou být použity k vytvoření primerů nebo determinaci překrytí klonů. Sekvenční data a mnoho dalších informací (srovnávání sekvencí a proteinů s jinými druhy rostlin, znaky sekvencí, kódovaná a nekódovaná místa) zobrazuje speciální display ACEDB. (Sequences, 10.5.2007)
- 21 -
3. DATABÁZE GENETICKÝCH INFORMACÍ
3.1 Databáze podle druhu uchovávaných informací 3.1.1 Databáze sekvencí nukleotidů
Existují tři základní databáze. Vznikaly v 80. letech, kdy ještě nebyly vysokorychlostní komunikace příliš vyvinuté. V dnešní době shromažďují naprostou většinu sekvenčních dat. První vznikla v roce 1980 Nukleotide Sequence Database EMBL v rámci Evropského institutu bioinformatiky (EBI) v anglickém Hinxtonu pro oblast Evropy. O dva roky později byla vytvořena databáze GenBank Národního centra pro biotechnologické informace (NCBI) v USA. Japonský Národní genetický institut (NIG) používá od roku 1984 The DNA Data Bank of Japan. Všechny tři instituty spolu spolupracují a denně si vyměňují informace. (NCBI, 10.5.2007, EMBL-EBI, 10.5.2007, NIG, 11.5.2007) Pro jednoduché vyhledávání a srovnávání sekvencí nukleotidů musely být zavedeny vyhledávací systémy. Každý institut vyvinul systém pro svou databázi. Navzájem se liší v databázích, které mohou prohledávat, ve vazbách, které vytvářejí mezi jednotlivými databázemi a ve vazbách vztahujících se k dalším informacím.
ENTREZ (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gquery/gquery.fcgi) Entrez byl vyvinut v NCBI a se používá pro vyhledávání v hlavních databázích, obsahujících PubMed, nukleotidové a proteinové sekvence,proteinové struktury, kompletní genomy, taxony a jiné. •
dbEST (Expressed Sequence Tags http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbEST/index.html) je sekcí GenBank obsahující sekvenční data a jiné informace o cDNA sekvencích.
•
dbGSS (Geonome Survey Sequences, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbGSS/index.html) se podobá dbEST s tím rozdílem, že většina sekvencí je genomových.
•
dbSNP (Single Nucleotide Polymorphism, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/) zahrnuje genetické změny při záměně nukleotidových bazí.
- 22 -
•
dbSTS (Sequence Tagged Sites, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbSTS/index.html) se skládá ze sekvencí a map krátkých genomových úseků.
SRS (The Sequence Retrieval System, http://srs.ebi.ac.uk/srsbin/cgi-bin/wgetz?-page+srsq2+-noSession) SRS je vyhledávacím systémem v molekulárně biologických databázích EBI prostřednictvím hypertextového propojení sekvencí, struktur a referencí. Umožňuje prohledávání pouze zvolených databází.
GIB (Genome Information Broker, http://gib.genes.nig.ac.jp/) GIB
slouží
k vyhledávání informací v japonské databázi. Obsahuje rozsáhlou
sbírku informací 472 genomů převážně archaebakterií a bakterií a v malé míře eukaryot.
BLAST a FASTA jsou primární algoritmy, které vyhledávají podobnosti zadaných sekvencí genomů. Slouží k porovnávání shod v genomech
stávajících a nově
rozpoznaných. Algoritmus BLAST (The Basic Local Alignment Search Tool) byl vytvořen roku 1990 pro NCBI, je nejrychlejší a nejpoužívanější. Slouží k vyhledávání nukleotidových a proteinových sekvencí v genové databázi. Prohledávání databází funguje na principu párového přiložení, ale identifikuje pouze krátké úseky sekvencí bez mezer, proto byl v roce 1997 vyvinut PSI-BLAST jako vylepšený algoritmus na principu párového přiložení v kombinaci s multinásobným. FASTA (FAST-All) je velice specifická při identifikaci rozsáhlých oblastí sekvencí s malou podobností, zvláště pro vysoce divergentní sekvence. (DAMBORSKÝ, 12.5.2007, CÁBOVÁ, 2004)
PLACE (A Database of Plant Cis-acting Regulatory DNA Elements, http://www.dna.affrc.go.jp/PLACE/) PLACE byla vytvořena a udržována NIAS (National Institute of Agrobiological Sciences). Je to databáze motivů rostlinných cis regulačních DNA elementů, dříve publikovaných. Obsahuje tedy stručný popis každého motivu a relevantní literaturu prostřednictvím PubMed identifikačního čísla a také přístupové číslo do databáze sekvencí nukleotidů DDBJ/EMBL/GenBank. Informace o cis elementech lze vyhledat
- 23 -
zadáním SRS nebo klíčového slova prostřednictvím systému Signal Scan Search (také ve FASTA formátu) nebo Homology Search.
3.1.2 Databáze proteinů
Databáze proteinových sekvencí se dělí na primární: SWISS-PROT, PIR, MIPS, TrEMBL, RCSB PDB a sekundární: PROSITE, PRINTS, BLOCKS, PROFILES, PFAM. Primární uchovávají proteinové sekvence a jejich anotace, v sekundárních se nacházejí informace z primárních sekvenčních dat ve formě abstrakcí: fingerprint, Markovovy modely, atd. (DAMBORSKÝ, 12.5.2007 )
ARAMEMNON (http://aramemnon.botanik.uni-koeln.de/) Databáze membránových proteinů u rostlin. Obsahuje všechny údajné membránové proteiny Arabidopsis thaliana a Oryza sativa a asi 4800 proteinů jiných 270 druhů rostlin. Uchovává data proteinů, cDNA a genomových sekvencí, modely genů a jejich cDNA a proteinů, transmembránové alfa helix a peptidové struktury a další. Server pouze shromažďuje informace a odkazuje na jejich zdroje.
MIPS (Munich information center for protein sequences, http://mips.gsf.de/genre/proj/yeast/) MIPS vede databázi proteinů hub, bakterií, rostlin a především kvasinky Sacchaaromyces cerevisiae. Lze zde nalézt i informace o genomech a RNA.
PIR (Protein Information Resource, http://pir.georgetown.edu/) Vznikl v roce 1984 na Univerzitě v Georgetownu na podporu geonomových a proteomových výzkumů a studia a vědy. Jako první mezinárodní databázi se jí podařilo vyvinout Atlas proteinových sekvencí a struktur. Je rozčleněna do třech částí: •
PIRSF (Protein Family Classification Systém) zahrnuje databázi 26 eukaryotRhodophyta, Chlorophyta, Chromophyta, 330 bakterií, 2 archabakterie, 29 jiné.
•
iProClass (Integrated Protein Knowledgebase) poskytuje informace o proteinech ve spojení s více než 90 biologickými databázemi. (WU et al., 2004)
•
iProLINK (Integraded Protein Literature, Information and Knowledge) sloužící jako zdroj literatury. - 24 -
PRINTS (http://www.bioinf.manchester.ac.uk/dbbrowser/PRINTS/) PRINTS poskytuje souhrn proteinových fingerprintů, což je systém zahrnující motivy, kterými se charakterizují skupiny proteinů. Informace jsou zajišťovány z databází SWISS-PROT a TrEMBL. Fingerprint dokáže kódovat proteiny rychleji a kvalitněji než jednotlivé motivy.
RCSB PDB (Protein Data Bank, http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do) Na tomto portálu lze nalézt 3-D struktury proteinů a nukleových kyselin a s nimi související informace, jako například detaily sekvencí, polohu atomů, krystalizace, odvozená geometrická data, 3-D obrázky a odkazy na jiné zdroje. Vše je velmi přehledné. Každý týden přibývají nové struktury.
SWISS-PROT (http://www.expasy.org/sprot/) Je nejpoužívanější proteinovou databází na světě. Byla vytvořena na Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) roku 1986. Anotace probíhá manuálně, data jsou vysoké kvality. Tato databáze poskytuje velké množství informací o proteinech- popis funkce, doménové struktury, subcelulární notace, post-translační modifikace, varianty, atd. Je vysoce propojena s jinými databázemi, na serveru Expasy se vyskytuje v úzkém spojení s TrEMBL, která je anotována počítačem a obsahuje všechny translace nukleotidových sekvencí EMBL. Obě databáze lze nalézt na SIB i na EBI. Plan Proteome Annotation Program (PPAP) se soustředí na anotace specifických proteinů a proteinových rodin rostlin. Zabývá se především genomovými sekvencemi Arabidopsis thaliana L. a Oryza sativa L. a vyhodnocuje je na základě srovnání se standardy SWISS-PROT. Celkově je zde 18 748 sekvencí anotovaných SWISS-PROT a 277 650 sekvencí TrEMBL. Lze tu nalézt četné odkazy na různé, nejen rostlinné, databáze.
UNIPROT (http://www.expasy.uniprot.org/) Universal Protein Resource je nejkomplexnější databáze proteinů na světě. Podílejí se na ní tři instituty Georgetown University (PIR), Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) a European Bioinformatics Institue (EBI) svými databázemi. Má tři složky: •
UniProtKB- centrum pro vyhledávání informací o proteinech, včetně funkcí a klasifikací - 25 -
•
UniRef- rychlé vyhledávání a selektování sekvencí proteinů
•
UniParc- zdroj informací o historii všech proteinových sekvencí.
Vyhledává se textovým vyhledávačem nebo BLASTem a užitečné odkazy doporučují i jiné zdroje informací a dokumentace. (Viz Příl. 4, Obr.2)
3.1.3 Genomové databáze
Genomové databáze poskytují přístup ke genetickým informacím o genomu rostlin. Cílem institutů, provozujících databáze, je rozluštění a sekvenování genomu určitých rostlin pro další výzkum a šlechtění. V této práci se operuje s markery, geny, DNA sekvencemi a genetickými a fyzikálními mapami. Jednotlivé databáze se soustředí buď na jednu rostlinu nebo více něčím souvisejících rostlin, např. čeleď, hlavní plodiny pro obživu lidstva, apod.
AtGDB (An Arabidopsis thaliana Plant Genome Database, http://www.plantgdb.org/AtGDB/) Záměrem tohoto projektu na Iowa State University, financovaného Národním vědeckých fondem, je poskytnout souhrn sekvencí genomu Arabidopsis thaliana pro praktické účely, se zaměřením na anotaci struktury genů. Lze si prohlížet genom, příslušné geny a jejich struktury a porovnávat s cDNA a EST evidencemi. Jsou zde uvedeny linky na nejdůležitější databáze týkající se Arabidopsis.
Barley Physical Mapping Database (http://phymap.ucdavis.edu:8080/barley/) Shromažďuje genomová data z celosvětových výzkumů ječmene. Tyto data, např. BAC, EST, cDNA nebo microarray, se pak použijí pro tvorbu fyzikálních map.
BeanGenes (http://beangenes.cws.ndsu.nodak.edu/) BeanGenes byla založena a financuje ji USDA/ARS Plant Genome Project přes SoyBase Project. Zahrnuje genetické informace o genech rodu Phaseolus a Vigna a jejich druzích.
Brassica IGF Project (http://brassica.bbsrc.ac.uk/IGF/index.htm) Tento projekt je sponzorován BBSCR (Biotechnology and Biological Sciences Research Council) z fondu IGF (Investigating Gene Function). BAC knihovny pro - 26 -
fingerprinting jsou vytvořeny pomocí Brassica oleracea C genomu a Brassica rapa A genomu. Dále jsou publikovány klony, contigy A a C, RFLP markery a chromozómy.
CBC (Computational Biology Centers, http://www.cbc.umn.edu/ ) Počítačové biologické centrum Univerzity v Minnesotě řídí projekty zabývající se výzkumem šesti rostlin významných pro šlechtění. Pro každou z těchto rostlin je vytvořena databáze: •
Arabidopsis cDNA Sequence Analysis Project (http://www.cbc.umn.edu/ResearchProjects/Arabidopsis/index.html)
Na tomto projektu se v rámci programu DOE Plant Research Laboratory podílí také Michigan State University. Michigan State University poskytuje cDNA sekvence genomu a University of Minnesota je zpracovává, analyzuje a distribuuje. •
Genomics of Wood Formation in Loblolly Pine (http://pinetree.ccgb.umn.edu/)
Databáze publikuje sekvence, EST, statistiky a další informace o Pinus taeda (Borovice kadidlová). •
Maize cDNA Seguence Analysis Project (http://www.cbc.umn.edu/ResearchProjects/Maize/index.html)
Pomůcky pro sekvenování genomu Arabidopsis jsou adaptovány pro zpracování cDNA sekvencí kukuřice. Zatím bylo takto zpracováno 100 sekvencí. •
Brassica napus cDNA Seguence Analysis Project (http://www.cbc.umn.edu/ResearchProjects/Brassica/index.html)
Na realizaci tohoto projektu spolupracuje s University of Minnesota rovněž Pohang University of Science and Technology, Gyungbuk, Jižní Korea. Opět jsou používány pomůcky vyvinuté pro projekt Arabidopsis. Tímto způsobem bylo získáno 650 sekvencí.
- 27 -
•
Rice cDNA Sequence Analysis Project (http://www.cbc.umn.edu/ResearchProjects/Rice/index.html)
K sekvenování genomu rýže výrazně přispěly STAFF Institute in Tsukuba, Japonsko a NCBI poskytnutím EST markerů, jež byly využity pro práci na projektu. •
Soybean Genomics Initiative (http://soybean.ccgb.umn.edu/)
Tvorby tohoto projektu se zúčastní Iowa State University, University of Illinois, Northern Arizona University, University of Minnesota a University of Missouri. Projekt reprezentuje partnerství mezi asociacemi pěstitelů sóji, které financuje vytvoření EST databáze sóji, a NSF, zaměřující se na funkční genomické otázky. K dispozici jsou tedy EST, BAC sekvence, klony a knihovny.
CerealsDB.uk.net (http://www.cerealsdb.uk.net/index.htm) Databázi spravuje University of Bristol. Rozvíjí studie o změnách sekvencí u plodin, včetně změn mezi homologními geny u polyploidie. Z EST databází získává SNP. Vyhledat lze i SSR markery, geny, sekvence, klony a microarray data u dvou plodin pšenice a rýže.
CGGC Comparative Grass Genomics Center (http://cggc.agtec.uga.edu/) V nejbližší době bude změněn název na Comparative Saccharinae Genomics Resource. Shromažďuje velké množství informací o čiroku (Sorghum sp.) Data BAC, EST, SSR, SNP jsou přejímány z jiných databází, CGGC tvoří BAC fingerprint data a integrované geneticko-fyzikání mapy. Databázi udržuje University of Georgia.
CottonDB.org (http://www.cottondb.org/) Tato databáze obsahuje genomové, genetické a taxonomické informace o bavlně. Vznikla v roce 1995 jako část národního programu geonomových databází rostlin pro využití v zemědělství. V současné době probíhá proces inovace webových stránek a s tím rozšíření a zkvalitnění poskytovaných služeb. Nynější rozsah databáze obsahující genomové markery a nukleotidové sekvence, BAC klony a klonové knihovny, taxonomii a genetické mapy bude obohacen o FingerPrint Contig prohlížeč, srovnávací mapy CMap, obecně použitelný genomový vyhledávač a Web Blast Server.
- 28 -
CUGI (Clemson University Genomics Institute, http://www.genome.clemson.edu/) CUGI vyvíjí a distribuuje genomické nástroje a servis pro vědu a výzkum. Zároveň se podílí na objevování a funkční analýze důležitých genů a genomických regionů rostlin, zvířat, mikrobů a člověka. Poskytuje velké množství komplexních a kvalitních dat. CUGI se člení do 6 skupin. BAC/EST výzkumné centrum produkuje BACs, cDNA a krátkých úseků rostlin, zvířat a mikroorganismů. V současné době má CUGI jednu z největších BAC knihoven na světě. Skupina funkční genomiky vyvíjí statistické metody a metody získávání dat pro analýzu rozsáhlých informací plynoucích z výzkumu. Skupina fyzikálního mapování používá kombinace BAC fingerprinting a markerů ke shromáždění BAC klonů do contigů a jejich zakotvení do chromozómů. Servis zahrnuje HICF (high information content fingerprinting) pro delší úseky klonů, agarozový fingerprinting, markerové hybridizace na nylonových filtrech a analýzu fyzikálního mapování. Bioinformatická skupina podporuje počítačové operace spojené s analýzou, infrastrukturou a publikováním získaných dat. Proteomická skupina má za úkol
identifikaci
sekvenování DNA
a
charaterizaci
metodami
proteinů.
použitím
BAC,
Sekvenční EST.
Je
skupina zde
zajišťuje
vyvinuto
plně
automatizovaná, moderní laboratorní zařízení obsahující krátké a dlouhé úseky DNA pro různé potřeby. Tento institut je zajišťován Clemson University a úzce spolupracuje s Genome Database for Rosaceae, Cotton Microsatellite Database nebo Genomic Tool Development for the Fagaceae.
Genome Database for Rosaceae (http://www.bioinfo.wsu.edu/gdr/) Databáze shromažďuje komplexní data fyzikálních map broskvoní, data BAC poskytující informace o EST a SNP markerech, a ostatní sekvence, genetické mapy a markery čeledi Rosaceae. K prohlížení genetických (viz Příl. 2), fyzikálních map a map transkriptomů slouží prohlížeč CMap, TxE pro mapy rodu Prunus. V současné době je vyvíjen systém, který dovolí uživatelům porovnávat fyzikální a genetické mapy. Porovnávání sekvencí je možné algoritmy BLAST a FASTA. K dispozici jsou i sekvence proteinů z databáze NCBI. Rody, které jsou zařazeny do databáze, jsou Malus, Pyrus, Prunus-Prunus amygdalus, Prunus armeniaca, Prunus persica, Prunus avium, Rosa, Rubus idaeus, Fragaria. (Viz Příl. 4, Obr.3)
- 29 -
Gold Genomes Online Database (http://www.genomesonline.org/index.htm) Pouze poskytuje komplexní přístupy k mnohým databázím obsahujících informace o genomech, sama se na sekvenování nebo jiném výzkumu genomu rostlin nepodílí.
GrainGenes (http://wheat.pw.usda.gov/GG2/index.shtml) Kvalitně zpracovaná genetická databáze Triticaceae, žita a cukrové třtiny je financována z grantu USDA/DOE/NSF společného programu pro výzkum biologie rostlin. Druhy informací obsažených v databázi jsou genetické a cytogenetické mapy, nukleotidové sekvence, geny, alely, genové produkty, fenotypy, kvantitativní znaky a QTL, genotypy, původ kultivarů, patogeny, škůdci a biotické stresy, taxonomie a zajímavé odkazy.
GRAMENE (http://www.gramene.org/) Databáze zahrnuje obsáhlé informace o plodinách zásadního významu pro lidskou obživu jako jsou rýže, kukuřice, čirok, ječmen, pšenice, žito nebo cukrová třtina. Vychází ze znalosti genomu rýže k identifikaci a porozumění korespondujících genů a fenotypů v jiných plodinách. Zobrazení fenotypů začleňuje geny a QLT moduly, sekvence jsou zobrazovány genomovými a proteinovými moduly, jejich seřazení vyhledává BLAST, CMap zobrazuje genetické a fyzikální mapy. Lze samozřejmě vyhledat markery různých typů. (Viz Příl. 4, Obr. 4)
Indian Initiative for Tomato Genome Sequencing (http://www.nrcpb.org/tomato.html) Národní výzkumné centrum biotechnologie rostlin v Indii nasekvenovalo pátý chromozóm rajčete. Na této databázi lze nalézt DNA sekvence, fyzikální mapy a klony pátého chromozómu, ostatní chromozómy jsou popsány v rámci světové spolupráce jinými instituty.
International Citrus Genome Consortium (http://int-citrusgenomics.org/) Členy tohoto společenství tvoří vědci, studenti, inženýři a vedoucí společnosti a země zemědělství, průmyslu a obchodu s citrusy. Za cíl si kladou v co nejbližší době rozluštit genetickou strukturu Citrusu. Již nyní jsou k dispozici cDNA a BAC knihovny a EST. Markery a mapy jsou zatím ve vývoji.
- 30 -
IRGSP (International Rice Genome Sequencing Project, http://rgp.dna.affrc.go.jp/IRGSP/index.html) Mezinárodní projekt sekvenování genomu rýže byl založen v roce 1997 a účastní se ho 10 členských států. V roce 2004 byl projekt dokončen a sekvenční data dvanácti chromozómů rýže jsou nyní k dispozici v publikované databázi v podobě markerů, fyzikálních map a BAC klonů.
IRIS (International Rice Information System, http://www.iris.irri.org/) Systém poskytující celosvětové informace o genetických zdrojích a kultivarech plodin zahrnuje data genotypů, klonů, mutantů, znaků a populací.
JGI- DOE JOINT GENOME INSTITUTE (http://www.jgi.doe.gov/index.html) Institut přináší expertízy z pěti amerických laboratoří, které se zabývají sekvenováním genomu a s tím související genetikou a biologií. Databáze je členěna do čtyř částí- genom, sekvenování, bioenergie a nové zprávy. Poskytuje informace o genomu
eukaryot,
zahrnující
Fungi,
Metazoa,
Viridiplantae,
Heterokonta
a
Heterolobosea, ale především mikroorganismů Bacteria, Archae i Eukaryota. Pro porovnání: institutem JGI bylo dokončeno 120 genomů bakterií z celkového počtu 442 ve světě. Z vyšších rostlin je zastoupen pouze Populus trichocarpa (Topol chlupatoplodý). Genom každého druhu lze vyhledávat nebo porovnávat s využitím BLAST.
Kazusa DNA Research Institute (http://www.kazusa.or.jp/eng/index.html) Institut byl založen v roce 1991 a soustředí se na rozsáhlý projekt sekvencování rostlinné, lidské a jiné DNA. Projekt rostlinného genomu zahrnuje CyanoBase, RhizoBase, Lotus japonicus Genome Sequencing Project, Codon Usage Database a TACWeb. V projektu rostlinné cDNA jsou zahrnuty Chlamydomonas EST Index, Lotus japonicus EST Index, Arabidopsis EST Index, Porphyra EST Index, Tomato EST Index. Do posledního rostlinného projektu genetické informace náleží KATANAintegrovaná databáze Arabidopsis thaliana, KAPPA-View- metabolismus Arabidopsis thaliana, MiBASE- EST a geny rajčete a KaFTom- celé sekvence a EST rajčete.
- 31 -
KOME (Knowledge- based Oryza Molecular biological Encyclopedia, http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/) Spolupráce tří japonských institutů přispěla k nashromáždění a nasekvenování plně dlouhých cDNA klonů rýže.
KOMUGI (http://www.shigen.nig.ac.jp/wheat/komugi/top/top.jsp) Integrovaná databáze pšenice (Triticum sativum), obsahující obrovské množství informací o genomu pšenice, spadá pod SHIGEN projekt (SHared Information of GENetic Resources), který vede Národní institut genetiky, Mishima, Japonsko. Data jsou rozdělená na data vytvořená v rámci National Bioresource Project a data jiných institutů. Z vlastního výzkumu pochází 361 000 EST, 2300 genů, 9400 markerů, atd. Velmi dobře jsou zpracovány mapy sedmi chromozómů nebo databáze organel, která poskytuje geny a mapy mitochondrií a chloroplastů. Dále jsou dostupné geny a markery, EST, DNA sekvence a microarrays.
LegumeBase (http://www.legumebase.agr.miyazaki-u.ac.jp/index.jsp) Databáze poskytující od roku 2004 genetické zdroje plodin Glycine max a Lotus japonicus. Projekt byl vyčleněn z National Resource Project v Japonsku. U sóji i lotosu lze zjistit informace o organelách, genotypových a fenotypových liniích, mutantech.
MAGI (Maize Assembled Genomic Island, http://www.plantgenomics.iastate.edu/maize/) Projekt výzkumu genomu kukuřice vede skupina vědců z Iowa State University. Shromažďuje kolem 850 000 genů Zea mays B73 GSSs (Genomic Survey Sequences) (WHITELAW at all, 2003, PALMER at all, 2003) a 3 100 000 genomových sekvencí kukuřice a kolem 500 000 genů Sorghum bicolor (BTx623) GSSs. Mnoho dat vytvořilo Consortium for Maize Genomics a Orion Genomics a jeho partneři.. K identifikaci částí genomu slouží BLAST porovnáváním sekvencí, EST a BAC (zprostředkovaných z TIGR databáze). BAC jsou obsaženy v genetických mapách a pomocí BLAST lze nalézt lokace hledaných sekvencí. Genetické mapování genomu kukuřice se nadále vyvíjí a úkolem je přečíst tisíce genů a rozvinout je v genetické markery. Geny jsou rozpoznávány skrz seřazení EST a GSS, podle MAGI nebo podle ab initio předpokládaných genů kukuřice. Totéž probíhá u čiroku.
- 32 -
MaizeGDB (Maize Genetics and Genomics Database, http://www.maizegdb.org/) Tato databáze se vyvinula za účelem uchovávání biologických informací plodiny Zea mays ssp. mays. Z genetických dat jsou to například mapy, lokusy, QTL, alely, polymorfismus, z genomových molekulární markery a sekvence a další funkční charakteristiky jako fenotypy, mutace a genové produkty. Nacházejí se zde i rozsáhlé kolekce fotografií různých variet nebo mutantů.
MaizeSeq (http://www.maizeseq.org/html/index2.htm) Data reprezentující rozsáhlou kolekci transkribovaných sekvencí kukuřice nejsou veřejně přístupná. Vytvářejí a zprostředkovávají je Dupont, Pioneer, Monsanto a Ceres pod záštitou The National Corn Growers Association. K dispozici jsou informace: cDNA sekvence, EST data, translace každé DNA části do proteinů. Využívá algoritmus BLAST a BLASTX.
MaizeSequence.org (http://www.maizesequence.org/index.html) Tato databáze sekvencí kukuřice je volně přístupná. Nabízí sekvence a anotace genomu Zea mays ssp. mays jako výsledky z Projektu sekvenování genomu kukuřice. Vyhledávání je založeno na BAC klonech a, v roce 2005 vytvořené, agarosové FCP mapě. Má za cíl poskytnout vhodné, praktické vstupy do genomu vyhledáváním nebo prohlížením a ukázat charakteristické znaky jako geny, markery, místa expresí atd.
Maize Targeted Mutagenesis Database (http://mtm.cshl.edu/) Je to knihovna transposonů kukuřice. Transposonem se rozumí sekvence DNA, která může měnit pozici v genomu buňky. Způsobuje mutace a mění množství DNA v genomu. (Wikipedia, 20.6.2007) Databáze v současné době obsahuje 43 776 DNA vzorků F1 generace a 43 776 DNA vzorků F2 generace. Pomocí různých vyhledávačů lze nalézt informace o fenotypu mutantů, jejich původu, DNA sekvencích, genech a jiné.
MAtDB (http://mips.gsf.de/proj/plant/jsf/athal/index.jsp) Poskytuje anotace a sekvenční data Arabidopsis thaliana ze tří zdrojů: MIPS, TIGR a TAIR. Zpřístupněny jsou genomy chloroplastů, mitochondrií a pěti chromozómů, cDNA a BAC seznam.
- 33 -
Medicago truncatula (http://medicago.org/index.php) Projekt sekvencování druhu Medicago truncatula probíhá od roku 2003 na Univerzitě v Oklahomě. Umožňuje přístup k fyzikálním a genetickým mapám, molekulárním markerům a BAC sekvencím. Sekvenováno je 8 chromozómů Medicago truncatula.
ORYZABASE (http://www.shigen.nig.ac.jp/rice/oryzabase/top/top.jsp) Byla založena v roce 2000 v Japonsku za účelem shromáždit a zanalyzovat dostupné genetické informace druhu Oryza sativa, a to jak botanického druhu, tak jeho mutantů, a zároveň je dále rozvíjet a zdokonalovat. Kromě genů, fyzikálních (BAC, cDNA, CDS, tRNA, rRNA, mRNA data) a komparativních map, markerů RFLP, DNA , lze najít DNA sekvence v sekci DNA Sequence DB.
PANZEA (http://www.panzea.org/) Tato webová databáze obsahuje genotypová, fenotypová a polymorfická data vytvářených v Molecular and Functional Diversity in the Maize Genome Project financovaný National Science Foundation. Vyhledávat lze geny, lokusy, genetické a fyzikální mapy, fenotypy, molekulární diversity, polymorfismus a nově je zde nainstalován geografický mapový prohlížeč, který zobrazuje místa a četnosti výskytu rostlin na základě vyhledávaných markerů.
PlantGDB (http://www.plantgdb.org/) Vyvíjí EST a GSS databáze rostlinných druhů, aby mohla poskytovat informace, pomůcky k řešení otázek kladených na mezidruhová specifika a genomy rostlin. Povoluje přístup k nukleotidovým sekvencím 60 000 druhů rostlin, k údajným jedinečným transkripcím 100 druhů rostlin, k zvláštnostem druhů a k uspořádání genů u 12 hlavních druhů, kterými jsou Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, Zea mays, Hordeum vulgare, Medicago truncatula, Lotus japonicus, Populus trichocarpa, Lycopersicon lycopersicum, Glycine max, Brassica rapa, Triticum aestivum a Sorghum bicolor. Pro každou rostlinu je vyvinuta samostatná databáze.
PlantGenome (http://www.plantgenome.uga.edu/) Plant Genome Mapping Laboratory se soustředí na mnoho projektů studia rostlinného genomu. Cílem projektů je identifikace specifických vlastností rostlin, např. - 34 -
nemocí, produktivity a kvality, a identifikace specifických genů důležitých pro rozvoj a evoluci v zemědělství. Výzkumy se provádějí na plodinách čirok, opuncie, bavlna, podzemnice olejná, rýže, kukuřice, proso, papája, cukrová třtina a brukev. U každé rostliny je zaznamenán jejich základní popis a ke každé je přičleněna databáze. •
PGDDB (Plant Genome Duplication Database, http://chibba.agtec.uga.edu/duplication/)
Sekcí PlantGenome je PGDDB, která se zaměřuje na rozpoznávání genů vně nebo napříč genomu syntenických (uchovávající pořadí genů u příbuzných druhů) vztahů. Toto rozpoznávání se provádí u rostlin, u nichž jsou dostupné celé genomy: Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, Populus trichocarpa a Sorghum bicolor.
PLEXdb (http://www.plexdb.org//modules/Your_Account/index.php?op=policy) Publikuje data rostlin, rostlinných patogenů a symbiontů pro vědce a jiné uživatele z celého světa. Mezi zmíněná data náleží fyzikální a genetické mapy, sekvence, markery a microarray data.
PopulusDB (http://poppel.fysbot.umu.se/index.html) Zdrojem dat této databáze je spolupráce mezi švédskými univerzitami a výzkumnými instituty. Za cíl si klade především nasekvenování celého genomu Populus. K tomu slouží EST sekvence vytvořené z 19 cDNA knihoven nebo microarray s cDNA klony vytvořených z RNA.
Populus Genome Center (http://www.populusgenome.org/) Obsahuje EST, QTL mapy, microarray a vyhledává a porovnává genomy.
RED (Rice Expression Database, http://red.dna.affrc.go.jp/RED/) Na projektu se podílí instituty NIAS (National Institute of Agriculture Science) a STAFF (Society for Techno-innovation of Agriculture, Forestry and Fisheries). V databázi jsou uložena nezpracovaná a zpracovaná data obdržená z Microarray projektu a dalších. Nabízí přístup k expresovaným datům každého genu rýže, cDNA sekvencím a Array-chromozómům.
- 35 -
RGP (Rice Genome Research Program, http://rgp.dna.affrc.go.jp/giot/INE.html) Program koordinuje NIAS a jiné japonské společnosti pod záštitou Ministerstva zemědělství, lesnictví a rybářství Japonska. Vytváří se v rámci a pro potřebu Japonska, ale náleží mu významná pozice v Mezinárodním programu sekvenování genomu rýže IRGSP. Kompletně popsal sekvence v chromozómu 1, v sekci publikovaná data jsou odkazy na veškeré práce, výzkumy a databáze rýže. Rýže je pro Japonsko velmi důležitá plodina, a proto se jí věnuje také tolik pozornosti. Japonské databáze mají vysokou úroveň jak ve zpracovávání dat, tak v jejich kvalitě a kvantitě publikování.
Rice Genome Project (http://www.nrcpb.org/RICE_GENOME/INDEX.htm) Národní výzkumné centrum biotechnologie rostlin v Indii se podílí s mnoha dalšími instituty světa na sekvenování genomu rýže. K dispozici jsou tudíž podobné nebo v některých případech i naprosto stejné informace a data, které poskytují další instituty v rámci tohoto výzkumu. V této databázi se nacházejí fyzikální mapy a sekvence chromozómu 11, který byl popsán právě výzkumným centrem v Indii. Server odkazuje na další chromozómy na jiné databáze.
RMOS (Rice Microarray Opening Site, http://red.dna.affrc.go.jp/RMOS/) Microarray je postup, kterým se zkoumá, jakou roli hraje gen v životě organismu. Je důležitý pro pochopení funkce proteinů z hlediska genetického kódu a kde a kdy dochází k expresi genů. (Rice Microarray Opening Site, 10.6.2007) Program je realizován institutem NIAS. Nachází se zde spousta odkazů na genomové výzkumy rýže vedených NIAS.
RiceGenes (http://stein.cshl.org/ricegenes.html) Poskytuje informace o druzích rýže, patologii a genetické mapy 12 chromozómů. Databázi vede Susan McCouch z Cornell University.
SGN (SOL Genomics Network, http://www.sgn.cornell.edu/index.pl) SGN je součástí International Solanaceae Initiative, která působí na poli výzkumu čeledi Solanaceae již dlouhou dobu. Databáze obsahuje genomické, genetické a taxonomické informace o druzích sekce Euasterid, do níž patří mimo jiné čeleď Solanaceae s hospodářsky důležitými plodinami jako brambory, tabák, rajčata, lilek, paprika nebo zahradnicky významnou květinou Petunia hybrida, a čeleď Rubiaceae s - 36 -
kávou. Genomické informace jsou prezentovány v komparativním formátu a svázány s plně sekvenovaným genomem Arabidopsis. Největší pozornost se zaměřuje na rajče, zejména na popis sekvencí genů všech dvanácti chromozómů pomocí rozštěpení genomu na BAC. U dalších plodin jsou k dispozici mapy a markery SSR a COS (Conserved Ortholog Set), BAC, EST, cDNA knihovny a unikátní geny.
SIGnAL (Salk Institute Genomic Analysis Laboratory, http://signal.salk.edu/) Laboratoř se zaměřuje na sekvenování plně dlouhých cDNA sekvencí různých genomů, převážně však huseníčku rolního. Další náplní je popis genů, T-DNA projekt, jehož cílem je vytvoření knihovny sekvencí mutací v genomu Arabidopsis, a microarray data.
SOYBASE (http://soybase.org/) Soybase obsahuje genetické, fenotypové a jiné informace o sóje. Do roku 2006 užívala systém AceDB, poté se transformovala na nový související systém MySQL. V sekci Nástroje pro pěstitele se nacházejí kolekce genetických map, lokusy, QTL, patologie- symptomy chorob, choroby, geny a znaky. Ve zvláštní části “Williams” fyzikální mapa je řazena fyzikální mapa kultivaru sójy Williams. Možné je také porovnávání pomocí BLAST. Sesterskými projekty jsou Legume Information System (LIS) a Legume Information Network (LIN) poskytující doplňkové pomůcky a zdroje a zahrnující další luštěniny, jako např. Pisum sativum, Phaseolus vulgarit, Cicer arietinum, Glycine max, Lotus japonicus, Medicago truncatula. K dispozici jsou opět genetické a fyzikální mapy, chromozómy, sekvence, klony a informace o fenotypech.
SOYBEAN GENOME.SIU.EDU (http://soybeangenome.siu.edu/) Tato databáze se snaží zprostředkovat integrovanou cestu k prezentování vlastností genomu sóji. K vyhledávání EST, BES, sekvencí slouží GBrowse. Dále obsahuje fingerprint databázi a GFF soubory.
SWISS VITIS MICROSATELLITE DATABASE (http://hydra.unine.ch/svmd/) Standardní databáze 170 kultivarů a botanických druhů révy vinné pěstovaných ve Švýcarsku. K dispozici je šest mikrosatelitových markerů. Databázi vede National - 37 -
Centre of Competence in Research, University of Neuchatel ve spolupráci s dalšími instituty.
TAIR (The Arabidopsis Information Resource, http://www.arabidopsis.org/) TAIR je míněna databáze genetických a molekulárních biologických dat modelové rostliny pro výzkum Arabidopsis thaliana. Mezi dostupná data náleží kompletně nasekvenovaný genom, struktura a exprese genů, lokusy, DNA sekvence, klony, markery- CAPS, RFLP, AFLP, RAPD, SSLP, CAPS, PCR, mapy, polymorfismus, alely, proteiny a další. K vyhledávání slouží mnohé volně stažitelné softwarové programy.
The Korea Rice Genome Database (http://bioserver.myongji.ac.kr/ricemac.html) Kompletní popis genomu rýže v podobě mapy, EST databáze a databáze genů. Tato databáze je registrovaná u Genebank.
TIGR Plant Genome Databases (The Institute for Genomic Research, http://plantgenomics.tigr.org/) Databáze TIGR je součástí J. Craig Center Institute, který vznikl v roce 2006 sloučením několika sesterských organizací. Jako první kompletně popsala genom rostliny Arabidopsis thaliana, která je celosvětově využívána pro výzkum. Chromozom 2 byl publikován v roce 1999 a v roce 2004 byl projekt dokončen. Nyní dokončuje reanotaci celého genomu na úroveň uniformního standardu. Obsahuje lokusy, sekvence, Markovovy modely. Genom je dostupný na adrese http://www.tigr.org/tdb/e2k1/ath1/ . Další informace poskytuje TIGR o významných plodinách, jako jsou pšenice, rýže, brambory, kukuřice, sója, rajče, ječmen, okurka, banán, a jejich patogenech. Databáze jsou velice podrobné a přehledné. Mapy lze vyhledávat podle názvů sekvencí, genů, lokusů a jiných znaků. Označením určitého úseku mapy se zobrazí podrobné informace sekvence genů, ESTs, cDNAs, mRNA, apod. Databáze pšenice poskytuje přístup ke genomům a EST sekvencím a dalším informacím.
Tree Genes (http://dendrome.ucdavis.edu/treegenes/) Genetické informace o druzích např. Pinus pinaster, Pinus radiata, Pseudotsuga menziesii, Picea abies, Pinus taeda jsou dostupné bez omezení na serveru Tree Genes. Databáze nyní obsahuje 213 druhů stromů. Kombinuje data EST sekvencí, SNP, - 38 -
genetických map, molekulárních markerů a QTL a popisuje fenotypy. Užitečná je zejména pro šlechtitele, ale i pro méně odbornou veřejnost.
UK CROPNET (http://ukcrop.net/) Pouze shromažďuje některé genomové databáze a zprostředkovává informace související s komparativním mapováním a výzkumem genomu rostlin.
WheatDB (http://wheatdb.ucdavis.edu:8080/wheatdb/index.jsp) WheatDB je skupina souvisejících databází, které se zabývají fyzikálním mapováním genomu s uplatněním technik fingerprintu. Fyzikální mapa D genomu pšenice je vytvářen s využitím diploidu Aegilops tauschii, donorem genomu D.
3.1.4 Ostatní databáze
Plant DNA C-values Database (http://www.kew.org/cval/homepage.html) C- values znamená množství DNA v nereplikovaném gametickém nucleu organismu, bez ohledu na počet homologických chromozómů. (BENNET, LEITCH, 20.6.2007) V databázi je zařazeno 5150 druhů rostlin krytosemenných, nahosemenných, kapraďorostů a mechorostů.
Rice Tos17 Insertion Mutant Database (http://tos.nias.affrc.go.jp/~miyao/pub/tos17/) V této databázi je možné vyhledat zdroje mutantních linií rýže vyvolané retrotransposonem Tos17. Přístup je ale placený.
3.2 Databáze podle druhu plodin 3.2.1 Databáze zemědělských plodin O databázích zemědělských plodin je vesměs pojednáno v předchozích kapitolách, převážně v 2.2, 2.3 a 3.1.1. Mezi nejdůležitější a nejobsáhlejší v Evropě
- 39 -
patří ECP/GR. Poskytuje passportní deskriptory a popisná data k naprosté většině šlechtitelsky i jinak významným plodinám. (ECP/GR, 22.6.2007)
Pšenice: European Wheat Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/crops/wheat.htm) Byla založena na základě aktivit IPGRI a ECP/GR v roce 1996. Obsahuje 220 000 položek Triticum L., z nichž mnoho, převážně kultivarů, jsou pravděpodobně duplikáty nebo multiplikáty. K popisování položek slouží 28 passportních deskriptorů vyvinutých institucemi IPGRI a FAO. Databázi udržuje český Výzkumný ústav rostlinné výroby. (Viz Příl. 4, Obr. 5)
EVA Weizen Online (http://www.genres.de/eva/weizen.htm) Informační systém poskytuje informace o náchylnosti k různým chorobám podle místa výskytu.
Další databáze pšenice jsou KOMUGI, GrainGenes, CerealsDB.uk.net nebo TIGR popsané výše.
Ječmen: The European Barley Database (http://barley.ipk-gatersleben.de/ebdb/) Zahrnuje opět passportní a popisná data. Vyhledávat lze např. podle čísla kolekce, země původu, kultivaru nebo původu. Databázi vede Institut genetiky rostlin a výzkumu plodin, Gatersleben.
Informace o ječmenu lze nalézt na databázích UK CROPNET, GRAMENE, EVA Gerste Online.
Žito: The ECP/GR European Secale Database (http://www.ihar.edu.pl/gene_bank/secale/secale.html) Tato databáze obsahuje passportní data 13 000 položek uchovávaných v 38 institucích. Záštitu nad ní přebral Institut pěstování a aklimatizace rostlin, Centrum pro genetické zdroje rostlin, Polsko.
- 40 -
V databázi GRAMENE se nacházejí další informace o žitu.
Oves: European Avena Database (http://eadb.bafz.de/CCDB_PHP/eadb/index.html) Databáze byla založena na jednom z institutů Spolkového zemědělského výzkumného centra situovaného v Braunschweigu v Německu za podpory ECP/GR. Umožňuje uživatelům kombinovat zadávané dotazy na passportní, popisná data genetických zdrojů ovsa.
Pedigrees of Oat Lines (POOL) (http://avena.agr.gc.ca/OGIS/index_e.php) Poskytuje jednoduchý úvod k databázi zahrnující informace o varietách ovsa setého (Avena sativa) a jejich původu. Projekt je iniciován oddělěním POOL Zemědělství a potravinářství Kanady.
Další důležité informace lze najít na GRAMENE.
Rýže: Všechny dostupné databáze jsou popsány v kapitole 3.2. Jsou jimi následující GRAMENE, ORYZABASE, TIGR.
Kukuřice: The ECP/GR Maize Database (http://www.mrizp.co.yu/emdb/default.htm) Z iniciativy ECP/GR byla v roce 1996 založena tato databáze na Výzkumném institutu kukuřice “Zemun Polje“ v Bělehradu. Obsahuje passportní data 11 865 položek ze 13 zemí. Deskriptory odpovídají deskriptorům IPGRI/FAO.
Mnoho dalších informací lze vyhledat v databázích TIGR, GRAMENE, CerealsDB.uk.net a MaizeGDB.
Sója: The ECPGR Glycine Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/crops/glycine.htm)
- 41 -
Na N.I.Vavilovově výzkumném institutu rostlinné výroby vznikla v roce 1996 Evropská databáze sóji na základě iniciativy ECP/GR. Obsahuje passportní data necelých 12 000 položek reprezentující kolekce z 9 zemí Evropy.
Jinými databázemi sóji jsou SoyBase nebo LegumeBase.
Čočka: The ECPGR Lens Database(http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/lens.htm) Evropská databáze čočky byla vyvinuta na Egejském zemědělském výzkumném institutu, Izmir v Turecku.
Fazol: The ECPGR Phaseolus Database (http://www.genbank.at/phaseolus/) Passportní data 300 000 položek reprezentujících kolekci bobu je spravováno Rakouskou agenturou pro zdraví a bezpečnost potravin. Struktura databáze následuje deskriptory IPGRI/FAO.
Další informace lze nalézt v databázi BeenGenes.
Hrách: The ECPGR Pisum Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/Pisum.htm) Tato databáze je vyvíjena John Innes institutem, Norwichský výzkumný park, Spojené království. V současné době probíhá rekonstrukce.
Bob: The ECPGR Vicia faba Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/vicia_faba.htm) Databázi vede Národní institut zemědělského výzkumu, Dijon. Databáze je nyní mimo provoz.
Brambory: SCRI (http://www.scri.sari.ac.uk/cpc/)
- 42 -
Tato genobanka uchovává 1300 položek 86 různých druhů Solanum sp. V seznamu druhů jsou uvedeny místo původu, EBN (endosperm balance numer), čísla chromozómů, identifikační čísla CPC, fotografie a evaluační data.
The ECPGR Cultivated Potato Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/potato_cult.htm) Přístup k této databázi zprostředkovává Skotské zemědělské vědecké centrum, Edinburgh. Obsahuje přes 11 600 položek 4000 kultivarů a 1400 linií brambor, které tvoří 15 kolekcí. K dispozici jsou informace o původu, rezistenci vůči chorobám a škůdcům a další botanické a agronomické charakteristiky.
EVA Kartoffel- Online (http://www.genres.de/eva/kartoffel.htm) V této databázi lze nalézt passportní údaje o bramborách, např. velikost rostlin, velikost hlíz, atd. a rezistence vůči chorobám, zvláště virům.
Související informace lze získat z databází TIGR a SGN.
Len: The ECPGR International Flax Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/flax.htm) Koordinátorem této mezinárodní databáze je AGRITEC, s.r.o., Šumperk. Obsahuje data 8387 položek z 11 zemí, které jsou popisovány pomocí 22 passportních deskriptorů a 24 popisnými deskriptory.
3.2.2 Databáze zahradnických plodin
OVOCE: EVA a BOSR (http://www.genres.de/eva/, http://www.genres.de/bosr/) Kolekce jabloní, švestek, třešní a višní jsou shromažďovány v genobance v Drážďanech- Pillnitz. Jejich výsledná zhodnocená a zpracovaná data jsou publikována na serveru Information System of Plant Genetic Resources EVA (www.genres.de/eva). (MUNCH, 23.6.2007)
Projekt vyvíjí a financuje Spolkové ministerstvo potravin, - 43 -
zemědělství a ochrany spotřebitele v Německu. Na seznamu ovocných odrůd Německa, Federal Fruit Variety List, kolekcích uchovávaných ex situ, spolupracují dvě instituce Institut of Fruit Breeding (IOZ) z Federal Centre for Breeding Research on Cultivated Plants (BAZ) a Information and Coordination Centre for Biological Diversity (IBV) z Federal Agency for Agriculture and Food (BLE). Seznam tvoří asi 31 druhů ovoce se 4500 varietami. (BAZ Databases, 22.6.2007)
Jabloň: The ECPGR Malus Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/Malus.htm) Databáze byla vytvořena Wye College, University of London. Zahrnuje 21 600 položek udržovaných v 11 zemích, passportní deskriptory odpovídají deskriptorům IPGRI/FAO.
Dalším zdrojem informací může být EVA a BOSR, Genome Database for Rosaceae.
Hrušeň: The ECP/GR Pyrus Database (http://pyrus.cra.wallonie.be/) Informace o hrušních byly nejprve publikovány spolu s jabloněmi v The ECPGR Malus Database. V roce 1998 vznikla samostatná databáze, kterou vede Walloonské zemědělské výzkumné centrum, Belgie. Obsahuje passportní a specifické deskriptory.
Prunus: The ECP/GR Prunus Database (http://www.bordeaux.inra.fr/urefv/base/) Databázi rodu Prunus udržuje Národní institut pro zemědělský výzkum v Bordeaux, Francie. Snaží se poskytovat data o všech pěstovaných druzích rodu Prunus v Evropě, a to jak kultivovaných, tak botanických. Data jsou tvořeny 19 passportními deskriptory podle IPGRI/FAO, 13 deskriptory společnými pro všechny druhy a 7-22 specifickými deskriptory.
PRUNUS DATABASE (http://www.db.its.hiroshima-cu.ac.jp/~kitakami/prunus.html) Databázi rodu Prunus udržuje Hiroshima City University. Přístupná data jsou taxonomie, rodiče, popis a obrázky druhů a jiné informace. Nevýhodou je, že většina textu je psána pouze v japonštině. - 44 -
ZELENINA: Brukev: The ECPGR Brassica Database (http://documents.plant.wur.nl/cgn/pgr/brasedb/) Spravuje ji Centrum pro genetické zdroje, Wageningen, Nizozemí. Položky jsou popisovány pomocí 27 passportních deskriptorů.
Salát: The International Lactuca Database (http://documents.plant.wur.nl/cgn/pgr/ildb/) Mezinárodní databáze byla založena v Centru pro genetické zdroje, Nizozemí. Poskytuje passportní data druhů salátu z mezinárodních kolekcí.
Okurka: The ECP/GR Cucurbits Database (http://www.comav.upv.es/eccudb.html) Tuto databázi udržuje COMAV Genebank, Valencia, Španělsko. Nyní se skládá z 23 800 položek různých druhů okurek. Passportní deskriptory odpovídají požadavkům IPGRI/FAO.
Lilek: The
ECP/GR
Eggplant
Database
(http://www.bgard.science.ru.nl/WWW-
IPGRI/eggplant.htm) Evropská databáze lilku byla vytvořena Botanickou a experimentální zahradou, Radboud University Nijmegen, Nizozemí. Záznamy se vyhledávají zadáním jména nebo čísla položky, podle rodu, druhu, sekce, místa původu, apod.
Rajče: The ECPGR Tomato Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/databases/Crops/Tomato.htm) Stejně jako Evropskou databázi sóji udržuje i databázi rajčete N.I.Vavilovův výzkumný institut, St.Petersburg, Rusko. Kolekce jsou poskytovány 27 zeměmi.
TGRC (Tomato Genetics Resource Center, http://tgrc.ucdavis.edu/index.aspx) V genobance se shromažďují plané druhy, monogeničtí mutanti a různí jiní jedinci rajčete. Dr. Charles M. Rick založil naprostou většinu kolekce ke svému výzkumu. Popisuje geografická místa původu planých druhů, semena, geny, obrázky. - 45 -
Paprika: The ECPGR Pepper Database (http://www.ecpgr.cgiar.org/Databases/Crops/Pepper.htm) Záštitu nad touto databází má Egejský zemědělský výzkumný institut, Izmir, Turecko. Vyhledávání passportních deskriptorů je výsledkem spolupráce Botanické a experimentální zahrady, Nijmegen, Nizozemí.
RÉVA VINNÁ: Vitis- International Variety Catalogue (http://www.genres.de/idb/vitis/) Seznam zahrnující 18 000 registrovaných odrůd révy vinné. U každé odrůdy je možné se z passportních dat dozvědět barvu listů a plodů, synonyma, rodiče, původ, použití, atd. Pro vizuální zhodnocení nechybějí ani fotografie a obrázky. Na udržování 128 kolekcích se podílí 38 zemí. ( BAZ, 22.6.2007)
European Vitis Database (http://www.genres.de/eccdb/vitis/) Byla založena jako evropský projekt GENRES No. 81 a snaží se zprostředkovat kvalitní přístup k informacím o deskriptorech, původu, zemích původu, použití, udržujících genobankách, ale také SSR markerech.
Související data lze nalézt také v databázi TIGR.
OKRASNÉ ROSTLINY: ZGRDEU (Sammlungen genetischer Resource von Zierpflanzen in Deutschland, http://www.genres.de/zgrdeu/) Centrální dokumentace kolekcí ex situ rostlinných genetických zdrojů v Německu. Obsahuje informace obrovského množství okrasných rostlin. Detailněji jsou popsány rod Rosa a Rododendron. Lze vyhledávat podle názvu, země nebo roku vyšlechtění a šlechtitelů.
NIAS Genebank (http://www.gene.affrc.go.jp/index_en.php) Ilustrovaná databáze především rododendronů a kamélií, dále zeleniny, luštěnin. Passportní data se nacházejí u 12 skupin rostlin např. rýže, pšenice a ječmen, luštěniny, ovocné stromy, zelenina, čaj,… - 46 -
TreeBASE (http://www.treebase.org/treebase/index.html) Databáze navrhnutá za účelem zkoumání informací o fylogenetických vztazích. (SANDERSON
et al., 1993) Je postavena na principech uchovávání matricová a
fylogenetická data rostlin, což zahrnuje samozřejmě hlavně literaturu a studie. Poté je hodnotí, analyzuje a třídí.
- 47 -
5. ZÁVĚR Cílem této bakalářské práce bylo objasnit čtenáři význam genových zdrojů v životě člověka a dále práci s těmito zdroji. Při pohledu do minulosti lze konstatovat, že se studia a projekty, ve kterých figurovaly genetické zdroje, vyvíjely pomalu, ale správným směrem a za určitým cílem. V 70. a 80. letech minulého století nastal velký rozvoj, a to zejména na poli mezinárodním. Vznikaly různé programy a spolupráce, které mají jsou důležité pro budoucí uchovávání genových zdrojů nejen v rámci jednotlivých států. Práce s genovými zdroji je velice náročná časově i finančně. Sekvenování určitého genomu nebo hodnocení rostlin na základě popisných a passportních charakteristik trvá dlouhé roky. Ale i tak by měly státy více dbát na to, aby nedocházelo k vymírání druhů nejen využívaných v zemědělství, ale i botanických, které tu mohou být pro příští generace. Česká republika zaujímá v Evropě významnou pozici na poli genetického výzkumu. Nejenže se tradice genových bank datuje od začátku 20. století, ale v současné době hostí mnoho konferencí o genových zdrojích a také vede evropskou databázi pšenice a lnu. Česká legislativa pro zachovávání biologické diverzity je také na úrovni. Národní program konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agrobiodiverzity byl základním zdrojem v rámci České republiky, o který se opírá tato bakalářská práce. Databáze genetických informací přinášejí mnoho informací a dat, které se využívají ve šlechtitelské nebo výzkumné práci. Není možné popsat zde v souladu s rozsahem práce všechny databáze, proto bylo snahou poskytnout výčet těch nejdůležitějších pro praxi. Databázepodle druhu plodin ECP/GR jsou velice přehledné a zahrnují velké množství zemědělských a zahradnických plodin a jejich passportní a popisná data. Už méně informací obsahují databáze serveru genres.de. Největší množství informací shromažďují databáze institutů NCBI, EBI a NIG, které nemají konkurenci také proto, že si denně vyměňují informace mezi sebou. Velice propracované databáze pocházejí z Japonska. Například KOMUGI
nebo ORYZABASE jsou produktem projektu
SHIGEN. Japonské databáze se zaměřují na rýži a luštěniny, z okrasných rostlin na rododendrony a kamélie. Pro zahradnické účely je významná databáze Database for Rosaceae, udržovaná Clemson University, kde lze nalézt informace o genomech rostlin této čeledi.
- 48 -
Genetika se vyvíjí obrovským tempem a ve stejné míře i informace poskytované databázemi a genovými bankami. Proto za několik let nemusejí být informace obsažené v této bakalářské práci aktuální.
- 49 -
7. RESUME The maintenance of genetic resources contributes significantly to preserve the rich biological diversity, which is important mainly for agriculture and food. Genetic resources are preserving in genebanks, which evaluate these resources than and provide data most times via internet. Web databases serve for growers, breeders, researchers, scientists, students and broad public, as the fastest and the easiest condition of access to genetic information.
RESUME Zachovávání genových zdrojů významně přispívá k udržování bohaté biologické diverzitě, která je důležitá hlavně z pohledu zemědělství a potravinářství. Genové zdroje jsou uchovávány v genových bankách, které je poté vyhodnocují a poskytují data nejčastěji prostřednictvím internetu. Internetové databáze slouží, jako nejrychlejší a nejsnadnější forma přístupu ke genetickým informacím, šlechtitelům, pěstitelům, výzkumníkům, vědcům, studentům i široké veřejnosti.
Keywords: genetic resources, the genebank, the database of genetic resources Klíčová slova: genové zdroje, genová banka, database genetických zdrojů
- 50 -
8. SEZNAM LITERATURY A POUŽITÝCH PRAMENŮ Tištěné zdroje: 1. BAREŠ, I., VLASÁK, M., STEHNO, Z., FABEROVÁ, I., DOTLAČIL, L.: 50 let studia genetických zdrojů kulturních rostlin v Československu a v České republice. In Sborník referátů ze semináře Historie a současný stav práce s genofondy v ČR. Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha- Ruzyně, Praha, 2002.
2. BEDNÁŘ, J.: Vybrané kapitoly z genetiky rostlin. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Brno, 1997. 123 s.
3. BEDNÁŘ, J.: Základy genového inženýrství rostlin. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Brno, 2000. 92 s.
4. BEDNÁŘ, J., KUCIEL, J., VYHNÁNEK, T.: Genetika. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, Brno, 2006. 148 s.
5. CÁBOVÁ, L.: Genová rodina cytokininoxidasy/dehydrogenasy v rostlinné říši. Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, 2004. 52 s.
6. DOTLAČIL, L., BAREŠ, I.: History of genetic resources studies in the Czech Republic. In DOTLAČIL, L., ŠTOLC, J. K.: National programme on plant genetic resources conservation and utilisation in the Czech Republic. Ministry of agriculture of the Czech Republic, Praha, 1998. 64 s.
7. DOTLAČIL, L., STEHNO, Z., FABEROVÁ, I., HOLUBEC, V.: Rámcová metodika Národního programu konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin a agro-biodiversity. Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha- Ruzyně, Praha, 2004. 251 s.
8. FABEROVÁ, I.: Documentation system. In DOTLAČIL, L., ŠTOLC, J. K.: National programme on plant genetic resources conservation and utilisation in
- 51 -
the Czech Republic. Ministry of agriculture of the Czech Republic, Praha, 1998. 64 s.
9. FRANKEL, O. H., BENNETT, E.: Genetic resources- Introduction. In Genetic resources in plants – their exploration and conservation. Oxford: Blackwell Scientific Publiations, 1970. 554 s. IBP handbook.
10. CHLOUPEK, O.: Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Academia, Praha, 2000. 311 s.
11. MUEHLBAUER, J.F.: Detection of polymorphism using CAPS and Dcaps markers at SNP loci in Chickpea (Cicer Arientinum L.) Department of Crop and Soil Sciences, SNP Markers Symposium---Discovery, Development, Mapping, Utilization, Salt Lake City, 2005.
12. Národní program konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin, zvířat a mikroorganismů významných pro výživu a zemědělství. Ministerstvo zemědělství, Praha, 2007. 59 s.
13. Národní program konzervace a využívání genetických zdrojů rostlin, zvířat a mikroorganismů významných pro výživu, zemědělství a lesní hospodářství. Ministerstvo zemědělství, Praha, 2004. 30 s.
14. STEHNO, Z., ŠKALOUD, V.: Technologické postupy uchování semenných vzorků v genových bankách. 1998. In CHLOUPEK, O.: Genetická diverzita, šlechtění a semenářství. Academia, Praha, 2000. 311 s.
15. SVITÁČKOVÁ, B.: Využití genových zdrojů. In SALAŠ, P.: Modernizace výukového procesu u předmětů ovocné, okrasné školkařtví a ovocnářství. Sborník přednášek z odborného semináře. Lednice na Moravě, 2003. s. 129-132.
16. ZOHARY, D.: Center of diversity and Center of Origin. In Genetic resources in plants – their exploration and conservation. Oxford: Blackwell Scientific Publiations, 1970. 554 s. IBP handbook. - 52 -
Elektronické zdroje: 17. BAIROCH A.: Expasy BLAST Form. [online]. [cit.2007-07-17]. URL:
.
18. BAZ Databases- Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen [online]. [cit.2007-06-22]. URL:
.
19. BENNET, M.D., LEITCH, I.J: Royal botanic gardens, Kew: Plant DNA Cvalues database. [online]. [cit.2007-06-22]. URL: .
20. BUONAIUTO, M.: Bioversity International – The Treaty [online]. [cit.200704-15]. URL: .
21. DAMBORSKÝ, J.: Bioinformatika. [on-line]. [cit.2007-05-12]. URL: .
22. DOLEŽALOVÁ, I.: Genová centra. [on-line]. [cit.2007-03-20]. URL: .
23. ECP/GR- European Cooperative Programme for Plant Genetic Resources [online]. [cit.2007-06-22]. URL: .
24. European Cooperative Programme for Crop Genetic Resources: Crop Databases [online]. [cit.2007-06-22]. URL: .
25. EMBL-EBI- European Bioinformatics Institute [online]. [cit.2007-05-11]. URL: .
- 53 -
26. EUCARPIA European Association for Plant Breeding Research [on-line]. [cit.2007-04-18]. URL: .
27. European Seed Association Who we are- Introduction [on-line]. [cit.2007-0418]. URL: .
28. FABEROVÁ, I.: European Wheat Database in RICP (VURV) Prague. [online]. [cit.2007-07-17]. URL: .
29. FAO- Food and agriculture organization of the united nations Reu Site [on-line]. [cit.2007-04-18]. URL: .
30. HON, I.: EVIGEZ- Plant genetic resources documentation in the Czech Republic. [online], 2006. [cit.2007-04-27]. URL: .
31. HON, I.: EVIGEZ- Evidence genových zdrojů v ČR. [online], 2006. [cit.200707-17]. URL: .
32. Molekulární markery [online]. [cit.2007-05-06]. URL: .
33. MÜNCH, E.: GENRES – Informationssystem Genetische Ressourcen [online]. 2005. [cit.2007-06-23] URL: .
34. NCBI- National Center for Biotechnology Information [online]. [cit.2007-0511]. URL: .
35. NIG- National Institute of Genetics [online]. [cit.2007-05-11]. URL: .
36. Panzea- Frequently asked questions [on-line]. [cit.2007-06-20]. URL: . - 54 -
37. Physical Maps [on-line]. [cit.2007-05-07]. URL: .
38. Points on the Map [on-line]. [cit.2007-05-06]. URL: .
39. Rice Microarray Opening Site [online]. [cit.2007-06-10]. URL: .
40. SANDERSON at al.: Introduction on TreeBase. 1993. [on-line]. [cit.2007-0623]. URL: .
41. SALAŠ, P., LUŽNÝ, J.: Zahradnická fakulta MZLU: Historie vysokého zahradnického školství v Lednici. [on-line]. [cit.2007-07-18]. URL: .
42. SCVANCARA, R.: Marker search. [on-line]. [cit.2007-07-17]. URL: .
43. Sequences [on-line]. [cit.2007-05-10]. URL: .
44. STAVĚLÍKOVÁ, H., FABEROVÁ, I.: Klasifikátor Allium L. Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha. [online]. [cit.2007-05-11]. URL: .
45. STEIN, L.: Gramene Gene Home Page. [online]. [cit.2007-07-17]. URL: .
46. Stichting Nationale Plantencollectie, Introduction [on-line]. [cit.2007-05-29]. URL: .
- 55 -
47. TAIR Gene Search [on-line]. [cit.2007-06-08]. URL: .
48. Transposon- Wikipedia, the free encyclopedia [online]. [cit.2007-06-20]. URL: .
49. UK National Fruit Collections History [on-line]. [cit.2007-05-24]. URL: .
50. Vazebná analýza [on-line]. [cit.2007-05-06]. URL: .
51. VISCARDI, T.: Instytut Warzywnicztwa. [on-line]. [cit.2007-05-24]. URL: .
52. WU at al.: History PIR-Protein Information Resource. 2004. [on-line]. [cit.2007-05-14]. URL: .
- 56 -
9. SEZNAM PŘÍLOH Příl. 1: Seznam institucí zabývajících se genovými zdroji rostlin v České republice Příl. 2: Příklad genetické mapy diploidního hybridu růže (Rosa chinensis x Rosa wichurana) Příl. 3: Seznam databází podle jednotlivých rostlin Příl. 4: Příklady snímků databází
- 57 -
-1-