Přestože brambory celosvětově představují třetí nejvýznamnější potravinářskou plodinu, jejich pěstování je nepříznivě ovlivněno celou řadou faktorů. K nejvýznamnějším z nich patří náchylnost plodiny k mnoha chorobám, nízká odolnost ke škůdcům a dalším nepříznivým faktorům prostředí. Běžné pěstování brambor se proto prakticky neobejde bez četných nežádoucích chemických ošetření. Na druhé straně má tato plodina oproti jiným řadu předností, jako je vyšší produkce uhlohydrátů, proteinů, minerálů a vitamínů na hektar než jiné významné plodiny, např. pšenice, rýže a kukuřice. To činí brambor velmi perspektivní zejména v oblastech, kde je některých z těchto složek značný nedostatek, např. v zemích třetího světa. Potenciální výhodou brambor je také existence velkého množství planých příbuzných druhů – nositelů důležitých genů, jako genů odolností k nejrůznějším chorobám plísňového, virového, či bakteriálního původu, stresům prostředí apod. Jejich přenos křížením je však velmi komplikovaný, a proto i časově náročný. Vyšlechtění rezistentní odrůdy brambor konvenčními metodami je otázkou 15-20 let. Navíc patogen obvykle tuto odolnost rychle překonává.

Rychlé a účinné řešení nabízí v posledních deseti letech i u bramboru nové metody šlechtění (New Breeding Techniques, NBT) založené na cílených úpravách (editaci) genomu prostřednictvím molekulárních technik, především TALEN a CRISPR/Cas. Právě pomocí techniky CRISPR/Cas9 se nedávno podařilo švédským výzkumníkům editací jednoho genu pro náchylnost bramboru (DMR6) získat a ve čtyřletých polních pokusech ověřit mutantní linie (klony) bramboru Stdmr6-1, které současně vykazovaly zvýšenou odolnost k závažným chorobám: plísni bramborové, alternáriové skvrnitosti listů a strupovitosti hlíz brambor. Vedle toho byly tyto linie průkazně odolnější i ke dvěma abiotickým stresům, suchu a zasolení půdy. 

Hlavním směrem rezistenčního šlechtění u brambor je získání rostlin odolných vůči plísni bramborové (fytoftoře, Phytophthora infestants), kterou je jinak nutné potlačit opakovanou aplikací fungicidů, což se neslučuje se zásadami udržitelné praxe. Geny pro odolnost (R-geny) se však vyskytují jen vzácně a patogen je svou evolucí brzy překonává. Účinnější je proto jejich kombinace. Pro šlechtění proti další závažné houbové chorobě – alternáriové skvrnitosti, vyvolané Alternaria solani, nejsou v rámci dostupných zdrojů k dispozici žádné R-geny nebo maximálně jeden gen. Vzhledem k tomu, že choroba nepříznivě ovlivňuje výnos hlíz, je opět zapotřebí ošetřování porostů fungicidy. Strupovitost hlíz vyvolává aktinomyceta Streptomyces scabies. Onemocnění obvykle neovlivňuje výnos, ale zejména prodejnost brambor. Ochrana proti strupovitosti hlíz je však problematická, neboť u nás pro ni neexistují chemické ani biologické přípravky. 

Perspektivní alternativou šlechtění bramboru by mohlo být využití genů pro náchylnost (S-genů), jejichž přítomnost využívají patogenní organismy ke svému přežití a šíření v rámci hostitele či k potlačení jeho odolnosti. Ukazuje se totiž, že vyřazením funkce těchto genů je možné zvýšit odolnost organismů. U brambor byla v nedávné době úspěšně ověřována na více pracovištích (např. v Číně, Jižní Korei, Nizozemsku, Švédsku) možnost vyřazení (knock-outu) vybraných S-genů ke snížení náchylnosti brambor k fytoftoře P. infestans. Knock-out některých S-genů, zejména těch, které ve funkčním stavu potlačují hlavní obranné reakce rostlin, by také mohl vést k širokospektrální rezistenci. Jedním z takových je např. DMR gen, který kóduje 5-hydroxylasu kyseliny salicylové (SA), známého fytohormonu, jenž se podílí na obecných obranných reakcích rostlin. Delece (vyjmutí) jedné z jeho variant, konkrétně DMR6, zvyšovala odolnost rostlin např. k některým patogenům bakteriálního a houbového původu u různých plodin. 

U bramboru genový knock-out uskutečněný technikou CRISPR/Cas9 u jeho podtypu StDMR6-1, na rozdíl od StDMR6-2, vedl u rostlin pěstovaných za řízených pěstebních podmínek ke zvýšené odolnosti k závažnému patogenu P. infestans. Toto předchozí zjištění výzkumníků ze Švédské univerzity zemědělských věd v Lommě, společně se znalostí o širokospektrálním účinku SA na obranné reakce rostlin podnítilo badatele k myšlence ověřit i v polních podmínkách hypotézu, že vyřazení genu Stdmr6-1 by mohlo napomáhat ke zdatnosti rostlin bramboru vystavených infekčnímu tlaku různých patogenů, jakož i abiotickým stresům prostředí.

Výzkumníci vedeni snahou o získání co možná nejprůkaznějších výsledků, proto navrhli schéma čtyřletých polních pokusů, ve kterých byly každoročně vyhodnoceny reakce mutantních linií Stdmr6-1 rostlin na infekci P. infestans, dále napadení nekrotrofní houbou A. solani, zasolení půdy a simulaci podmínek sucha. Mimo to byly hodnoceny výnosové parametry a kvalita hlíz. Jako kontrola byla v pokusech použita výchozí (nemutovaná odrůda) King Edward (KE). 

Závěrečné vyhodnocení výsledků polních pokusů poskytlo velmi zajímavé a cenné výsledky. Zjistilo se mimo jiné, že i v polních podmínkách se projevuje zvýšená rezistence mutatních rostlin bramboru vůči fytoftoře a to poněkud překvapivě bez nepříznivého dopadu na výši výnosu hlíz. Výzkumníci také zaznamenali zvýšenou rezistenci linií Stdmr6-1 vůči houbě A. solani a snížení symptomů bakteriální choroby strupovitosti hlíz. Na základě výsledků polních testů rezistence je však patrné, že využití samotného vyřazení genu Stdmr6-1 zcela nevyřeší problém fytoftory a bude třeba využít i další techniky integrované ochrany rostlin, např. knock-out dalších cílů nebo souběžné využití R-genů. V každém případě však získané výsledky poukazují na perspektivnost využití mutantů Stdmr6-1 pro budoucí udržitelné pěstování brambor, a to bez jakýchkoliv nepříznivých dopadů na výnos a kvalitu hlíz.

Aktualizace ke dni: 26.6.2025