Útvar v rámci komplexního programu řeší šlechtění lesních dřevin, záchranu genetických zdrojů lesních dřevin, zpracovává šlechtitelské programy pro jednotlivé dřeviny s ohledem na zachování genetické variability, studuje geneticky podmíněnou proměnlivost lesních dřevin ve vztahu ke geografické variabilitě, adaptačním schopnostem na stanoviště a civilizační zátěži. Vedoucí útvaru je Ing. Pavlína Máchová, Ph.D. (zástupce Ing. Helena Cvrčková, Ph.D.).
Zaměření, řešené úkoly, spolupráce
Koncepce útvaru biologie a šlechtění lesních dřevin se řídí Koncepcí státní lesnické politiky do roku 2035, resp. jejím aplikačním dokumentem, které navazují na mezinárodní úmluvy vyplývající z usnesení světových ekologických a lesnických konferencí (10. světový lesnický kongres Paříž 1991, Konference o životním prostředí a rozvoji Rio de Janeiro 1992, ministerské konference Forest Europe /dříve MCPFE/ Štrasburk 1990, Helsinky 1993, Lisabon 1998, Vídeň 2003, Varšava 2007, Oslo 2011, Madrid 2015, Bratislava 2021). Tyto úmluvy, jejichž plnění bylo doporučeno vládám jednotlivých států, zahrnují programy spolupráce na mezinárodní úrovni, zejména ve šlechtitelském výzkumu a při řešení komplexní problematiky zachování genofondu lesních dřevin, významné z hlediska obnovy a stabilizace původní druhové biodiverzity v biocenologických regionech, zvláště v oblastech poškozených industrializací nebo nadměrnou exploatací (např. program EUFORGEN aj.).
Prioritní výzkumné činnosti útvaru probíhají v rámci komplexního programu šlechtění lesních dřevin, kde se studuje geneticky podmíněná variabilita lesních dřevin ve vztahu ke geografické proměnlivosti, adaptačním schopnostem na stanoviště a civilizační zátěž. Při sledování geneticky podmíněné variability jsou vedle klasických metod (provenienční pokusy, hybridizační projekty, ověřování potomstev uznaných zdrojů reprodukčního materiálu) využívány moderní metody molekulární biologie (isoenzymové analýzy a analýzy DNA), které umožňují získat spolehlivější informace o genomu lesních dřevin v různém stadiu jejich vývoje. Šlechtitelské programy vypracované pro jednotlivé dřeviny se soustřeďují nejen na řešení úkolů zaměřených na zvyšování kvality, produkce a rezistence dřevin, ale i na nutnost zachování genetické variability populací (např. využití při zakládání semenných sadů a klonových archivů). Pro šlechtitelské účely je využíváno i více než 300 dlouhodobých výzkumných ploch založených za posledních cca 40 let jak v rámci národních, tak i mezinárodních výzkumných projektů. Podrobně jsou studovány šlechtitelské postupy využitelné pro záchranu biodiverzity a jsou hledány nové biotechnologické metody pro reprodukci lesních dřevin. Výzkum genových manipulací je zaměřen na využití transgenních lesních dřevin v lesním šlechtitelství. Tento komplexní šlechtitelský program zahrnuje i dílčí programy řešící optimalizaci využití generativní i vegetativní reprodukce genetických zdrojů listnatých a jehličnatých dřevin. Do koncepce útvaru jsou dále zahrnuty aktivity související s ochranou biodiverzity lesů.
Problematika zahrnutá v trvalých činnostech a dlouhodobých strategických úkolech útvaru bezprostředně souvisí s návaznými obory pěstování a výchova lesních porostů, ochrana lesa a hospodářská úprava lesa.
Poradenství a expertní činnost jsou zaměřeny zejména na biotechnologické postupy, ověřování zdrojů reprodukčního materiálu pomocí molekulárních markerů a na problematiku aplikovaného šlechtění lesních dřevin.
Na základě zákona č. 149/2003 Sb., o obchodu s reprodukčním materiálem lesních dřevin, v platném znění, útvar v roce 2014 zřídil a od roku 2015 provozuje Národní banku explantátů lesních dřevin, která je součástí Národní banky osiva a explantátů lesních dřevin.
Zásadní výsledky výzkumu využívané v lesnické praxi
- Zavedení fenotypové klasifikace stromů a lesních porostů pro semenářsko šlechtitelské účely – aktuální verze.
- Zásady rajonizace reprodukčního materiálu vybraných lesních dřevin (např. 2016 – aktualizace pravidel přenosu reprodukčního materiálu douglasky tisolisté a jedle obrovské – viz vyhlášku č. 456/2021 Sb.).
- Zpracování koncepce opatření k záchraně a reprodukci genetických zdrojů lesních dřevin.
- Návrh koncepce genových základen (stav k roku 2008, zařazování sporných porostů).
- Zpracování koncepčních zásad úpravy druhové skladby lesních porostů v ČR (1994) a zásad pro zajišťování hodnotného reprodukčního materiálu lesních dřevin (1996).
- Dlouhodobé šlechtitelské programy pro jehličnaté a listnaté dřeviny.
- Uchovávání cenných populací lesních dřevin formou archivu explantátů.
- Ověřování zdrojů reprodukčního materiálu.
- Optimalizace postupů mikropropagace in vitro u dřevin a vzácných či ohrožených rostlin (třešeň ptačí, jeřáb břek, jeřáb oskeruše, jeřáb spp., jabloň lesní, hrušeň polnička, jilm spp., topol šedý, smrk ztepilý, hořec jarní, lýkovec vonný, bříza trpasličí).
- Genetický screening populací lesních dřevin (smrk ztepilý, borovice lesní, jedle bělokorá, buk lesní, dub letní, dub zimní, jilmy, bříza bělokorá – část 1, část 2).
- Postupy analýz DNA pomocí SSR markerů u smrku ztepilého, borovice lesní, jedle bělokoré, buku lesního, třešně ptačí, lípy srdčité, dubů, modřínu opadavého, břízy bělokoré a topolu černého.
- Metodika ověřování deklarovaného původu klonů v semenných sadech na principu analýz DNA.
- Příručky pro zjednodušené určování dřevin rodů dub (Quercus), bříza (Betula), olše (Alnus), topol (Populus), jilm (Ulmus), lípa (Tilia) a jeřáb (Sorbus).
- Metodika pro uchovávání kultur v ultra-nízkých teplotách u topolu šedého.
- Metodiky využití analýz DNA pro systém kontroly původu reprodukčního materiálu u smrku ztepilého, borovice lesní a buku lesního.
- Doporučení pro využívání introdukovaných dřevin v ČR (např. douglaska tisolistá, borovice pokroucená, katalog taxonů pro oblasti s nižší dostupností vláhy).
