Praha, Česká republika – 11. února 2015 – Vědci z katedry genetiky a fyziologie lesních dřevin Fakulty lesnické a dřevařské ČZU v Praze představili nový a efektivní způsob výsadby semenných sadů lesních dřevin. Nové prostorové schéma (označené jako „MI design") podporuje náhodné křížení, omezuje samoopylení a ve všech sledovaných parametrech překonává alternativní metody k prostorovému uspořádání sadů. Celý metodický postup, včetně srovnání s alternativními schématy, byl publikován ve vědeckém časopise Tree Genetics & Genomes.
Aktuálně jsou MI schématem zakládány nové semenné sady v součinnosti s podnikem Vojenské lesy a statky s. p. ČR v několika regionech České republiky (obr. v příloze). Tento postup využily také Lesy ČR s. p. u dvou semenných sadů tzv. druhé generace. V zahraničí nachází MI schéma ohlasy a uplatnění např. v Kanadě, USA, Norsku, Rakousku a v dalších zemích.
Semenné sady lesních dřevin se zakládají za účelem zajištění dostatečného množství geneticky kvalitního osiva určeného k obnově lesa. Jednotlivé stromy v sadu (roubovanci) jsou vegetativní kopie rodičovských stromů s požadovanými vlastnostmi pro lesní hospodářství. V minulosti bylo prostorové rozmístění roubovanců v semenných sadech řešeno jednoduše náhodným přístupem. Později byly vyvinuty a implementovány do lesnické praxe různé modifikace uspořádání na bázi lokálních permutačních algoritmů.
„Navržený postup kombinuje výhody globálního optimalizačního algoritmu a umožňuje zahrnutí celé řady omezujících podmínek pro řešení rozsáhlých provozních úloh v různých částech světa," vysvětluje prof. Ing. Milan Lstibůrek, Ph.D., vedoucí řešitelského týmu.
Publikace Lstibůrek M., Stejskal J., Misevicius A., Korecký J., El-Kassaby Y.A. (2015). Expansion of the Minimum-Inbreeding seed orchard design to operational scale.
Kontakt pro novináře:
prof. Ing. Milan Lstibůrek, Ph.D., +420 22438 2878, Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Mgr. Josef Beránek, tiskový mluvčí ČZU, +420 774 557 699; Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.; www.czu.cz
Šlechtitelské strategie pro praxi
Rozhovor s čerstvě jmenovaným profesorem České zemědělské univerzity v Praze prof. Ing. Milanem Lstibůrkem, MSc., Ph.D., který ve své vědecké práci kombinuje genetiku, aplikovanou matematiku a statistiku s programováním.
- Studoval jste magisterské studium na ČZU a na SLU ve Švédsku, následně jste absolvoval doktorské studium v USA a postdoktorský pobyt v Kanadě. Co Vás k tomu vedlo?
Od začátku jednoznačně zájem o lesnickou genetiku, na ČZU v rámci lesního inženýrství mě zaujal právě tento předmět, který zde vyučoval profesor Kobliha. Na SLU do Švédska jsem proto odjel již s konkrétním záměrem - studovat u profesora Lindgrena. Jako matematik řešil každý problém v hluboce abstraktní rovině a zasvětil mě do základů genetiky kvantitativních znaků.
Brzy po mém návratu do České republiky jsem se přihlásil do výběrového řízení na pozici odborného asistenta a doktoranda na North Carolina State University (NCSU) v USA. Čtyři roky na této instituci byly pro můj další profesní rozvoj zcela zásadní. Pod vedením prof. Mullina jsem převáděl složité hypotézy do počítačových algoritmů. Prošel jsem náročnými kurzy v genetice, aplikované statistice a programování a zjistil na vlastní kůži, co obnáší doktorské studium v USA. Třetím učitelem a kolegou mi byl prof. El-Kassaby na University of British Columbia v Kanadě. Ten mě naučil transformovat složitější myšlenku do aplikační roviny a vnímat každý problém v širších souvislostech.
S manželkou jsme se rozhodli vrátit do České republiky a ČZU byla samozřejmě první volbou. Do zahraničí na zkušenou postupně odjížděli další absolventi. Nutno podotknout, že jsme se právě díky těmto zkušenostem stali jedinečným akademickým pracovištěm. V relativně malém týmu komplexně rozvíjíme široký obor genetiku a šlechtění lesních dřevin.
- Jste zastáncem toho, aby studenti strávili alespoň rok během studia na jiné vysoké škole v zahraničí?
Dobře koncipované studium v zahraničí je jednoznačným přínosem. Mladý člověk získá určitý nadhled, osvojí si jazykové dovednosti, pozná jinou kulturu. Dalším významným faktorem je navýšení kvalifikace o jedinečné znalosti a dovednosti. Nepochybně to též přispívá k rozvoji jednotlivých oborů a navyšování konkurenceschopnosti. Na začátku každého semestru se snažím krátce apelovat na studenty, aby těchto příležitostí naplno využívali. Zatímco v pregraduálním studiu můžeme takový pobyt vřele doporučit, u doktorandů by měla být stáž na kvalitním zahraničním pracovišti již úplnou samozřejmostí.
- Dlouhodobě se věnujete šlechtění lesních dřevin, co je vašim hlavním tématem?
Hlavním tématem jsou nové šlechtitelské strategie pro lesní dřeviny, které mohou přinášet srovnatelný efekt, tj. selekční odezvu, ale významně levněji a rychleji, a zároveň je cílem zjednodušit celý proces pro vlastníky lesů. Ve své vědecké práci kombinuji genetiku, aplikovanou matematiku a statistiku s programováním. Také se podílím na řešení mnohých aplikačních projektů, které z této metodické práce vycházejí. Věnuji se též dalším tématům: semenným sadům lesních dřevin, či aktuálně odhadu dědivosti v obecné populaci na bázi metod rekonstrukce rodokmenu.
- V lesním hospodářství se plánovalo na staletí dopředu, mění Vaše práce toto pravidlo? Ve srovnání se šlechtěním obilovin, musíte u lesních dřevin čekat mnohem déle na výsledky, jak se s tím vypořádáváte?
Výsledky naší práce budou využívat až další generace, to je základní axiom celého lesnického oboru. Naše strategie zkracují o několik let šlechtitelský cyklus, což přináší značný ekonomický efekt, nicméně stále musí proběhnout časově náročné testování. Jisté řešení, alespoň teoreticky, nabízí tzv. genomická selekce, ovšem její širší aplikaci v lesnictví z mnoha důvodů nepředpokládám. Samozřejmě v naší práci zohledňujeme kvalitativní a kvantitativní aspekty produkce, ovšem nevytváříme homozygotní linie s cílem maximalizovat krátkodobý genetický zisk. Primárním výstupem našeho snažení je především vědecky podložené racionální hospodaření s genovými zdroji, konkretizace jednotlivých populací a jejich pečlivý monitoring na mnoha úrovních.
Populace lesních dřevin jsou většinově ovlivněné člověkem, vyznačují se značně pozměněnou druhovou, prostorovou a genetickou strukturou. Podléhají interakci evolučních procesů, tj. lesy v naší kulturní krajině jsou dynamickým biologickým systémem poznamenaným svou evoluční historií. Vyžadují aktivní spoluúčast člověka pro zabezpečení plnění významných produkčních a mimo-produkční funkcí.
- Spolupracujete se zahraničními univerzitami ale také Matematicko-fyzikální fakultou UK. Bylo náročné dát dohromady tak široký tým?
V případě metodických studií preferuji malé týmy, kde jsou ujasněné role a skutečně signifikantní příspěvky jednotlivých autorů. Před dvěma roky jsem sestavil tříčlenný tým mezi FLD ČZU, MFF UK a NCSU v USA. Během tohoto období jsme vytvořili simulační model a právě představujeme novou koncepci šlechtění lesních dřevin. Zde navrhujeme přesun testování do klasických provozních výsadeb.
Profesor Hodge z NCSU, který je ředitelem kooperativy CAMCORE a na řešení projektu spolupracuje, připravuje aplikaci výsledků ve šlechtitelských a konzervačních programech v 11 zemích v Americe a Africe. V Norsku spolupracuji na evaluaci a začlenění námi navržených postupů do šlechtitelského programu smrku ztepilého. V Rakousku spolupracujeme s týmem prof. Geburka na implementaci podobných strategií u modřínu opadavého. Zde v České republice zavádíme alternativní strategie u VLS ČR s.p. a LČR s.p.
- V roce 2014 v Praze organizovala FLD ČZU a IUFRO konferenci, která přilákala 170 účastníků z 35 států světa. Máte nějaké další plány?
V roce 2014 jsme si s týmem z naší katedry otestovali přípravu větší konference, která byla původně zamýšlena pro menší počet účastníků. Byl jsem mile překvapen tak velkým zájmem z celého světa. Na rok 2016 jsme již obdrželi pozvánky spolupořádat dvě významné konference v zahraničí: ve Francii a na Novém Zélandu. Na rok 2018 jsem vyjednal s čelními představiteli IUFRO organizaci významné konference v Praze za účasti všech 27 pracovních skupin v rámci IUFRO divize 2 (Genetika a fyziologie lesních dřevin). Akce je již naplánována v kalendáři IUFRO a během jarních měsíců zahájíme přípravné práce.
Prof. Ing. Milan Lstibůrek, MSc., Ph.D. (* 1977) po ukončení magisterského studia v oboru Lesní inženýrství na Lesnické fakultě ČZU v Praze a souběžně též oboru „Forest Biology" na SLU ve Švédsku pokračoval v doktorském studiu na North Carolina State University v Raleighu, které dokončil v roce 2005. V roce 2008 se habilitoval v oboru dendrologie a šlechtění lesních dřevin na FLD ČZU. Od roku 2012 působí jako Adjunct Associate Professor na North Carolina State University v Raleighu, USA. Od roku 2005 koordinuje pracovní skupinu IUFRO „Breeding Theory and Progeny Testing". Je držitelem ceny prof. Gene Namkoonga.
