Zkoumat mikroskopické i makroskopické houby v přírodě není snadné. Vědci k tomu v současnosti masivně využívají analýzu environmentální DNA (tzv. metabarcoding), díky které mohou plošně zjišťovat, jaké druhy hub ekosystémy obývají. Mezinárodní tým vedený odborníky z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR nyní zjistil, že běžně používané metody mají zásadní trhliny a nedokážou samy o sobě zachytit celou houbovou rozmanitost. Vědci však přišli s novým řešením: navrhli postup, který kombinuje více úseků DNA najednou. Tento synergický přístup dokáže odhalit více než 92 % všech přítomných druhů hub a poskytuje věrnější obrázek o skutečném biologickém složení.
Zavedené metody mají své limity
Při výzkumu společenstev hub se často ptáme na počet a spektrum přítomných druhů. Tradičně se to zjišťuje sběrem a určováním plodnic, či kultivací. Tento přístup je značně nepřesný, protože řada hub plodnice netvoří nebo se v laboratoři nedá pěstovat. Moderní postupy tedy závisí na studiu hub přímo z celkové přítomné DNA. Z té se pak nejčastěji sekvenuje jeden úsek zvaný ITS rDNA (vnitřní přepisovaný mezerník). „Ačkoliv je tento genetický úsek považován za jakýsi univerzální identifikační čárový kód pro houby, naše rozsáhlá studie ukázala, že spoléhat pouze na něj, může vést ke značně zkresleným výsledkům.“ Některé druhy hub tento standardní ukazatel totiž vůbec nezachytí a celá metoda podává zkreslený obrázek o tom, jak jsou jednotlivé populace početné,“ vysvětluje Vasilii Shapkin, první autor studie z Mikrobiologického ústavu AV ČR.
Obří umělá komunita ukázala odhalenou pravdu
Aby vědci zjistili, jak přesné stávající metody skutečně jsou, vytvořili v laboratoři unikátní umělou komunitu (mock community). Dohromady smíchali přesně definovanou směs DNA ze 413 druhů hub, reprezentující houbovou rozmanitost, od běžných kloboukatých hub z lesa až po nenápadné mikroskopické plísně a kvasinky.
Na této směsi pak otestovali sedm různých úseků DNA (tzv. markerů). Ukázalo se, že nejlepší zavedený standard v současnosti, marker ITS2, dokázal najít pouze 75,3 % druhů. Dalším nalezeným limitem byla přesnost zachycení četnosti jednotlivých druhů. Některé markery výrazně nadhodnocují počty určitých druhů hub na úkor ostatních druhů.
Spolupráce metod přináší nejlepší výsledky
Tým nepředložil pouze chmurná upozornění na limity moderní ekologie, ale přišel i s doporučením, jak přesnost výzkumu zvýšit pro celé obory. „Zjistili jsme, že odpovědí je nespoléhat se na jedinou metodu, ale efektivně je zkombinovat. Jakmile jsme spojili rovnou tři značky tvořené klasickými markery ITS1 a ITS2, a navíc přidali gen kódující elongační faktor, tak úspěšnost rychlého odhalení přítomných druhů skokově vzrostla na 92,2 procenta,“ říká Miroslav Kolařík, korespondenční autor z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR.
Kombinace vícero genetických markerů navíc ohromně zpřesnila i odhady relativního zastoupení. Metody totiž v průměru kompenzují své individuální nedokonalosti – to, co jedna nedokáže zaznamenat, zachytí úspěšně metoda druhá. Zjištění této studie budou tak do budoucna sloužit jako záchytný bod pro to, jak moderně přistupovat ke zkoumání rozmanitosti hub v lesnických, ekologických, ale případně i zemědělských biotechnologiích.
Práce vyšla v prestižním mezinárodním časopise Molecular Ecology Resources.
Publikace:
Shapkin V., Zelenka T., Větrovský T., Kostovčík M., Eichlerová I., Kohout P., Žifčáková L., Borovička J., Tomšovský M., Adamčík S., Baldrian P., Kolařík M. (2026) Limitations of Common Molecular Markers in Fungal Biodiversity Analysis and the Benefits of Their Synergistic Use. Molecular Ecology Resources 26:e70123. https://doi.org/10.1111/1755-0998.70123
Kontakt:
Miroslav Kolařík
mkolarik@biomed.cas.cz | 00420 777 880 129