Factores predictores personales y contextuales: la óptica de un modelo

ĽUBOMÍR RÜCKSCHLOSS1_{, KATARINA MATÚŠKOVÁ}1_{, ANDREA HANKOVÁ}1_{, DANIELA} VALČUHOVÁ1_{, MARTINEK PETR} 2

1_{CVRV Piešťany VŠS Vígľaš Pstruša} 2_{Agrotest fyto, s.r.o., Kroměříž}

We evaluated three groups of winter wheat lines differing by spike morphology (a) lines with multirow spike (MRS) which is typical by multiple spikelets where more than one spikelet grows up from one individual spike rachis node, (b) lines with three pistils (TP) per floret which enable to grow up to three kernels per floret, and (c) lines with normal spike (NS) morphology as a control group. Also we evaluated fourth group of lines with NS and with different colour of grain containing the samples with purple pericarp and blue aleuron. The experiments were provided at the experimental station Víglaš Pstruša (Slovak Republic) in the period 2010-2011. It was evaluated yield, 1000 kernel weight, number of grains per squared meter and protein content. The highest yields were found in the control group with NS (1313 g), medial in the group with MRS (1089 g) and lowest in the group with TP (731 g). The highest protein content was in group with TP (14,68 %), the lowest in group with MRS (11,31%).

Key words: winter wheat, spike productivity, multirow spike, three pistils, purple pericarp, blue aleuron ÚVOD

Šľachtenie rastlín, ako cieľavedomá ľudská činnosť, má zlepšovať hospodárske využitie jednotlivých rastlinných druhov v záujme zabezpečenia výživy zdravia a ostatných narastajúcich potrieb človeka. Zložitosť a náročnosť šľachtiteľskej práce spočíva v tom, že predstavuje syntézu výsledkov početných vedných disciplín, o ktoré sa pri tvorbe novej odrody musí šľachtiteľ opierať.

Jedným zo smerov šľachtenia na Výskumno-šľachtiteľskej stanici Vígľaš - Pstruša je zvyšovanie produktivity klasu prostredníctvom geneticky zmenenej morfologickej štruktúry klasu, vyznačujúcej sa väčším počtom kláskov vyrastajúcich z jednotlivých nódov klasového vretena. ktorý je označený názvom viac radý klas (multirow spike - MRS). Ďalšou možnou cestou je využitie čínskeho materiálu s väčším počtom piestikov v kvietku (three pistils mutant – TP-mutant), kde sa môžu vytvárať až tri plodné zrná v kvietku. Tento základný materiál pochádza od Ing. Petra Martíneka, CSc. Zatiaľ je šľachtenie týmto smerom náročné, pretože pri vyššom počte zŕn v klase nastupujú v zvýšenej miere klasové choroby a tiež sa znižuje HTZ. Cesta zvyšovania úrody cez počet klasov má svoje hranice a tak ostáva iba jediná cesta - zvyšovať produktivitu klasu.

MATERIÁL A METÓDY

Vytvorili sme 4 skupiny novošľachtencov predstavované vybranými líniami z potomstiev klasov piatej generácii po krížení.

V skupine TP boli zaradené línie nesúce mutáciu podmieňujúcu výskyt troch piestikov v kvietku. Ide o mutáciu ktorú pravdepodobne prvý krát popísali Chen et al. (1983), ktorí ju našli v populácii čínskej krajovej odrody a nazvali ju TP-mutant (three pistils mutant). Vyznačuje sa tým, že v kvietkoch môže vytvárať až trojicu zŕn orientovaných von brušnou ryhou, a ktoré sú slabo zrastené v bazálnej čiasti. Za prejav TP je zodpovedná dominantná mutácia podmienená génom Tp1 ležiacom na dlhom ramene chromozómu 2D (Martinek a Peng, 2007). Do Českej republiky priniesol vzorku Martinek v r. 2004.

V skupine MRS boli zaradené línie odvodené od donoru MRS získaného z VURV Piešťany od Ing. Rychtárika CSc., pod názvom Donor 1. S týmto donorom boli krížené odrody Meritto, Akteur a Rheia.

V skupine pšeníc s odlišnou farbou zrna boli použité ako donory modrého zfarbenia RU 440 a Barevná 9 s génmi pre modrý aleurón. Modré sfarbenie zrna može byť u pšenice podmienené dvomi odlišnými génmi Ba1 a Ba2 (blue aleurone). Gen Ba1 bol lokalizovaný na dlhom ramene chromozómu 4B na translokovanom segmente prenesenom z Elytrigia pontica. Gen Ba2 je podmienený disomickou substitúciou chromozómu 4A, ktorá pochádza pravdepodobne z Triticum boeoticum (Martinek et al., 2006).

Ako donor červenej farby pericarpu boli použité jarné pšenice nesúce gény pre purpurový perikarp zrna: ANK-28A (ktorá je takmer izogénnou líniou odvodenou od Novosibirskej 67), Purple (Pp1Pp1Pp3aPp3a) a Purple Feed (Pp1Pp1Pp3bPp3b). Tieto donory boli krížené s odrodami bez purpurového zafarbenia. V krížení pšeníc so zmeneným zafarbením zŕn boli ako recipientné genotypy použité vo väčšej miere odrody: Heroldo, Akteur, Skalmeje, Turkis, Herman a Meritto.

V kontrolnej skupine s normálnym klasom (NS - normal spike) bolo hodnotených 440 línií, ktoré vznikli na základe vzájomného kríženia spolu 54 bežných komerčne využívaných odrôd.

V skupine s TP bolo hodnotených 60 línií, v skupine s MRS 82 línií, v skupine s farebným zrnom 198 línií. Boli sledované nasledujúce ukazovatele: úroda zrna, hmotnosť tisíc zŕn (HTZ), počet zŕn a obsah dusíkatých látok (NL) v zrne. Obsah NL bol vyhodnotený na NIRSe (near-infrared radiation spectroscopy), pri farebných

40

pšeniciach vyhodnotenie touto metódou nebolo možné, a preto nie je uvádzané. Parcelu predstavovalo potomstvo jedného klasu na ploche 0,25m2

VÝSLEDKY A DISKUSIA

Úroda zrna na parcelku (tab.1) bola najvyššia v skupine pšeníc s normálnym klasom, naopak najnižšia v skupine s TP, kde úroda predstavovala len 56% úrody skupiny s normálnym klasom.

Medzi skupinou MRS a farebnými pšenicami neboli v hmotnosti zrna na parcelku zistené štatisticky preukazné rozdiely.

HTZ bola najnižšia v TP skupine, v skupine MRS bola vyššia a najvyššia bola v skupine normálnych klasov. Medzi skupinami boli štatisticky preukazné rozdiely.

Počet zŕn na parcelku bol najnižší u pšeníc s TP, opäť najvyšší počet sme zaznamenali v kontrolnej skupine s NS. Medzi skupinami MRS a NS nebol štatisticky preukazný rozdiel.

Najvyšší obsah bielkovín 14,67 % bol v TP skupine, najnižší v skupine MRS 11,31 % aj keď tu boli použité ako otcovské odrody s vyšším obsahom bielkovín. Ukázalo sa, že metóda hodnotenia obsahu NL, založená na meraní spektrálnej odrazivosti zrna nie je pri pšeničnom zrne s výrazne zmeneným zafarbením použiteľná. Úroda zrna bola najvyššia pri skupine pšeníc, kde vstupovali do šľachtenia odrody vysoko úrodné a s dostatočnou odolnosťou voči nepriaznivo pôsobiacim vonkajším faktorom prostredia (odolnosť voči chorobám, zimuvzdornosť a i.). Donory nesúce zmenenú morfologickú stavbu klasu (MRS a TP) sú neprešľachtené a preto očakávame, že vytvorenie odrôd s týmito novými znakmi bude vyžadovať ešte množstvo šľachtiteľskej práce.

Je pochopiteľné, že v skupine línií s TP je väčší počet zŕn v kvietku kompenzovaný ich nižšou hmotnosťou. Neprekvapuje ani nižšia HTZ v skupine genotypov s MRS, kde sú zrná nakopené v relatívne malom priestore a nemajú zrejme rovnakú možnosť rastu ako u NS. V budúcich prácach bude zaujímavé zistiť nakoľko veľkosť zŕn ovplyvňuje morfológia klasu a aká je schopnosť rastliny uživiť vysoký počet zŕn v klase. HTZ pšeníc so zmenenou farbou zrna bola na úrovni skupiny s normálnym klasom. Zrejme je to preto, že morfológia klasu týchto skupín bola rovnaká (NS).

Najvyšší priemerný obsah NL 14,68 % bol vo skupine s TP, kde bolo tiež zistené veľké rozpätie hodnôt (12,44-17,93 %). V našom pokuse založenom za rovnakých agrotechnických podmienok predpokladáme, že obsah NL bol ovplyvnený hlavne veľkosťou zrna a úrodou. Domnievame sa, že zrná s nízkou HTZ majú relatívne väčší objem aleurónovej vrstvy a preto u nich je obsah NL obyčajne vyšší. Samozrejme, že na obsah bielkovín má vplyv celý rad faktorov (odroda, prostredie, zdravotný stav, úroveň dusíkatej výživy, a pod.). Prekvapujúci je fakt, že počet zŕn na parcelke je najnižší v TP skupine, čo bolo pre nás prekvapením. Na túto skutočnosť však mohol mať vplyv nízkej odnožovacej schopnosti východzieho donoru z Číny a jeho výrazná skorosť, ktorá sa pravdepodobne do istej miery preniesla aj do hodnotených línií, kde pri spoločnom porovnaní hodnotených skupín mohli byť tieto vlastnosti určitou nevýhodou. Je potrebné si uvedomiť, že čínsky zdroj TP- mutant je jarná pšenica a zimuvzdornosť aj po nakrížení s ozimnými formami nie je ešte na požadovanej úrovni. Skupina MRS a normálnych pšeníc bola v počte zŕn prakticky zhodná s NS a je predpoklad, že ďalším šľachtením sa tento ukazovateľ v MRS skupine môže zvýšiť.

Šľachtenie je disciplína s behom na dlhé trate. Aj prvé tritikale bolo málo úrodné a malo veľa nedostatkov. Dnes patrí medzi najúrodnejšie obilniny. Taktiež pri vytváraní nových materiálov s netradičnou štruktúrou klasu, popr. s netradičnou farbou zrna sú šľachtitelia prakticky na štarte, aj keď vo farbe zrna sú už čiastočné úspechy (modrý aleuron: novošľachtenie RU 440-6 s nádejou na registráciu v roku 2012 v Rakúsku, ozimná pšenica s purpurovým perikarpom Indigo a novošlachtenie, PS 62/10 v štátnych skúškach na Slovensku).

ZÁVER

Najvyššie úrody boli zistené v kontrolnej skupine genotypov s normálnymi klasmi. Je to pochopiteľné pretože sa jedná o skupinu, ktorá je predstavovaná bežnými odrodami, ktoré prešli intenzívnym testovaním na úrodu a možno predpokladať, že majú oveľa lepšie genetické pozadie ako súbory línií s novými znakmi. Vyšľachtenie línií s novými znakmi meniacimi stavbu klasu a usporiadanie zŕn v kvietku bude vyžadovať ďalšie zlepšenie genetického pozadia pomocou opakovaného kríženia s vysokoproduktívnymi odrodami.

Poďakovanie. Práca bola podporená projektom česko-slovenskej spolupráce KONTAKT-Mobilita

41

Tabuľka 1: Charakteristika šľachtiteľského materiálu

Skupina Po_čet hodnotených genotypov Ukazovateľ Výnos

(t.ha-1_{) HTZ (g)} Po_{na 1m}čet zŕn 2 Obsah NL _(%) 1. TP - s tromi pestikmi v kvietku 60 7,31 c 35,6 d 20 620 b 14,7 a

2. MRS 82 10,89 b 42,4 b 26 160 a 11,3 c

3. Farebné zrná 198 10 64 b 48,9 c 22 060 b -

4. NS (kontrolné odrody) 440 13,13 a 50,5 a 26 232 a 12,5 b

pozn.: preukaznosť pri p=0,05% (Tukey)

LITERATÚRA

CHEN, J-S., ZHANG, L-H., WU, B-L. 1983. A preliminary report on the discovery and breeding of the “trigrain wheat”. Acta Agronomica Sinica, 9, 69-72.

MARTINEK, P., ULLMANNOVÁ, K., MIKULCOVÁ, J. 2006. Vlastnosti pšenice (Triticum aestivum L.) s mnohořadým klasem. Nové poznatky z geneiky a šľachtenia poľnohospodárskych rastlín. Zborník z 13. vedeckej konferencie, Piešťany, 188-189.

MARTINEK, P., COUFALOVÁ, O., KUREČKA, R., NOVÁKOVÁ, E., MIKULCOVÁ, J. 2006. Netradiční barva obilek pšenice (Triticum aestivum, L.), její genetická podmíněnost a možnost využití v potravinářství.

Nové poznatky z genetiky a šľachtenia poľnohospodárskych rastlín. Zborník z 13. vedeckej konferencie,

Piešťany, 95-98.

MARTINEK, P., PENG, Z-S. 2007. Pšenice (Triticum aestivum L.) se třemi pestíky v kvítku. Nové poznatky

z genetiky a šľachtenia poľnohospodárskych rastlín. Zborník z 14. vedeckej konferencie, Piešťany, 154-157.

Adresa autorov:

Ing. Rückschloss Ľubomír CVRV Piešťany VŠS Vígľaš Pstruša , [email protected] Ing. Hanková Andrea PhD. CVRV Piešťany VŠS Vígľaš Pstruša , [email protected] Ing. Matúšková Katarína CVRV Piešťany VŠS Vígľaš Pstruša, [email protected] Ing. Valčuhová Daniela CVRV Piešťany VŠS Vígľaš Pstruša, [email protected] Ing. Martínek Petr CSc. Agrotest fyto, s.r.o. Kroměříž, [email protected]

42

NICKEL TOXICITY IN AEGILOPS CYLINDRICA AND AEGILOPS GENICULATA,