Numer zadania 4.3. pt Oszacowanie możliwości koegzystencji upraw różnych typów odmian rzepaku ozimego w warunkach agroklimatycznych Polski

Transkrypt

1 ROZLICZENIE KOŃCOWE z wykonania zadań i wykorzystania dotacji na zadania określone w rozdziale IV programu wieloletniego Tworzenie naukowych podstaw postępu biologicznego i ochrona roślinnych zasobów genowych źródłem innowacji i wsparcia zrównoważonego rolnictwa oraz bezpieczeństwa żywnościowego kraju w okresie od 01 stycznia 2016 r. do 31 grudnia 2016 r., określone w umowie nr HORzg 8421 /1/ 2016 Numer zadania 4.3. pt Oszacowanie możliwości koegzystencji upraw różnych typów odmian rzepaku ozimego w warunkach agroklimatycznych Polski w planach IHAR-PIB Kierownik zadania: prof. dr hab. Iwona Bartkowiak-Broda Wykonawcy: dr Alina Liersch dr Wiesława Popławska dr Marcin Matuszczak dr hab. Franciszek Wielebski dr hab. Marek Wójtowicz dr Krzysztof Michalski 1

2 CELE ZADANIA przeprowadzenie serii doświadczeń polowych z różnymi typami odmian rzepaku ozimego (populacyjne, mieszańcowe, zróżnicowane pod względem pod względem cech jakościowych, zwłaszcza kwasów tłuszczowych); w doświadczeniach tych będzie badany przepływ genów poprzez pyłek z wykorzystaniem pasywnych i aktywnych pułapek pyłku oraz linii męskosterylnych rzepaku dla oceny stopnia przepylenia; 2. ocena obecności samosiewów po zbiorach każdej serii doświadczeń, ich izolacja i zbiór nasion, analizy biochemiczne i molekularne zebranych nasion; 3. badanie wybranych odmian i linii rzepaku pod względem zdolności do pierwotnego i wtórnego stanu spoczynku i czasu trwania wtórnego stanu spoczynku; 4. selekcja odmian charakteryzujących się niską zdolnością nasion do przechodzenia we wtórny stan spoczynku, jako najmniej zagrażających zanieczyszczeniem plonów następnej uprawy rzepaku przez samosiewy i ich charakterystyka molekularna; 5. rozpoczęcie dwuletniego cyklu doświadczeń agrotechnicznych mających na celu opracowanie optymalnej technologii uprawy rzepaku dla warunków koegzystencji. Zadanie 4.3 zostało wykonane w 100% w stosunku do planowanych na okres realizacji w 2016 roku 2

3 1.) Założono 2 doświadczenia polowe (Łagiewniki, Wiatrowo) z : odmianą populacyjną rzepaku ozimego- Polka o wysokiej zawartości kwasu oleinowego (mutant, dla którego opracowano marker genetyczny typu CAPS) linią męskosterylną CMS ogura rzepaku ozimego podwójnie ulepszonego (MS 65, MS 453), Ryc. 1. Analiza sześciu różnych linii rzepaku. Próba kontrolna z allelem dzikim genu BnaA.FAD2 (homozygota) (1 wynik po PCR; 2 wynik po trawieniu enzymem FspBI); próba kontrolna z allelem HOR3 genu BnaA.FAD2 (homozygota) (3 wynik po PCR; 4 wynik po trawieniu enzymem FspBI); próba kontrolna z allelem HOR4 genu BnaA.FAD2 (homozygota) (5 wynik po PCR; 6 wynik po trawieniu enzymem FspBI); linia MS (7 wynik po PCR; 8 wynik po trawieniu enzymem FspBI); linia MS (9 wynik po PCR; 10 wynik po trawieniu enzymem FspBI); odmiana Polka (11 wynik po PCR; 12 wynik po trawieniu enzymem FspBI). 732 pz 488 pz 410 pz 322 pz 244 pz Analiza markerem CAPS materiału siewnego potwierdziła występowanie zmutowanych homozygotycznych alleli fad2hor4 w genotypie odmiany Polka Analiza za pomocą markera typu CAPS dla wykrywania mutacji HOR3 i HOR4 w genie BnaA.FAD2 rzepaku. 3

4 Schemat doświadczenia polowego Odmiana Polka zawiera około 78% kwasu oleinowego w oleju nasion (źródło pyłku). rozmieszczenie pułapek pasywnych pyłku na plantacji rzepaku co 10 m Okres obserwacji 36 dni (od 24 kwietnia 30 maja) 4

5 Wyniki badania stężenia pyłków rzepaku w powietrzu z wykorzystaniem pułapek pasywnych na plantacji w Wiatrowie i Łagiewnikach Wartości średnie z czterech serii badań. Preparaty mikroskopowe z ziarnami pyłku, zarodnikami i innymi obiektami pow. 250x 5

6 Ocena odległości i natężenia przepływu pyłku rzepaku ozimego z wykorzystaniem aktywnych pułapek Burkarda Data obserwacji Odległość aktywnej pułapki typu Burkarda od plantacji rzepaku: 5 m 40 m na preparacie mikroskopowym Liczba ziaren pyłku obserwowana w 1m 3 na preparacie powietrza mikroskopowy m w 1m 3 powietrza , , , , , , , , , , , , , , ,2 9 0, ,62 6 0, ,34 8 0, ,27 8 0, ,2 10 0, , , ,83 Średnia 61,71 4,28 37,29 2,59 6

7 3.) Podjęto badania dotyczące wpływu struktury gleby i cech nasion rzepaku ozimego na przetrwanie nasion w glebie ( testy polowe). 4.) Przeprowadzono testy laboratoryjne pozwalające na selekcję odmian charakteryzujących się niską zdolnością nasion do przechodzenia we wtórny stan spoczynku, jako najmniej zagrażających zanieczyszczeniom plonów następnej uprawy rzepaku przez samosiewy. Materiał do badań: 10 genotypów rzepaku w pierwszej serii badań ( 2015/ 2016) 6 odmian rzepaku ozimego (Monolit, Brendy, Starter, Mendel, Sherlock, Polka), 2 linie rzepaku o żółtej barwie okrywy nasiennej (PN 1018/1, PN 1417/10), linia rzepaku resyntetycznego RS1, linia rzepaku DH mutanta niskolinolenowego. 20 nowych genotypów rzepaku w drugiej serii badań (2016 / 2017) 11 odmian populacyjnych (Batory, Bazyl, Bogart, Bor, Jantar, Kana, Marcelo, Metys, ES Valegro, Chrobry, Bazalt) 7 odmian mieszańcowych ( SY Alister, Archimedes, Atora, DK Expiro, Mentor, DK Platinium, Thure) linia rzepaku wysokooleinowego HO (30/5/16) linia rzepaku o wysokiej zawarości kwasu oleinowego i obniżonej zawartości kwasu linolenowego HOLL (34/5/16). 7

8 3.) Wstępna selekcja genotypów rzepaku ozimego charakteryzujących się niską zdolnością nasion do przechodzenia we wtórny stan spoczynku wyniki testów glebowych Czynnik Nasiona które weszły we wtórny stan spoczynku Liczba nasion [szt] Nasiona kiełkujące [%] Liczba nasion [szt] Typ gleby G1 (1,45) * 97,4 b 19,5 80,4 b 82,5 G2 (1,40) * 113,7 b 22,7 95,7 b 84,2 G3 (1,35) * 273,8 a 54,8 235,9 a 86,2 NIR 0,05 101,2 20,2 114,6 Genotyp Monolit 190,4 bc 38,1 182,9 abcd 96,1 Brendy 319,4 a 63,9 263,9 a 82,6 Starter 239,3 ab 47,9 226,0 ab 94,4 Mendel 152,1 bcd 30,4 142,1 bcde 93,4 Scherlock 233,6 ab 46,7 224,4 abc 96,1 RS1 210,6 bc 42,1 104,0 de 49,4 Polka 187,1 bc 37,4 150,1 bcde 80,2 PN 1018/1 0,0 e 0,0 0,0 f 0 PN 1417/10 4,2 e 0,8 4,1 f 99,8 Linia DH mutant LL 79,8 de 16,0 75,8 ef 95,0 NIR 0,05 92,7 84,9 NIR 0,05 inter 160,6 146,9 [%] G1 - glina piaszczysta; G2 piasek gliniasty; G3 glina piaszczysta * zawartość próchnicy w glebie [%] 8

9 Odmiana % nasion kiełkujących I seria testów laboratoryjnych dla nasion rzepaku świeżo po zbiorze 2016 % nasion które weszły we wtórny stan spoczynku % nasion martwych Monolit 98,25 1,75 0 Brendy Starter Mendel 99,5 0,5 0 DH LL 99,25 0,75 0 Polka RS1 98,5 1,5 0 Sherlock PN 1018/1 ż PN 1417/10 ż /5/2016 HO /2/2016 HOLL Batory 97,5 2,5 0 Bazyl 98,75 1,25 0 Bogart Bor Jantar Kana 99 0,75 0,25 Marcelo 93,5 6,5 0 Sy Alister F Archimrdes F Atora F DK Expiro F Mentor F1 99 0,5 0,5 DK Platinum F1 99,75 0 0,25 Thure F1 97,25 2,75 0 ES Valegro F Chrobry Bazalt Metys 83, ,25 4.) Selekcja 30 genotypów rzepaku ozimego charakteryzujących się niską zdolnością nasion do przechodzenia we wtórny stan spoczynku wyniki testów laboratoryjnych

10 5.) Rozpoczęcie dwuletniego cyklu doświadczeń agrotechnicznych mających na celu opracowanie optymalnej technologii uprawy rzepaku dla warunków koegzystencji. W sierpniu 2016r. na polu stacji doświadczalnej Łagiewniki wysiano rzepak odmiany Polka, po zbiorze której badanych będzie 5 sposobów pożniwnej i przedsiewnej uprawy gleby na występowanie samosiewów tej odmiany rzepaku. Do doświadczenia wybrano odmianę Polka ze względu na możliwość identyfikacji samosiewów tej odmiany przy wykorzystaniu markera molekularnego CAPS potwierdzającego występowanie zmutowanych homozygotycznych alleli fad2hor4. 10

11 WYMIERNE REZULTATY REALIZOWANEGO ZADANIA Wdrożono testy laboratoryjny i polowe umożliwiające selekcję pożądanych genotypów rzepaku o niskiej zdolności nasion do przechodzenia we wtórny stan spoczynku. 2. Wskazano genotypy rzepaku charakteryzujące się niską zdolnością nasion do przechodzenia we wtórny stan spoczynku. 3. Określono odległość i natężenie przepływu pyłku rzepaku ozimego z wykorzystaniem pasywnych i aktywnych pułapek pyłku. 11

12 Wartości mierników dla zadania 4.3 osiągnięte w okresie sprawozdawczym 2016 r.: Wartość miernika Cel Wykorzystanie osiągnięć biotechnologii w rolnictwie zrównoważonym oraz kontynuacja badań i dalsze doskonalenie zasad współistnienia upraw roślin genetycznie zmodyfikowanych z innymi typami upraw. Nazwa miernika liczba przeprowadzonych doświadczeń polowych: liczba badanych odmian i linii pod względem zdolności do wtórnego stanu spoczynku nasion liczba analiz laboratoryjnych chemicznych lub molekularnych Badanie przepływu pyłku rzepaku przy pomocy pułapek pasywnych lub aktywnych (liczba pułapek) Liczba przeprowadzonych szkoleń, warsztatów, konferencji bazowa docelowa uzyskana w 2016 r (4) (20) (570) Liczba referatów, wykładów, doniesień konferencyjnych, publikacji i raportów 0 2 (284+2) (3) 12

13 Popławska W. Koegzystencja różnych typów odmian rzepaku ozimego (Brassica napus L. var. oleifera). - Rozprzestrzenianie się pyłku rzepaku ozimego poprzez wiatr w Polsce, oszacowany za pomocą pasywnych i aktywnych pułapek Burkarda oraz na podstawie badań lotniczych. Liersch A. Koegzystencja różnych typów odmian rzepaku ozimego (Brassica napus L. var. oleifera) - Badanie samosiewów rzepaku ozimego, ocena glebowego banku nasion oraz przechodzenie nasion rzepaku we wtórny stan spoczynku , seminarium w Katedrze Metod Matematycznych i Statystycznych, UP Poznań. Jędryczka M., Kaczmarek J., Zimny J., Popławska W. Liersch A., Bartkowiak-Broda I. (2016). Aeropalinologia w służbie badań rolniczych w Polsce. Streszczenia: Wykład w ramach X Sympozjum Archeologii Środowiskowej, Konferencja Polskiego Towarzystwa Botanicznego. UAM Poznań. 13