Mikrorozmnażanie - szybka i nowoczesna metoda uzyskania materiałów wyjściowych dla produkcji nasiennej ziemniaka. Materiał wyjściowy stanowią rośliny

Transkrypt

1 Mikrorozmnażanie, czyli skąd się biorą materiały przedbazowe ziemniaka, znaczenie banku genów ziemniaka in vitro w nasiennictwie oraz korzyści dla ekosystemów rolniczych Dorota Michałowska

2 Mikrorozmnażanie - szybka i nowoczesna metoda uzyskania materiałów wyjściowych dla produkcji nasiennej ziemniaka. Materiał wyjściowy stanowią rośliny in vitro pobrane z banku genów ziemniaka w Boninie.

3 Bank genów ziemniaka w Boninie jest jedynym źródłem zdrowego materiału wyjściowego dla całej polskiej hodowli ziemniaka. Jest to jedyna tak duża kolekcja odmian ziemniaka.

4 Stan zasobów genowych: 1555 odmian z 23 krajów świata. Kolekcja podstawowa: 277 polskie odmiany (20% zasobów).

5 Najstarszym genotypem utrzymywanym w postaci roślin in vitro jest odmiana Early Rose z 1861 roku (wczesny różowy, amerykany). Najstarsze polskie odmiany to Świteź z 1902 i Warszawa z 1906 roku. Najnowsze, to wpisane do Rejestru Odmian w 2016: Aldona, Amarant, Lawenda, Lech, Tacja, Tonacja.

6 Materiał zgromadzony w banku genów w Boninie jest całkowicie zdrowy, wolny od powszechnie występujących: wirusów ziemniaka (PVX, PVS, PVM, PVY, PVA, PLRV) bakterii Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus (bakterioza pierścieniowa) Ralstonia solanacea (śluzak) wiroida wrzecionowatości bulw ziemniaka (PSTVd) Utrzymanie roślin in vitro (w szkle) zabezpiecza materiał przed ponowną infekcją.

7

8 Długoterminowe przechowywanie zdrowych odmian ziemniaka Genotypy ziemniaka przechowywane są w warunkach wolnego wzrostu, w tym celu stosuje się: - pożywki o określonym składzie - obniżoną temperaturę hodowli (8-10 C) - zmniejszenie natężenia światła (ok. 500 lux) - inhibitory wzrostu (kw. abscysynowy) lub związki o charakterze osmoticum (mannitol)

9 Wszystkie genotypy wprowadzone do banku muszą byd w bardzo dobrej kondycji, a jednocześnie muszą zachowad wyjściową zmiennośd genetyczną i czystośd odmianową. Corocznie w warunkach polowych prowadzi się identyfikację ok odmian. Tym sposobem każda odmiana jest waloryzowana co 5 lat.

10 Rozpoznawanie odmian ziemniaka w okresie wegetacji - kiełki, kwiaty, pokrój roślin Opis genotypów oparty jest na: - dobrych cechach rozpoznawczych (barwa korony kwiatów, barwa pędu świetlnego, barwa skórki i miąższu) - cechach o nieznacznej zmienności (obecnośd i kształt skrzydełek, układ łodyg i kształt listków, układ kwiatostanu, układ i zabarwienie pręcików, długośd szyjki słupka, przebarwienie antocyjanowe łodyg) - cechach o dużej zmienności (barwa liści, łodyg, skupienie liścia, ogólny pokrój krzaka, głębokośd oczek)

11 Barwa kwiatków korony - biała-b (>50 % odmian), m.in.: Denar, Irys, Lord, Bohun, Gwiazda, Hubal, Michalina, Owacja, Vineta, Cekin, Irga, Mazur, Promyk, Satina, Stasia, Tajfun, Tetyda, Jelly, Syrena, Zenia, Zagłoba - czerwonofioletowa-czf: Berber, Courlan, Bellarosa, Carrera, Agnes, Almera, Asterix, Bursztyn, Courage, Finezja, Folva, Malaga, Raja, Roko, Red Anna, Hermes, Verdi, Adam, Glada, Ikar, Neptun, Rudawa - j.czerwonofioletowa-jczf: Krasa, Augusta, Viviana, Bila, Etola, Ignacy, Gawin, Sagitta, Oberon, Bryza, Kaszub, Hinga, Pokusa, Ślęza - c.czerwonofioletowa-cczf: Ibis, Cecile, Boryna, Bosman, Danuta - fioletowa-f: Bogatka, Gustaw - j.niebieskofioletowa-jnf: Pirol, VR 808, Skawa - c.niebieskofioletowa-cnf: Jutrzenka Są również odmiany u których odnotowano brak kwitnienia np. Rosalind

12 Kwiatostan (obfitośd kwitnienia) U większości odmian jadalnych obserwuje się średnio obfite kwitnie. bardzo małą małą obfitością kwitnienia charakteryzują się odmiany: Arielle, Irys, Miłek, Viviana, Riviera, Annabelle, Ametyst, Irga, Jelly, Sante, Pirol obficie kwitną: Denar, Eugenia, Elanda, Michalina, Jutrzenka, Tajfun, Wiarus, Żagiel, Victoria Odmiany skrobiowe z reguły kwitną obficiej. Wielkośd kwiatu Skala 1-9 (3-mały, 5-średni, 7-duży, 9-bardzo duży) mały kwiat posiadają odmiany: Arielle, Vineta, Jelly, Augusta, Lady Claire, Pirol, Kuba duży kwiat: Denar, Lord, Bila, Etola, Korona, Jutrzenka, Syrena

13

14 Mniej stałymi cechami są: barwa pylników (pomaraoczowa, żółtopomaraoczowa i żółta) długośd słupka (krótka, średnia i długa). zabarwienie antocyjanowe pączków wielkośd korony kwiatu barwa wewnętrznej strony płatka intensywnośd antocyjanowego zabarwienia wewnętrznej strony płatków kwiatu barwnego występowanie antocyjanowych przebarwieo zewnętrznej strony płatków kwiatu białego wielkośd białych kooców płatków kwiatu barwnego występowanie przykoronka zawiązywanie jagód

15 Pokrój krzaka -liściowy: Gracja, Lady Claire, Sante, Syrena, Monsun, Inwestor, Rudawa -łodygowy: Irys, Velox, Augusta, Pasat, Neptun, Umiak Większośd odmian charakteryzuje się pośrednim typem rośliny (łodygowo- liściowy, liściowo- łodygowy)

16

17

18 Wysokośd krzaka - niski-średniego: Riviera, Ignacy, Latona, Etiuda, Vineta, Irga - średni: Arielle, Bila, Innovator, Lady Claire, Satina, Bryza - średni- wysokiego: Denar, Lord, Fresco, Bohun, Hubal, Owacja - wysoki krzak : Irys, Gwiazda, Michalina, Asterix, Ikar, Pasat, Jasia, Neptun Odmiany jadalne najliczniej krzaki średnie Odmiany skrobiowe w większości są średnio wysokie i wysokie Jak przy większości cech, pośrednie są najliczniejsze.

19 wielkośd szerokośd Listek częstośd występowania zrostów pofalowanie brzegów głębokośd unerwienia antocyjanowa pigmentacja młodych listków szczytowej rozety połysk górnej strony blaszki, częstośd występowania listeczków wielkośd listeczka (przy bocznym listku)

20 zielona barwa -(5) Liście (barwa) jasnozielona barwa -(3): Denar, Ikar,Umiak,Vineta, Bryza ciemnozielona barwa -(7): Velox, Gracja, Innovator, Asterix, Victoria, Jelly, Sante, Pasat, Saturna, Jasia, Skawa, Neptun

21 Łodyga grubośd łodygi głównej rozmieszczenie antocyjanowego zabarwienia Cienkimi łodygami (3) charakteryzują się odmiany: Pirol, Syrena, Rudawa Grubymi łodygami (7) charakteryzują się: Gracja, Harpun, Saturna Najsilniejszym zabarwieniem łodyg antocyjanem charakteryzuje się Redstar, Rosalind, Courage, Cecile, Red Sonia, Rumpel, Saturna U pozostałych odmian występowanie antocyjanowego zabarwienia na łodygach jest średnie i słabe.

22 Kiełki świetlne Oprócz barwy kwiatu i barwy skórki i miąższu bulwy, cechą o dużej wartości diagnostycznej jest wielkośd, barwa, kształt (kulisty, jajowaty, stożkowaty, cylindryczny), intensywnośd antocyjanowego zabarwienia podstawy, owłosienie podstawy, liczba korzonków kiełka świetlnego. Obserwacji można dokonad po podkiełkowaniu bulwy w świetle rozproszonym i pokojowej temperaturze.

23 Kiełki świetlne Rozróżniamy barwy podstawy kiełków świetlnych: - czerwonofioletowa-czf: >50 % odmian: m.in.: Arielle, Berber, Courlan, Fresco, Impala, Justa, Molli, Owacja, Cekin, Tajfun, Tetyda, Bryza, Jelly, Syrena, Kuba, Rudawa - j.czerwonofioletowa-jczf: Ingrid, Irys, Ignacy, Innovator, Vineta, Sagitta, Gandawa, Jasia - c.czerwonofioletowa-cczf: Bila, Rosalind, Asterix, Bartek, Igor, Irga, Cecile, Glada, Pasat - niebieskofioletowa-nf: Miłek, Ramos, Skawa - c.niebieskofioletowa-cnf: Etola, Lady Claire, Folva, Ibis, Jutrzenka, Pirol, Satina - zielona: Denar, Lord, Gwiazda, Zagłoba, Ikar, Pasja Pomorska

24 Barwa skórki - skórka żółta (nawet gdy obserwowane jest czasami białe zabarwienie spowodowane białą barwą miąższu) - skórka jasnoróżowa (z różowymi odcieniami) - skórka czerwona (o różnej intensywności zabarwienia) - skórka niebieska - skórka żółta z czerwonymi plamami - skórka żółta z czerwonymi oczkami

25 Barwa miąższu o białym lub kremowym miąższu: Irys, Bursztyn, Gustaw, Irga, Roko, Mondeo, Etiuda, Jurata, Innovator, Boryna, Harpun, Ikar, Jubilat, Pasat, Gandawa, o żółtym miąższu: Justa, Krasa, Altesse, Augusta, Bellarosa, Etola, Latona, Rosalind, Vineta, Ditta, Folva, Igor, Jurek, Lavinia, Raja, Roxana, Satina, Stasia, Tajfun, Victoria, Bryza, Cecile, Jelly, Syrena, Zenia, o fioletowym, ciemnoniebieskim miąższu: Violetfleischige, Vitelotte

26 Mikrotuberyzacja- to proces tworzenia bulw ziemniaka w warunkach in vitro. Do produkcji mikrobulw stosuje się kulturę wyprowadzoną z jednowęzłowych fragmentów roślin, a następnie poddaje się je działaniu czynników indukujących tuberyzację (cukier, temp. wzrostu, światło). Zwykle z jednej rośliny in vitro uzyskuje się 1-2 mikrobulwy.

27 Minibulwy- to bulwy uzyskane w pierwszym pokoleniu z roślin in vitro lub mikrobulw prowadzone pod osłonami (szklarnia, namiot foliowy). Mają ogromne znaczenie w nasiennictwie ze względu na swoją 100% zdrowotnośd, a także na możliwośd szybkiego wyprodukowania zdrowego materiału wyjściowego.

28 Ocena trudności prowadzenia rozmnożeń w warunkach polowych Ponieważ struktura plonu minibulw jest bardzo zróżnicowana (bulwy o średnicy od 1cm 6cm) prowadzona jest ocena przydatności różnych frakcji w aspekcie plonotwórczym. Frakcja minibulw o średnicy poniżej 2 cm może mieć niskie i nierównomierne wschody, a to wiąże się zawsze ze zwiększonym ryzykiem infekcji wirusowej produkowanych sadzeniaków. Zastosowano trzy wielkości minibulw: 1 - minibulwy o średnicy powyżej 3 cm 2 - minibulwy o średnicy od 2 do 3 cm 3 - minibulwy o średnicy poniżej 2 cm Minibulwy wysadzono ręcznie w wyciągnięte redliny, na głębokość 5-6 cm. Doświadczenie polowe założono w układzie bloków losowanych w trzech powtórzeniach.

29 Wykorzystanie zasobów genowych ziemniaka w praktyce utrzymanie materiału wolnego od porażenia ważnymi dla ziemniaka patogenami (kontrolowane, sterylne warunkiwyeliminowany wpływ warunków zewnętrznych) uzyskanie dużej liczby roślin potomnych z 1 rośliny macierzystej w stosunkowo krótkim czasie i niezależnie od pory roku możliwość uzyskania zdrowego materiału dla hodowli twórczej i zachowawczej oraz produkcji nasiennej (całkowita zdrowotność, skraca czas produkcji sadzeniaków, obniża koszty przechowywania, ułatwia transport) reaktywowanie starych odmian np. dla gospodarstw ekologicznych materiał dla jednostek badawczych wspomagających hodowlę

30 W ramach Specjalnego programu działao w zakresie zwalczania bakteriozy pierścieniowej ziemniaka Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus bank genów ziemniaka in vitro ściśle współpracuje z Wojewódzkim Inspektoratem Ochrony Roślin i Nasiennictwa. Całośd materiału, przed przekazaniem hodowli, przechodzi dodatkowe badania w Centralnym Laboratorium GIORiN na obecnośd Clavibacter michiganensis oraz Ralstonii. Od 1993 roku polskie hodowle korzystają z materiałów in vitro, a dla wielu odmian jest to jedyny sposób, dzięki któremu można uzyskad zdrowy materiał wyjściowy do produkcji nasiennej. Utrzymywanie obiektów ziemniaka w formie roślin in vitro jest jedyną drogą do szybkiego zaopatrzenia hodowli w zdrowy materiał.

31 Dziękuje za uwagę