Wykorzystanie krajowych i światowych zasobów genowych w pracach badawczych oraz hodowlanych pszenicy

Transkrypt

1 Wykorzystanie krajowych i światowych zasobów genowych w pracach badawczych oraz hodowlanych pszenicy Miejsce realizacji badań: Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin Państwowy Instytut Badawczy w Radzikowie Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych Pracownia Gromadzenia i Oceny Roślin dr inż. Aleksandra Pietrusińska prof. dr hab. Jerzy Henryk Czembor

2 Produkcja zbóż w Polsce Polska jest znaczącym producentem zbóż w UE Produkcja zbóż jest jednym z głównych kierunków produkcji rolniczej w Polsce Pod względem powierzchni uprawy zbóż Polska zajmuje drugie miejsce w UE Pod względem zbiorów zbóż Polska zajmuje trzecie miejsce w UE W strukturze zasiewów zboża stanowią blisko 74% ogólnej powierzchni krajowych zasiewów Najwięksi producenci zbóż w Unii Europejskiej w latach Struktura zasiewów w 2012 roku Francja Niemcy Polska Anglia Hiszpania Zboża Przemysłowe Pastewne Ziemniaki Pozostałe uprawy Strączkowe jadalne

3 Produkcja pszenicy w Polsce Powierzchnia uprawy zbóż w Polsce - ok. 7 mln ha w 2016 roku 1 0,8 0,8 2,4 1. Pszenica 2. Owies 3. Pszenżyto 4. Jęczmień 5. Żyto 6. Mieszanki zbożowe 1,2 1,2

4 Produkcja pszenicy w Polsce Powierzchnia zasiewów pszenicy w tys. hektarów Powierzchnia zasiewów pszenicy w tys. hektarów Liniowy (Powierzchnia zasiewów pszenicy w tys. hektarów) Powierzchnia zasiewów pszenicy w odsetkach Powierzchnia zasiewów pszenicy w odsetkach Liniowy (Powierzchnia zasiewów pszenicy w odsetkach)

5 Hodowla odpornościowa Plonowanie zbóż kształtowane jest przez wiele czynników tj.: Czynniki genetyczne: mrozoodporność, odporność na wyleganie, odporność odmian na choroby Czynniki glebowo-klimatyczne: występowanie organizmów chorobotwórczych i szkodników Czynniki agrotechniczne: poziom nawożenia, termin siewu, ilość wysiewu, stan zachwaszczenia pola Do najważniejszych chorób grzybowych pszenic ozimych można zaliczyć: Mączniak prawdziwy Rdza brunatna Rdza żółta Fuzariozy Septoriozy

6 Hodowla odpornościowa Efektywna i ekologiczna metoda ograniczania strat w produkcji roślinnej spowodowanej przez choroby i szkodniki Genetyka klasyczna Genetyka molekularna MAS Selekcja genu(ów) Selekcja tła genetycznego Mapowanie genów

7 TWORZENIE PIRAMID GENOWYCH Co to jest piramida genowa? Łączenie w jednym genotypie dwóch lub większej liczby genów odporności (Pm34+Pm37) (Lr19+Lr24) (Lr24+Lr28+Lr9) (Pm21+Pm37) (Pm21+Lr41) (Pm21+Lr55) (Pm2+Pm6+Pm8) (Pm21+Pm34+Pm37) Jakie są zalety tworzenia piramid genowych? zwiększa zakres odporności na różne rasy tego samego patogena zwiększa zakres odporności na różne patogeny i/oraz szkodniki warunkuje odporność na ważne z punktu widzenia rolniczego choroby dają możliwość uzyskania kompleksowej i trwałej w czasie odporności uprawianych odmian minimalizacja stosowania środków ochrony roślin

8 ETAPY TWORZENIA PIRAMID GENOWYCH Wybór odmian lub linii hodowlanych do krzyżowań: 1. O wysokim i stabilnym potencjale plonowania 2. Dobrze przystosowane do polskich warunków przyrodniczych 3. O zróżnicowanej odporności na choroby 4. Źródeł odporności

9 Źródła odporności na rdzę brunatną oraz mączniaka prawdziwego pszenicy: Mutageneza Kolekcje odmian miejscowych Dzikie gatunki pszenicy i gatunki pokrewne: Aegilops tauschii, Ae. speltoides, Ae. spelta, Ae. umbellulata, Ae. elongatum, Ae. monococcum, Dasypyrum, Aegilops, Agrotriticum Żyto (Secale ssp.) 17 genów odporności

10 Źródła odporności na rdzę brunatną pszenicy: Około 70 genów odporności na rdzę brunatną:

11 Źródła odporności na mączniaka prawdziwego pszenicy: Około 39 genów odporności na mączniaka prawdziwego:

12 Pozyskiwanie światowych i krajowych źródeł odporności dla pszenicy:

13 ETAPY TWORZENIA PIRAMID GENOWYCH 1. Poszukiwanie efektywnych źródeł odporności selekcja fenotypowa Monitorowanie zmian zachodzących w patogeniczności populacji grzybów wywołujących ważne gospodarczo choroby w tym rdzę brunatną oraz mączniaka prawdziwego Zestaw odmian testowych: Rdza brunatna 53 linie/odmian + Tc Mączniak prawdziwy 33 linie/odmiany + Nimbus Rokrocznie uaktualniana kolekcja izolatów: Zbiór porażonych liści z różnych regionów kraju Uzyskanie jednorodnikowych izolatów Wirulentne izolaty: Rdza brunatna 28 izolatów Puccinia recondita Mączniak prawdziwy 80 izolatów Blumeria graminis Warunki doświadczenia: fitotron, 16 godz. światła / 8 godz. ciemności, temp ºC. Nawilżanie przez 24 godz. ciemność w temp ºC Ocena doświadczenia po upływie 8-10 dni, skala 0-4, gdzie: 0 = brak widocznych obrażeń 1 = niewielkie nekrozy 2 = powiększające się nekrozy + skąpe zarodnikowanie 3 = chlorozy, grzybnia rozwinięta 4 = dobrze rozwinięta grzybnia, zarodnikująca 0-2 = rośliny odporne 3-4 = rośliny podatne

14 ETAPY TWORZENIA PIRAMID GENOWYCH Na podstawie przeprowadzonych badań za efektywne źródła odporności na mączniaka prawdziwego zaliczyć można (stopień odporności oceniono w zakresie 0-2): 1. Pm3d 2. Pm29 3. Pm21 4. Pm35 5. Pm34 6. Pm37 7. Pm3d+4b 8. SappoPm1+2+4b+9 9. Draban Pm Na podstawie przeprowadzonych badań za efektywne źródła odporności na rdzę brunatną zaliczyć można (stopień odporności oceniono w zakresie 0-2): 1. Lr1 2. Lr9 3. Lr19 4. Lr46 5. Lr47 6. Lr41 7. Lr55 8. Lr34 9. Lr62 Wybór odmian lub linii hodowlanych do krzyżowań: 1. Odmiany / linie o wysokim i stabilnym potencjale plonowania 2. Odmiany / linie dobrze przystosowane do polskich warunków przyrodniczych 3. Odmiany / linie o zróżnicowanej odporności na choroby

15 Rok 2005 Lr41 Pm21 ETAPY TWORZENIA PIRAMID GENOWYCH.... Lata Nadobna Satyna Kampana Bogatka Lexus Rdza brunatna Ocena fenotypowa Selekcja roślin Mączniak prawdziwy Ocena molekularna SELEKCJA ROŚLIN

16 PIRAMIDY GENOWE A MARKERY MOLEKULARNE Gen Lr41: Gdm35 (170 pz), Barc124 (250 pz), Gwm210 (182 pz), Gwm296 (135 pz), Gwm261 ( pz) Gen Lr47: (PCAPSR+PS10L+PS10L2) (280 pz), Gwm60 ( pz) Gen Lr55: 172 SSR, 60 DArT Gen Pm21: NAU/xibao (902 pz) Gen Pm34: Barc177 (130 pz), Barc144 (235 pz) Gen Pm36: BJ (240 pz) Gen Pm37: Gwm332 (192 pz), Wmc790 (149 pz), STSBE (550 pz), STSBE (750 pz) Barc124 gen Lr41 Barc261 gen Lr41 Wmc790 gen Pm37 Linie odporne Linie podatne Linie odporne Linie odporne Linie podatne Linie odporne Linie podatne (PCAPSR+PS10L+PS10L2) gen Lr47 NAU/xibao gen Pm21 Gwm210 gen Lr41 Linie podatne Linie odporne Linie podatne Linie odporne Wmc790 gen Pm37 STSBE gen Pm37 Gwm296 gen Lr41 Linie odporne Linie podatne Linie podatne Linie odporne Linie podatne Linie odporne

17 UZYSKANE PIRAMIDY GENOWE Lata (Pm21+Pm37) (Pm21+Lr41) (Pm34+Pm37) 1. Gen Pm21 2. Gen Pm37 1. Gen Pm21 2. Gen Lr41 1. Gen Pm34 2. Gen Pm37 (Lr41+Pm21+Lr47) (Lr41+Pm21+Pm37) (Pm21+Pm34+Pm37) 1. Gen Lr41 2. Gen Pm21 3. Gen Lr47 1. Gen Lr41 2. Gen Pm21 3. Gen Pm37 1. Gen Pm34 2. Gen Pm21 3. Gen Pm37

18 UZYSKANE PIRAMIDY GENOWE (Lr41+Pm21+Lr47+Pm37) (Lr41+Pm21+Lr47+Pm37+Pm36) 1. Gen Lr41 2. Gen Pm21 3. Gen Lr47 4. Gen Pm37 1. Gen Lr41 2. Gen Pm21 3. Gen Lr47 4. Gen Pm37 5. Gen Pm36 WDROŻENIE: HR DANKO HR SMOLICE HR STRZELCE

19 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ