Charakterystyka zmienności cech użytkowych na przykładzie kolekcji pszenżyta dr Aneta Kramek, prof. dr hab. Wanda Kociuba Instytut Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
Program wieloletni: Tworzenie naukowych podstaw postępu biologicznego i ochrona roślinnych zasobów genowych źródłem innowacji i wsparcia zrównoważonego rolnictwa oraz bezpieczeostwa żywnościowego kraju
Usługa badawcza: Prowadzenie kolekcji pszenżyta i pszenicy twardej w ramach zadania nr 1.2: Gromadzenie i zachowanie w kolekcjach polowych, in vitro i kriokonserwacja, charakterystyka, ocena, dokumentacja i udostępnianie zasobów genetycznych i informacji w zakresie roślin rolniczych oraz innych roślin użytkowych, spokrewnionych dzikich gatunków i roślin towarzyszących Kierownik tematu: prof. dr hab. Wanda Kociuba, kurator kolekcji pszenżyta i pszenicy twardej
Konwencja o ochronie różnorodności biologicznej (CBD), 1992 rok Roślinne zasoby genowe: mają duże znaczenie dla światowego rolnictwa i wyżywienia ludności stanowią biologiczną podstawę bezpieczeostwa Zabezpieczenie i zrównoważone wykorzystanie zmienności genetycznej jest niezbędne dla zwiększenia produkcji roślinnej.
Zasoby genowe pszenżyta wszystkie genetyczne kombinacje wytworzone w procesie hodowli, tj.: stare i nowe odmiany rody hodowlane wartościowe materiały mieszaocowe krajowe i zagraniczne ośrodki hodowli pszenżyta
Kolekcja pszenżyta prowadzona od 1982 roku w Instytucie Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin UP w Lublinie poszerzenie bioróżnorodności w obrębie rodzaju Triticosecale, duże spektrum zmienności jest cenne ze względu na możliwośd wykorzystania takich materiałów w praktycznej hodowli w zależności od kierunków prac hodowlanych, stanowi dobrą bazę do badao naukowych.
rejestracja nowych doskonalszych odmian duża rotacja odmian na rynku nasiennym zabezpieczanie odmian wycofywanych z rejestru jako źródeł zmienności
Cel badao kolekcyjnych wieloletnia ocena gromadzonych w kolekcji obiektów pszenżyta regeneracja materiałów z przechowalni
Cel badao cd. Waloryzacja prowadzona jest wg jednolitej metodyki w 4-letnim cyklu doświadczeo polowych, co umożliwia analizę wpływu zmiennych warunków pogodowych na wartośd cech plonotwórczych i jakościowych ziarna oraz odpornośd na wyleganie i choroby grzybowe. Pozwala to na określenie zmienności i wybór wartościowych materiałów dla krajowego programu hodowli i badao naukowych. Wyniki badao włączane są do bazy danych paszportowych i waloryzacyjnych EGISET.
Cel badao cd. Materiały po okresie waloryzacji oraz po regeneracji przekazywane są do długoterminowego przechowywania. Wyniki badao są udostępniane zainteresowanym placówkom hodowlanym i naukowym, z którymi prowadzona jest współpraca.
Stan liczbowy kolekcji pszenżyta kolekcja pszenżyta 2493 obiekty, z czego: 1436 formy ozime 1057 formy jare Są to materiały zgromadzone w przechowalni z pełnym opisem danych paszportowych i waloryzacyjnych.
% obiektów 80 70 60 50 40 30 20 10 0 krajowe zagraniczne nieznane pszenżyto ozime pszenżyto jare Pochodzenie obiektów kolekcyjnych pszenżyta ozimego i jarego
Metodyka badao W okresie wegetacji roślin na wszystkich materiałach kolekcyjnych prowadzone są następujące obserwacje i pomiary: terminy występowania faz rozwojowych roślin: wschody, kłoszenie, dojrzałośd pełna, pomiary wysokości roślin (3 pomiary na poletku), ocena wschodów, przezimowania, wylegania i porażenia przez choroby grzybowe (skala 9 ).
Ze względu na częściową obcopylnośd występującą u pszenżyta, po wykłoszeniu się roślin, na wszystkich materiałach kolekcyjnych stosowana jest izolacja roślin (2 lub 3 izolatory z celofanu na każdym poletku). Po zakooczeniu kwitnienia izolatory są zdejmowane, aby stworzyd dogodniejsze warunki dla rozwijających się ziarniaków. Kłosy izolowane zbierane są oddzielnie, a ziarno przeznaczane jest do wysiewu w następnym sezonie wegetacyjnym.
W okresie pełnej dojrzałości roślin: wybiera się losowo po 50 kłosów, na których dokonywane są pomiary długości kłosa i liczby kłosków w kłosie, liczby i masy ziarn z kłosa oraz masy 1000 ziarn, zawartośd białka w ziarnie oznaczana jest metodą Kjeldahla (CLA/PSO/13/2013 wersja 3 z dnia 19.12.2013 r.; PN-75/A-04018) w analizatorze Kjeltec (FOSS) w Centralnym Laboratorium Agroekologicznym UP w Lublinie, stosując współczynnik azot/białko = 6,25.
Średnie, zakres zmienności i współczynniki zmienności dla analizowanych cech w kolekcji pszenżyta ozimego i jarego Badana cecha Forma Średnia Wysokośd roślin (cm) Długośd kłosa (cm) Liczba kłosków w kłosie (szt.) Zakres zmienności min -max CV (%) ozima 117,0 62,0-186,3 14,4 jara 107,7 62,3-168,0 12,7 ozima 9,9 6,0-15,5 11,9 jara 9,5 5,1-13,7 12,9 ozima 25,8 13,4-35,8 10,5 jara 22,2 11,0-32,3 12,4
Liczba ziarn w kłosie (szt.) Płodnośd kłoska Masa ziarn z kłosa (g) Masa 1000 ziarn (g) Zawartośd białka w ziarnie (%) ozima 46,6 10,7-85,1 18,9 jara 44,6 11,9-89,9 17,6 ozima 1,8 0,6-3,1 15,7 jara 2,0 0,9-4,4 14,7 ozima 2,2 0,4-4,6 22,4 jara 1,9 0,6-3,4 19,3 ozima 46,2 21,6-83,7 12,2 jara 43,5 20,0-81,1 11,6 ozima 11,1 5,9-23,3 14,9 jara 13,0 8,6-20,1 10,4
% obiektów 25 20 Wysokośd roślin (cm) pszenżyto ozime pszenżyto jare 15 10 5 0 Rozkład wysokości roślin w kolekcji pszenżyta ozimego i jarego
% obiektów Masa ziarn z kłosa (g) 35 30 pszenżyto ozime pszenżyto jare 25 20 15 10 5 0 1,0 1,1-1,5 1,6-2,0 2,1-2,5 2,6-3,0 3,1-3,5 3,6-4,0 >4,1 Rozkład masy ziarn z kłosa materiałów kolekcyjnych pszenżyta ozimego i jarego
% obiektów Masa 1000 ziarn (g) 35 30 pszenżyto ozime pszenżyto jare 25 20 15 10 5 0 35 35,1-40 40,1-45 45,1-50 50,1-55 55,1-60 60,1-65 >65,1 Rozkład masy 1000 ziarn materiałów kolekcyjnych pszenżyta ozimego i jarego
% obiektów Zawartośd białka w ziarnie (%) 20 pszenżyto ozime pszenżyto jare 15 10 5 0 Rozkład zawartości białka w ziarnie materiałów kolekcyjnych pszenżyta ozimego i jarego
Podsumowanie Kolekcja pszenżyta charakteryzuje się szerokim spektrum zmienności analizowanych cech użytkowych.
Podsumowanie cd. Prace hodowlane dotyczące wysokości roślin odmian pszenżyta są prowadzone w kierunku otrzymania odmian tradycyjnych o wysokości roślin od 120 do 140 cm, ale sztywnej słomie oraz odmian krótkosłomych (poniżej 120 cm), które mają znacznie poprawioną odpornośd na wyleganie, co potwierdza się w ocenie materiałów kolekcyjnych.
Podsumowanie cd. Liczba i masa ziarn z kłosa mają decydujący wpływ na poziom plonowania, dlatego ważne jest, aby badane obiekty odznaczały się wysoką ich wartością, co przy dobrym zagęszczeniu kłosów na jednostce powierzchni będzie miało wpływ na wysokośd plonowania.
Podsumowanie cd. Masa 1000 ziarn, oprócz liczby i masy ziarn z kłosa, wpływa na wysokośd plonowania. Dorodnośd ziarna pszenżyta, mierzona parametrem masy 1000 ziarn, jest jednym z głównych celów prac hodowlanych, gdyż jego ziarno jest znacznie gorzej wypełnione niż ziarno pszenicy, dlatego obiekty o dużej masie 1000 ziarn są interesującym materiałem wyjściowym w hodowli.
Podsumowanie cd. Niższa średnia zawartośd białka w ziarnie pszenżyta ozimego mogła byd związana z lepszym wypełnieniem ziarna, co z kolei było związane także z wyższą masą 1000 ziarn. Obiekty o wysokiej zawartości białka w ziarnie są to obiekty starsze, które były wysiewane w celu regeneracji. W nowych odmianach hodowlanych obserwuje się nieznaczny spadek zawartości białka w ziarnie, co może byd spowodowane lepszym niż dotychczas wypełnieniem ziarna.
Podsumowanie cd. Istotna współzależnośd masy ziarn z kłosa i masy 1000 ziarn sprawia, że selekcja prowadzona w kierunku wysokiej masy ziarn z kłosa może wpływad korzystnie na dorodnośd ziarna, co u pszenżyta ma szczególne znaczenie. Jest to nadal aktualny kierunek prac hodowlanych.
Kłosy pszenżyta w kolekcji referencyjnej Herbarium IHAR-PIB
Materiały kolekcyjne pszenżyta prezentowane na Lubelskim Festiwalu Nauki
Dziękuję za uwagę