UPLATNĚNÍ ODRŮD S GENY ZAKRSLOSTI RHT 1 A RHT 2 V PODMÍNKÁCH ČR

Aplication of varieties with dwarf genes Rht1 and Rht 2 under Czech Republic conditions

Ing. J. Chrpová, CSc.

Ing. V. Šíp, CSc.

Ing. M. Škorpík, CSc.

Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha - Ruzyně

Ing. L. Bobková, CSc.

SELGEN, a.s., ŠS Úhřetice

Abstract

Dwarf genes Rht 1 and Rht 2 enable stem shortening about 18 %. Prezence of these genes is connected with the increase of number of grains per ear, but also with a negative effect on the grain size (GALE et OUSSEFIAN, 1985). In the RIPP experiments in cooperation with BS Úhřetice was found out, that the negative influence can be limited by a suitable parent selection for crossings and the following selection in hybrid generations (see Šárka and Vlasta varieties). In the gene group with Rht 1 gene was found a significantly higher falling number, signalizing a higher resistance to the seed overgrowing. Varieties with Rht 1 gene are more successful in maize and beet growing area, varieties with Rht2 are more suitable for beet, cereal and potato growing area.

wheat, dwarf genes Rht1 and Rht 2

Významný pokrok ve šlechtění pšenice souvisí mimo jiné i s introdukcí genů zakrslosti. U pšenice bylo identifikováno kol. 20 genů zakrslosti. Ve šlechtitelské praxi našly zatím uplatnění pouze geny Rht 1, Rht 2 a Rht 8. Přítomnost genů zakrslosti Rht 1 a Rht 2 odvozených z Norinu 10 lze detekovat na základě necitlivosti na aplikovaný giberelin (GA3).

Geny Rht 1 a Rht 2 umožňují zkrácení stébla cca o 18 % (zvýšená odolnost k poléhání). Zároveň mohou mít pleiotropní vliv na další charakteristiky stébla a rostliny, které ovlivňují výnos (KING et al., 1983). Z hlediska produktivity klasu i výnosu zrna lze na základě analýz u hybridní populace považovat za perspektivní delší materiály s těmito geny zakrslosti (tall dwarfs - GALE, LAW, 1976) v rozmezí 90-95 cm (BOBKOVÁ et al., 1988).

Problematika genů zakrslosti je studována a řešena ve VÚRV od roku 1984. Pro semenářství mají význam především následující poznatky:

1. Vliv genu Rht 1 a Rht 2 na hmotnost zrna

Výsledky analýzy náhodných a izogenních linií ukazují, že přítomnost genů zakrslosti Rht 1 a Rht 2 je spojena se zvýšením počtu zrn v klasu, ale s negativním efektem na velikost zrna (GALE et YOUSSEFIAN, 1985). Ve studiích prováděných ve VÚRV ve spolupráci se SELGEN, a.s., ŠS Úhřetice však bylo zjištěno, že negativní vliv lze omezit vhodným výběrem rodičů do křížení a následným výběrem v hybridních generacích. Výběr delších materiálů s genem Rht 2 přinesl zvýšení hmotnosti 1000 zrn i výnosu zrna (Bobková et al., 1988, Šíp et al., 1988.

Tab. I: Výnos a výnosotvorné znaky u linií generace F4 necitlivých na giberelin v šesti výškových kategoriích (Šíp et al., 1988)

Pozn.: CV - variační koeficient (%)

Nátrová et al. (1994) sledovali linie s jednotlivými geny zakrslosti Rht 1, Rht 2, Rht 1+2 a Rht 3 v genetickém pozadí odrůdy Mironovská. Hmotnost obilek v hlavním klasu u linie s genem Rht 2 byla vyšší o 2-10 % než u linie s genem Rht l.

Tab. II: Složky produktivity klasu a hmotnost obilek klasu u rht linie odrůdy Mironovská a jejích téměř izogenních linií s Rht geny v letech 1992 a 1993 (hodnota ÷ standardní chyba průměru) - NátrOVÁ et al., 1994

Vysvětlivky: +statisticky významný ++statisticky vysoce významný rozdíl,

(hodnoceno t testem proti Mir. rht)

Dokladem toho, že negativní vliv Rht genů na výnos lze omezit výběrem vhodných rodičů, jsou nově vyšlechtěné odrůdy Šárka a Vlasta (RU 488), které vznikly ve spolupráci VÚRV Praha Ruzyně a SELGEN a.s., ŠS Úhřetice. Obě odrůdy jsou nositelem genu Rht 2 viz. tab. III a IV.

Tab. III: Hmotnost tisíce semen (g) získaná z průměru srovnávacího polyfaktoriálního pokusu s ozimou pšenicí v Ruzyni - průměr dvou let 1997 a 1998

Tab. IV: Průměrné hodnoty znaků sledovaných u odrůd ozimé pšenice s geny z odrůdy

Norin 10 - Státní odrůdové zkoušky 1995-97 (ŠÍP et al., 1998)

Vysvětlivky: x 1995 xx 1996-97

2. Vliv genu Rht 1 a Rht 2 na délku koleoptyle

Redukovaná délka koleoptyle je obvykle považována za nepříznivou vlastnost, která je spojena s problematickým vzcházením a s následným špatným stavem (ALLAN, 1980). ALLAN (1970) a GALE et al., (1975) udávají, že alely Rht 1, Rht 2 a Rht 3 redukují délku koleoptyle. Jako u výšky rostliny může však genetické pozadí modifikovat nepříznivé účinky na délku koleoptyle (ALLAN, 1980). Podle údajů, které uveřejnil ALLAN (1989) se přítomnost genu Rht 1 (v porovnání s genem Rht 2) projevuje příznivěji na zakládání porostu i na objemovou hmotnost zrna. ŠÍP et al. (1991) udávají, že gen Rht 1 má pravděpodobně v tomto směru ve studovaných středoevropských podmínkách lepší perspektivy pro využití.

3. Vliv genu Rht 1 a Rht 2 na korenový systém

Michaels (1982) udává, že polozakrslé odrůdy odvozené od Norinu 10 mají mělké kořeny a vykazují citlivost k suchu. Řada dalších výsledků však ukazuje, že rozsah kořenů může být modifikován výběrem v průběhu šlechtění bez ohledu na Rht genotyp (BAPU et al. 1971; WELBANK, TAYLOR, 1971; BLÁHA, 1986). V České republice byly registrovány pouze odrůdy s genem Rht 1 až do roku 1996, kdy byly povoleny první dvě odrůdy s genem Rht 2 Athlet a Ritmo (tab. V). Odrůdy s genem Rht 1 jsou vesměs vyšlechtěné na šlechtitelských stanicích jižní Moravy a na jižním Slovensku (ŠKORPÍK et al., 1995), jsou tedy schopny vyrovnávat se i s určitým přísuškem.

Tab. V: Zastoupení odrůd ozimé pšenice s geny zakrslosti Rht 1 a Rht 2 zapsaných ve Státní odrůdové knize v letech 1993-98

4. Vliv prítomnosti genu Rht 1 na hodnotu pádového císla

Jako zajímavé se jeví zjištění, že u skupiny linií s genem Rht 1 bylo zjištěno výrazně vyšší pádové číslo (číslo poklesu), což signalizuje vyšší odolnost k porůstání. Jedná se o předběžné výsledky (sklizeň 1997), které budou vyžadovat podrobnější studium.

Tab. VI: Vliv přítomnosti genu Rht 1 na pádové číslo u dihaploidních linií kombinace Florida/Vláda - orientační výsledky, sklizeň 1997

Uplatnění genů zakrslosti Rht 1 a Rht 2

Přítomnost genů Rht 1 a Rht 2 má pravděpodobně vliv i na uplatnění odrůdy v různých výrobních oblastech. Odrůdy s genem Rht 1 jsou úspěšné spíše v kukuřičné a řepařské oblasti. (viz. tab. VII). Tyto odrůdy patří mezi jakostnější, jsou zastoupeny v kategoriích pekařské jakosti E, A a B. Odrůdy s genem Rht 2 nacházejí uplatnění spíše v řepařské, obilnářské i bramborářské oblasti. Jsou méně jakostní (kategorie B a C), vynikají však vyšším výnosem zrna.

Tab. VII: Výnos zrna ozimé pšenice v % k průměru kontrolních odrůd. Stanice ÚKZÚZ 1998 (1. obl. 2 lokality, 2. obl. 7 lokalit, 3. obl. 4 lokality, 4. obl. 4 lokality)

Vysvětlivky: Výrobní oblasti: 1 - kukuřičná , 2 - řepařská, 3 - obilnářská, 4 - bramborářská

Odrůdy s geny zakrslosti Rht 1 a Rht 2 mají tedy poněkud odlišné uplatnění. Informace o přítomnosti konkrétního genu zakrslosti v odrůdách patří k údajům, které mají velký význam nejen pro šlechtitele, ale i pro zemědělskou praxi při výběru odrůd pro pěstování.

Literatura

ALLAN, R.E.: Agronomic comparisons between Rht 1 a Rht 2 semidwarf genes in winter wheat. Crop Sci., 29,1989: 1103-1108.

ALLAN, R.E.: Differencing between two Norin 10/Brevor 14 semidwarf genes in a commoon genetic background. Seiken Ziho, 22, 1970: 83-90.

ALLAN, R.E.: Ingluence of semi dwarfism and genetic background on stand establishment of wheat. Crop Science, 20, 1980: 634-638.

BAPU, N. - REDDY, N.S. - VENKATESWARLU, J.: Active root distribuion of four wheat varieties. “In: Proc. Symp.” On Radiation and Radioisotopes in Soil Studies and Plant Nutrition, 1971: 397- 407.

BLÁHA, L. - ŠÍP, V. - ŠKORÍK, M.: Studium kořenové soustavy pšenice (Final Report.) Praha, VÚRV, 1986: 64.

BOBKOVÁ, L. - ŠÍP,V. - ŠKORPÍK,M.: Využití metody detekce Rht genů pomocí giberelinu ve šlechtění pšenice. Genet. a Šlecht. , 24, 1988: 65-74.

GALE, M.D. - LAW, C.N : The identification and exploitation of Norin 10 semidwarfing genes. Annual.Rep.Pl.Breed.Inst.Cambridge, 1976: 21-35.

GALE, M.D. - MARSHALL, G.A.: The nature and genetic control of gibberellic insensitivity in dwarf wheat grain. Heredity, 35, 1975: 55-65.

GALE, M.D. - YOUSSEFIAN, S.: Dwarfing genes in wheat. In: Progress in plant breeding. London, Butterworth, 1985: 1-35.

KING, r.w. - GALE, M.D. - QUARRIE, S.A.: Effects of Norin 10 and Tom Thumb dwarfing genes on morphology , physiology and abscisis acid production in wheat. Ann., Bot, 51, 1983: 201-208.

MICHAELS, P.J.: The response of the “Green Revolution” to climatic variability. Climatic Change, 4, 1982: 255-271.

NÁTROVÁ, Z. - ŠKORPÍK, M. - ŠÍP, V.: Vliv genů zakrslosti na morfologicko-fyziologické charakteristiky stébla a klasu ozimé pšenice odrůdy Mironovská. Rostl.Výr., 40,1994: 529-543.

ŠÍP, V. - AMLER, P., - BOBKOVÁ, L. - ŠKORPÍK, M.: Efficiency of early generation selection for Rht 2 in a Czechoslovak wheat breeding programme. In: Proc. 7th int. Wheat Genet. Symp. Cambridge, 1988: 1175-1180.

ŠÍP, V. - AMLER, P., - BOBKOVÁ, L. - ŠKORPÍK, M.: Uplatnění genů krátkostébelnosti v programu šlechtění potravinářské pšenice. Genet. a Šlecht., 27, 1991: 7-14.

Škorpík, M. - ŚÍP, V. - CHRPOVÁ, J.: Geny zakrslosti v českých a slovenských odrůdách pšenice ozimé vykazující necitlivost na giberelin. Genet. a Šlecht., 31, 1995: 91-98.

ŠÍP, V. - CHRPOVÁ, J. - ŠKORPÍK, M. - BOBKOVÁ, L.:Characteristics of winter wheat varieties and lines carrying “Norin 10” dwarfing genes. Czech J. Genet. Plant Breed., 34, 1998: 81-85.

WELBANK, P.J. and TAYLOR, P.J.: Root growth of wheat varieties. Rothamsted Experimental Station Report, 1971: 95-97.