Repozytorium

W niniejszym doniesieniu zostały zaprezentowane najważniejsze osiągnięcia w zakresie zagadnień badawczych realizowanych w Pracowni Cytogenetyki i Metodyki Hodowli, Zakładu Genetyki i Hodowli Roślin Korzeniowych Oddziału IHAR-PIB w Bydgoszczy. Obejmują one: produkcję podwojonych haploidów, ochronę zasobów genowych, ocenę i selekcję genotypów odpornych na grzyb Cercospora beticola Sacc. oraz identyfikację genotypów w kierunku tolerancji na stres suszy w materiałach hodowlanych buraka cukrowego (Beta vulgaris L.).

Mątwik ziemniaczany i mątwik agresywny to dwa nicienie tworzące cysty na korzeniach ziemniaka. Zarówno w Polsce jak i w wielu innych państwach posiadają status organizmów kwarantannowych. Obecność mątwika ziemniaczanego może powodować straty w plonie bulw sięgające 50–80%. Metody zwalczania mątwika można podzielić na trzy grupy: agrotechniczną, biologiczną i chemiczną. Pozyskane wyniki będą stanowiły podstawę opracowania zaleceń dla rolników, które usprawnią eliminację szkodnika.

Podczas hodowli jakościowej rzepaku (Brassica napus L.), najważniejszym etapem otrzymywania mieszańców heterozyjnych, charakteryzujących się wysokim plonem oraz dobrymi cechami jakościowymi, jest dobór zróżnicowanych linii rodzicielskich o dużym dystansie genetycznym. Celem niniejszych badań była ocena zmienności wybranych cech plonotwórczych w populacji linii podwojonych haploidów (DH) oraz dwóch populacjach mieszańców, wytworzonych przy użyciu linii CMS ogura. Obserwacje fenotypowe obejmowały analizę: długości kwitnienia, wysokości roślin, liczby rozgałęzień na roślinie, liczby łuszczyn na roślinie, długości łuszczyn, liczby nasion w łuszczynie, masy tysiąca nasion i zawartości tłuszczu w nasionach. Dla ocenionych wartości powyższych parametrów przeprowadzono analizę wariancji oraz analizę korelacji, z uwzględnieniem podziału na grupy obiektów.

Rzepak ozimy (Brassica napus L.) jest jedną z najważniejszych roślin oleistych w Polsce i na świecie. Wykorzystanie efektu heterozji poprzez hodowlę odmian mieszańcowych pozwala na zwiększenie plenności rzepaku. Celem niniejszej pracy była ocena efektu heterozji w dwóch populacjach mieszańców rzepaku ozimego. Na posterze zaprezentowano efekt heterozji występujący u mieszańców dla wysokości roślin, długości łuszczyn, liczby nasion w łuszczynie i masy tysiąca nasion. Efekt heterozji mieszańców pojedynczych obliczono względem średniej rodziców (linia DH i linia CMS), a mieszańców trójliniowych — względem średniej dwóch rodziców „bezpośrednich” (mieszaniec CMS/DH i linia Rfo) oraz względem średniej trzech rodziców „pośrednich” (linia DH, linia CMS i linia Rfo). Badane mieszańce wykazywały zarówno dodatni, jak i ujemny wysoce istotny efekt heterozji pod względem badanych cech.

Badano populację mapującą rzepaku ozimego złożoną z 78 linii podwojonych haploidów uzyskanych z mieszańców pochodzących ze skrzyżowania linii różniących się siłą kiełkowania. Siła kiełkowania nasion była automatycznie rejestrowana co 30 min przy pomocy aparatu fotograficznego umieszczonego w minikomputerze Raspberry Pi. Zdjęcia przeanalizowano przy pomocy oprogramowania stworzonego w John Innes Centre. W kolejnym etapie wykorzystując metodę sekwencjonowania całego genomu (Illumina® HiSeq) wszystkich linii populacji mapującej zidentyfikowano polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNPs) w tych liniach. Dane te posłużą do mapowania genetycznego i identyfikacji genów regulujących proces kiełkowania.

Sprostanie wzrastającemu popytowi na zboża wymaga wyhodowania odmian wysoko plonujących, odpornych na wzrastającą presję ze strony czynników stresowych. Zubożenie puli genowej nowoczesnych odmian zbóż spowodowało zwrócenie zainteresowania naukowców i hodowców na inne potencjalne źródła genów odporności. Dawne odmiany oraz populacje miejscowe zbóż są jednym z perspektywicznych źródeł pozyskiwania genów odporności. Charakteryzują się one dużą różnorodnością morfologiczną, użytkową i genetyczną. Celem przedstawionych prac była charakterystyka pod kątem możliwości pozyskania z dawnych odmianach i populacji miejscowych, efektywnych i trwałych źródeł odporności na mączniaka prawdziwego zbóż i traw. Przy wykorzystaniu selekcji fenotypowej wytypowano obiekty charakteryzujące się reakcją wrażliwości lub odporności na zastosowane izolaty różnicujące z różnych regionów kraju. W celu opisania zróżnicowania pomiędzy badanymi liniami / odmianami oraz izolatami mączniaka prawdziwego przeprowadzono analizy statystyczne.

W zbożowych kulturach in vitro jednym z najtrudniejszych problemów do przezwyciężenia w trakcie produkcji podwojonych haploidów (DH) jest albinizm. Wydaje się, że dość skutecznym sposobem redukowania albinizmu jest dobór odpowiedniego czynnika stresowego w połączeniu ze zbalansowanym składem pożywek. W prezentowanej pracy zastosowano suplementację pożywek jonami miedzi i srebra (CuSO4, AgNO3) oraz modulowano czas kultur na pożywkach indukujących dla trzech gatunków zbóż: jęczmienia (Hordeum vulgare L.), pszenicy (Triticum aestivum L.) oraz pszenżyta (x Triticosecale spp. Wittmack ex A. Camus 1927). Zastosowanie metody Taguchiego pozwoliło na ograniczenie liczby eksperymentów oraz umożliwiło zoptymalizowanie warunków prowadzenia kultur in vitro, co ostatecznie wpłynęło na poprawę ilości zielonych regenerantów u wszystkich zastosowanych gatunków.

Substancje bioaktywne, posiadające zdolność modyfikowania funkcji fizjologicznych i metabolicznych organizmu, stanowią obszar coraz większego zainteresowania w kontekście ochrony zdrowia. Oceniono 45 linii pszenicy ozimej ze zbioru 2015 roku, których wegetacja przebiegała w warunkach suszy w sześciu różnych lokalizacjach stacji hodowli roślin. Stwierdzono występowanie korelacji pomiędzy zawartością arabinoksylanów rozpuszczalnych oraz ich indeksem masy cząsteczkowej a lepkością wodnego ekstraktu. Stres suszy powodował wzrost długości łańcuchów arabinoksylanów rozpuszczalnych.

Celem pracy był wybór optymalnej metody detekcji mutacji w genie Nud indukowanej z wykorzystaniem technologii CRISPR/Cas9 w jęczmieniu zwyczajnym. Testowano cztery powszechnie wykorzystywane techniki genotypowania: polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP), trawienie enzymatyczne przy użyciu endonukleazy I z bakteriofaga T7, wysokorozdzielczą krzywą topnienia produktu reakcji łańcuchowej polimerazy (HRM-PCR) oraz sondy molekularne. W toku prowadzonych prac stwierdzono, że najkorzystniejszym sposobem wykrywania mutacji indukowanej techniką CRISPR/Cas9 jest metoda oparta o sondy molekularne. Daje ona jednoznaczne i powtarzalne wyniki ale jednocześnie wymaga użycia zawansowanej aparatury.

Badaniami objęto grupę 97 jednozarodnikowych izolatów patogenu, zebranych z różnych odmian pszenicy i pszenżyta na terenie Polski. Analizę wirulencji wykonano w oparciu o zestaw blisko-izogenicznych linii pszenicy, które zawierają pojedyncze, znane geny odporności Lr. Zaobserwowano, że większość izolatów pochodzących z pszenżyta posiadało wirulencję wobec trzech genów Lr. Natomiast wśród izolatów pochodzących z pszenicy przeważały izolaty wirulentne wobec innych trzech genów Lr.

Ograniczanie konkurencyjności chwastów metodami mechanicznymi (pielniki, pielenie ręczne) jest procesem czasooraz kosztochłonnym. Allelopatia odnosi się głównie do substancji chemicznych wydzielanych do podłoża, które wpływają na wzrost innych organizmów w bezpośrednim otoczeniu. Jedną z roślin o najsilniejszym potencjale allelopatycznym jest, należące do rodziny wiechlinowatych, sorgo. Celem przeprowadzonych badań było określenie potencjału allelopatycznego wybranych form (odmian) sorga oraz przydatności wyciągu wodnego z sorga (Sorghum bicolor) jako bioherbicydu w ograniczeniu zachwaszczenia w uprawie ekologicznej zbóż (kukurydzy, pszenicy, pszenżyta), w naszych warunkach klimatycznych.

Przedstawiono badania nad określenie uwarunkowania genetycznego odporności na mączniaka prawdziwego czterech linii jęczmienia jarego. Badane linie wykazały odmienny profil reakcji na zastosowane izolaty, co wskazuje na obecność nowych nieznanych genów odporności. Wykazano że lokalne odmiany jęczmienia są potencjalnym źródłem efektywnej odporności.

Celem pracy było wskazanie różnic pomiędzy odpornością rasowo-specyficzną i rasowo-niespecyficzną, by ocena odporności polowej badanej linii hodowlanej mogła być uzupełniona o dane wskazujące na typ odporności. Materiałem do badań była pszenica podatna odmiany Thatcher (Tc) oraz 5 linii izogenicznych z genami warunkującymi określony, znany typ odporności. Oceniano typy infekcji w siewkach i roślinach dorosłych. Na podstawie obserwowanych różnic można dokonać wstępnej selekcji roślin z odpornością rasowo-niespecyficzną typu APR.

Sorgo po pszenicy, kukurydzy, ryżu oraz jęczmieniu zajmuje piątą pozycję pod względem powierzchni upraw zbóż na świecie. Sorgo w początkowej fazie cechuje się powolnym wzrostem, co powoduje, że przez pewien czas międzyrzędzia pozostają niezakryte i w konsekwencji stwarza odpowiednie warunki do szybkiego wzrostu i rozwoju chwastów. Celem prowadzonych badań była ocena skuteczności i selektywności wybranych herbicydów stosowanych w uprawie sorgo na terenie Wielkopolski.

W pracy syntetycznie przedstawiono działalność hodowlaną spółki DANKO Hodowla Roślin Sp. z o. o. Wskazano zakres prowadzonych prac jak i możliwości nawiązania współpracy z nauką. przedstawiono metody i techniki stosowane przez spółkę w pracach hodowlanych.

Podsumowano najważniejsze osiągnięcia dotyczące cytogenetycznej i molekularnej charakterystyki wybranej puli genotypów miskanta chińskiego, cukrowego oraz olbrzymiego uzyskanych w Pracowni Cytogenetyki i Metodyki Hodowli, Zakładu Genetyki i Hodowli Roślin Korzeniowych, Oddziału IHAR — PIB w Bydgoszczy.

Zgodnie z prawodawstwem Unii Europejskiej rośliny zmodyfikowane genetycznie, przed wprowadzeniem na rynek muszą zostać ocenione pod względem bezpieczeństwa dla zdrowia ludzi, zdrowia zwierząt i środowiska. Jedyną rośliną GM, autoryzowaną do uprawy w Unii Europejskiej jest kukurydza MON810. Zawiera ona gen cry1Ab z bakterii glebowej Bacillus thuringensis, warunkujący ekspresję białka Cry1Ab. Kukurydza jest często uprawiana w monokulturze, istnieje więc ryzyko akumulacji białka Cry1Ab w glebie w wyniku wieloletniej uprawy.

Badania miały na celu charakterystykę składu chemicznego ziarna oplewionego i obłuszczonego, a także ocenę wpływu warunków uprawy na cechy fizykochemiczne odmian owsa zwyczajnego. Materiałem badawczym było ziarno oplewione i obłuszczone 22 odmian owsa, a także 3 odmian form nagich, z kolekcji HR Strzelce. W materiale oznaczono udział plewki, składniki mineralne, białko, lipidy ogółem, oligocukry, kaloryczność, skrobię strawną, nieskrobiowe polisacharydy z podziałem na frakcję rozpuszczalną i nierozpuszczalną, β-glukan oraz ligninę Klasona.

W badaniach oceniono reakcję odmian pszenicy jarej na dwa zróżnicowane poziomy intensywności technologii uprawy. Doświadczenie przeprowadzono w latach 2013–2015 na polach Zakładu Doświadczalnego Oceny Odmian w Skołoszowie. Uzyskane wyniki badań wykazały, że intensywny poziom technologii produkcji powodował wzrost plonu ziarna pszenicy o 1,6 t·ha-1, w porównaniu do plonu uzyskanego w technologii średnio intensywnej. Wzrost plonu ziarna pszenicy uprawianej według technologii intensywnej w odniesieniu do technologii średnio intensywnej wynikał z większej liczby kłosów na jednostce powierzchni. Odmiany pszenicy jarej różniły się poziomem plonowania oraz wartością elementów składowych plonu. Największy plon ziarna uzyskała odmiana KWS Torridon, a najmniejszy Izera. Odmiana Izera, KWS Torridon i Tybalt uzyskały największą obsadę kłosów na jednostce powierzchni, z kolei odmiana Parabola uzyskała największą masę 1000 ziaren, a największą liczbę ziaren z kłosa uzyskała odmiana KWS Torridon.

Badania przeprowadzono w latach 2014–2016 w dwóch miejscowościach w Polsce: Stacja Doświadczalna IUNG w Osinach na glebie kompleksu żytniego bardzo dobrego i w Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Jadwisinie na glebie kompleksu żytniego słabego. Ziemniaki uprawiano w obu miejscowościach w dwóch systemach produkcji — ekologicznym i integrowanym. W badaniach oceniano 6 odmian ziemniaka należących do dwóch grup wczesności — wczesnych i średnio wczesnych. W pełni rozwoju roślin określano ich masę nadziemną, a w czasie zbioru wielkość plonu. Współczynnik plonowania określano jako udział masy bulw w całej masie nadziemnej i podziemnej. Stwierdzono, że na współczynnik plonowania roślin ziemniaka największy wpływ miał czynnik odmianowy. System produkcji i warunki glebowo-klimatyczne nie wpłynęły na wielkość tego wskaźnika. Zakres współczynnika plonowania był szeroki i wynosił w zależności od odmiany, warunków środowiska i systemu produkcji od 50 do 83%, co oznacza, że w sprzyjających warunkach aż 83% asymilatów może być ulokowane w bulwach