Šlechtění a semenářství Úvodní přednáška Šlechtění rostlin Šlechtění a semenářství

Tvorba výchozí variability Produkce rozmnožovacího materiálu Šlechtění rostlin NOVOŠLECHTĚNÍ Genetické zdroje Tvorba výchozí variability Hybridizace Mutageneze Transgenoze Udržovací šlechtění Výběrové systémy Produkce rozmnožovacího materiálu Registrace odrůdy

Šlechtění rostlin v českých zemích Dlouholetá tradice, systematicky od 2. poloviny 19. století Za 1. republiky 16 šlechtitelských stanic Selekta Stupice u Prahy Sativa Keřkov Společnost pro pěstování řepového semene Praha Ústav pro zušlechťování rostlin v Přerově Od roku 1921 jsme členem ISTA Do roku 1940 vyšlechtěno na základě kombinačního křížení 245 odrůd 12ti hlavních polních plodin

Šlechtění rostlin v českých zemích Období protektorátu v duchu mnohých pozitivních změn pozitivní změny zejména v oblasti zpřísnění semenářské kontroly povinnost registrace odrůd, možnost odnětí povolení povinné zkoušení užitné hodnoty Zavedení licenčních poplatků za užívání odrůdy Omezení šlechtění pouze na členy svazu šlechtitelů rostlin v Protektorátu B. & M. Téměř 100% ploch osévaných originálním osivem Výrazná restrikce původních odrůd Přesto evidentní preference německých odrůd

Šlechtění rostlin v českých zemích Poválečné období Kolektivizace vede k tvorbě státních a národních podniků Šlechtění organizováno v rámci hlavních šlechtitelských konglomerátů (Oseva, Sempra Praha) V 60. letech intenzivní rozvoj mutačního šlechtění Od r. 1968 tvorba odrůd zaostává za světem, proto výraznější spojení šlechtitelské praxe s plodinovým výzkumem Od 80. let se výrazněji začínají uplatňovat in vitro kultury v udržovacím šlechtění a novošlechtění Téměř 100% ploch osévaných originálním osivem

Šlechtění rostlin v českých zemích Období po roce 1989 Od r. 1990 liberalizace trhu s osivy a sadbou, příliv nových odrůd ze západní Evropy 1991 se stáváme členem UPOV Rozpad národních podniků a vznik až 400 firem zabývajících se šlechtěním rostlin Později výrazná redukce nekonkurenceschopných subjektů Výrazné snížení ploch porostů založených z originálních osiv vede k finančním problémům významných šlechtitelů 1996 nový zákon o Osivu a sadbě (zák. 92/96 Sb.) Od roku 2000 povinnost platby licenčních poplatků i u farmářských osiv 2002 založeno družstvo vlastníků odrůd 2006 se stáváme členy EU

Šlechtění rostlin v českých zemích Současnost Šlechtitelé sdružení v rámci ČMŠSA (72 řádných členů) www.cmssa.cz Družstvo vlastníků odrůd (31 členů) Registrace odrůd (Národní odrůdový úřad při ÚKZÚZ Na základě zákona 219/2003 Sb. v pozdějším znění Prověření DUS a UH Kontrola existence udržovacího šlechtění Zápis do národního katalogu a společného katalogu EU

Osobnosti českého šlechtění Johan Gregor Mendel (1822 – 1884) zakladatel moderní genetiky Emanuel Proskowetz (1848 – 1944) šlechtitel hanáckých ječmenů, zakladatel moderního šlechtění Doc. Ing. Josef Bouma (1921 – 2002) významný šlechtitel ječmenů, zasloužil se o rozvoj radiační mutageneze ve šlechtění, odrůda Diamant (1965 – 1972)

Šlechtění rostlin v českých zemích Kvalitní a světoznámé odrůdy Hanácká Pedigree Valtický Diamant Osvaldův klon žateckého poloraného červeňáku č. 72 Bohatýr

Odrůda definice ze zákona 178/2006 Sb. (219/2003 Sb.): Soubor rostlin náležející k nejnižšímu stupni botanického třídění, vymezitelný projevem znaků vyplývajících z určitého genotypu nebo kombinace genotypů, odlišitelný od každého jiného souboru rostlin projevem nejméně jednoho z těchto znaků a považovaný za jednotku rozmnožovatelnou beze změny tedy – odrůda vyhovuje tzv. DUS - (Distinctness, Uniformity, Stability).

Odrůda Dále lze odrůdu chápat jako: Výsledek šlechtitelské práce Podléhá autorskému zákonu, práva jsou chráněna speciálním zákonem 408/2000 Sb. Stabilizační faktor rostlinné produkce Genotyp ovlivňuje hospodářský výsledek z 25 – 30% Předmět obchodu – regulace ze zákona 219

Uniformita odrůdy Uniformita požadavek důležitý z hlediska objektivního posuzování vlastností genotypu (+) je zárukou užitné hodnoty pro pěstitele, zpracovatele či trhovce (+) Omezuje schopnost adaptace porostu na náhlé změny v průběhu pěstování (-) Znesnadňuje realizaci produkce v případě existence autoinkompatibility (-)

! Ideotyp odrůdy Je limitován existencí genetických zdrojů Zamýšlený obraz odrůdy, který bude v době uvedení na trh požadován. zahrnuje několik složek: Výnosový potenciál Jakost (látkové složení) Speciální vlastnosti (specifická odolnost) Výnos Jakost Speciální vlastnosti ! Je limitován existencí genetických zdrojů

Genetická diverzita

Genetická diverzita (rozmanitost) 250 000 cévnatých rostlinných druhů 30 000 jedlých druhů 7 000 kulturních druhů 30 hlavních plodin (95% potravin) V důsledku lidské činnosti biodiverzita klesá !

Centra genetické diverzity Nikolaj I. Vavilov (1887 – 1943) Centra původu kulturních druhů „Oblast maximální variability, obvykle zahrnující velké množství endemických forem a vlastností, může být obvykle považováno za centrum formování druhu.“

Centra genetické diverzity dle Vavilova

Centra genetické diverzity Čína – 4000 př.n.l. - rýže, čirok, sója Indie – 3000 př.n.l. čajovník, datlovník, tykev Jihových. Asie – třtina, banánovník, citrus atd. Střední východ a centrální Asie – 4000 př.n.l. – réva, olivovník, pohanka, vojtěška, konopí, zelí… a 5. Blízký východ a Středozemí – 7000 př.n.l. pšenice, ječmen, hrách, čočka… Centrální Afrika - 2000 př.n.l. – v. meloun, skočec, čirok Severní a Stř. Amerika – 5000 (6000) př.n.l.- fazol, slunečnice, jahodník, kukuřice Andy – 2500 př.n.l. – brambor, batáty, podzemnice olejná, fazol Jižní Amerika – ananas, jam, bavlník, kakaovník, tabák, paprika

Současné rozšíření pšenice (Triticum aestivum)

Genetický zdroj Organismus, který je nositelem genů potenciálně využitelných ve šlechtění. Primární genové zdroje Sekundární genové zdroje Terciární genové zdroje

Primární genetické zdroje Využitelnost ve šlechtění běžnými hybridizačními postupy Křížení na úrovni homologních chromozómových sad Odrůdy (variety) Poddruhy Příbuzné druhy (v rámci rodu)

Sekundární genetické zdroje Využitelnost je limitována možnostmi překonání obtíží spojených se vzdálenou hybridizací (omezená vitalita F1 generace, vzájemná nekřižitelnost rodičů aj.) Křížení na úrovni homeologie chromozómových sad) Křížení nepříbuzných druhů (v rámci čeledi) Tritikale (Triticum x Secale) Typická je extrémní podobnost na jednoho z rodičů

Terciární genetické zdroje Přenos genů je podmíněn využitím speciálních technik Absolutní nekřižitelnost druhů Snížená vitalita embryí Transgenoze (Bacillus thuringiensis – Zea mays) Fúze protoplastů (cytoplazmatická pylová sterilita) Překonávání nekřižitelnosti v in vitro podmínkách

Důsledky ztráty genetické diverzity Ekonomické dopady: Ukrajina (1972) „Bezostaja“ Miliony hektarů pšenice zmrzly Sociální katastrofy: Hladomor v Irsku (1846) Zemřely a emigrovaly cca 4 mil. lidí Zánik civilizací: Mayská kultura (10. St. n.l.) Zanikl celý ekosystém terasovitých sídlišť

Změny během domestikace Ztráta vlastností typických pro divoké formy Rozpadavost klasů Pukavost tobolek a šešulí Aparát pro anemochorii a zoochorii Dormance semen a pupenů Postupné klíčení a dozrávání Tvrdosemennost Odolnost a adaptabilita

Změny během domestikace Změna velikosti zásobních a reprodukčních orgánů Kořeny (Beta sp.) Stonkové hlízy (Solanum sp.) Cibule (Allium sp.) Květy (Rosa sp.)

Uchovávání a evidence a genetických zdrojů

Národní program konzervace g.z. Ze zákona 148/2003 Sb. In situ: Přirozená společenstva rezervace, národní parky Ex situ - genové banky: In vitro kultury (pomalý růst) Suchá zmrazená semena (-20 C) Kryoprezervace (-196 C) Genomické knihovny

Kolekce genové banky Rozsah sbírek v ČR již přesáhl 50 tis. položek Základní kolekce Aktivní kolekce Činnost genové banky Sběr konzervace hodnocení distribuce

Evidence genetických zdrojů EVIGEZ – mezinárodní databáze (Fox Pro) (www.vurv.cz) Pasportní část: Evidenční číslo zdroje (ECN) Botanická charakteristika Řešitel a původ Popisná část: Přesný popis na základě klasifikátorů