Bakalářská práce na téma: Testování klonů hybridní jedle Zpracoval: Roman Kratochvíl

Cíle bakalářské práce Problematika šlechtění jedle Měření a šetření v klonové testu hybridní jedle Posouzení rozdílu v růstu a vývoji testovaných klonů

Problematika šlechtění jedle Jedním z důvodů šlechtění jedle byl znatelný ústup zejména ve druhé polovině 20. století. Za příčinu je uváděno mnoho abiotických a biotických faktorů. Tento jev je označován jako chřadnutí jedle bělokoré

Chřadnutí jedle bělokoré Hospodaření Lokální imise Korovnice z rodu Dreyfusia Genetická variabilita

Chřadnutí jedle bělokoré - Hospodaření Jedle potřebuje ke svému růstu dostatek půdní vlhkosti Jedle se řadí do skupiny dřevin, které tolerují v mladí zástin. Vyhovují více etážové porosty s delší obnovní dobou. Jedli nevyhovuje holosečné hospodaření (rychlé odstranění mateřského porostu), považuje se za dřevinu výběrného lesa. Pokud je jedle náhle vystavena nadměrnému osvětlení dochází často k řadě fyziologických poruch

Chřadnutí jedle bělokoré - Korovnice z rodu (Dreyfusia) Korovnice kavkazská (Dreyfusia nordmannianae Ecskt.) a korovnice jedlová (Dreyfusia picea Ratz.) Korovnice se živí sáním na kůře jedlí Korovnice kavkazská napadá mladší jedince (tyčoviny) Korovnice jedlová napadá starší jedince

Chřadnutí jedle bělokoré – Genetická variabilita Předpokládalo se, že jedním z prvotních příčin chřadnutí jedle je nedostatečná genetická variabilita Šíření po době ledové bylo zpomaleno velikostí semen a velikostí pylu jedle (v době migrace lesů) Zhoršený vznik heterozygotních jedinců (edafotypy, klimatypy…) To mělo za příčinu možný vznik incestních jedinců Takový to jedinci se mohou vyznačovat menší rezistenci vůči abiotickým a biotickým faktorům (klesá odolnost)

Šíření jedle v Evropě po době ledové v preboreálu (začátkem boreálu) 1) Jurská cesta 2) Allgavská cesta 3) Východoalpská cesta U nás jedle dosáhla maximálního rozšíření v subatlantiku (Musil, Hamerník, 2007)

Chřadnutí jedle bělokoré - Shrnutí Podle současných poznatků se za nejvýznamnější příčinu chřadnutí jedle považuje způsoby hospodaření. Významně se na zhoršování zdravotního stavu jedle podílí i imise Korovnice kavkazská významným způsobem zhoršuje zdravotní stav jedle v přehoustlých tyčkovinách a tyčovinách Obecně lze proto tvrdit, že chřadnutí jedlí nebylo doposud zcela průkazně vysvětleno. Bez omezení vlivu spárkaté zvěře nebude možno do budoucnosti vypěstovat ani zcela zdravé porosty.

Zlepšování zdravotního stavu jedle bělokoré Jednou z možností jak významně zvýšit odolnost jedlí je hybridizace (mezidruhová, vnitrodruhová) U jedlí takto získaní jedinci vykazují heterozní efekt nejen v růstu, ale i rezistenci vůči abiotickým a biotickým faktorům

Šlechtění Šlechtění lesních dřevin můžeme definovat jako aplikovanou vědní disciplínu nebo technologii, která má za cíl zlepšení genetického potenciálu populací lesních dřevin tak, aby se zlepšil jejich zdravotní stav a zároveň zvýšila hospodářská hodnota těchto porostů.

Postupy šlechtění Selekce Testování Rozmnožování

Cíle šlechtění jedle 1) Záchranu a využívání zdrojových populací jedle bělokoré s maximálně možnou genetickou variabilitou. 2) Rozvoj jedlových semenných sadů a jejich následné testování. 3) Vegetativní množení jedle (řízkováním a in vitro) pro zakládání klonových testů.

Selekce Každá selekce snižuje genetickou variabilitu příslušné populace. 1) Selekce - Přirozená - Umělá 2) Selekce umělá - Individuální - Hromadná

Zvyšování genetické variability populací 1) Spontální – přirozené mutace 2) Novošlechtění - Hybridizace - Mutační šlechtění - Genové manipulace Při novošlechtění můžeme získat nové doposud neznámé kombinace dědičných vloh, teda i jedince s novými vlastnostmi (rozšiřujeme proměnlivost).

Hybridizace Spojení dvou genotypově různých gamet při sprášení Rozlišujeme a) vnitrodruhovou b) mezidruhovou c) mezirodovou

Testování Cíle genetických testů: 1) Testy potomstev 2) Stanovení komponentů variance a dědivosti 3) Produkce zdrojových populací pro následující generaci selekce a šlechtění 4) Demonstrace a odhad genetického zisku

Testování potomstev 1) Klonové zkoušky 2) Testování potomstev z volného sprášení 3) Testování potomstev rodičovských stromů z kontrolovaného opylení 4) Časné testy (Early test´s)

Problematika růstu řízkovanců (klonů) Klonový materiál může vykazovat plagiotropní růst Čím starší jedinec, z kterého odebíráme řízky tím déle si ponechává řízkovanec plagiotropní růst

Měření a šetření v klonové testu hybridní jedle Zaznamenání výšek a tlouštěk, mortality Zpracování analýzy rozptylu pomocí statistického programu statistica (ANOVA) A další zpracování základních statistických údajů

Použité druhy jedlí Jedle bělokorá (Abies alba Mill.) Jedle kavkazská (Abies nordmanniana Steven) Jedle řecká (Abies cephalonica Loud.) Jedle cilicijská (Abies cilicica Antoine & Kotschy)

Testované plochy Založeny v letech 1993, 1995 a 1996 Šlechtitelská stanice Truba nacházející se v blízkosti Kostelce nad Černými lesy

Plocha založená v roce 1993 Druhy kombinací křížení, zkratek pro jednotlivé klony a závorce uvedena dávka RTG záření 1- A. alba 2 x A. alba ž (500 - 1000) 2- A. alba 3 x A. nordmanniana 3- A. nordmanniana x A. nordmanniana – samoopylení 4- A. alba 3 x A. alba ž 6- A. cephalonica 2 x A. cephalonica 2 – samoopylení 9- A. cephalonica 1 x A. cephalonica 3 (300) 10- A. cephalonica 1 x A. cephalonica 3 (1500) 11- A. cephalonica 1 x A. cephalonica 3 (1000) 12- A. cephalonica 1 x A. cephalonica 3 (500) 16- A. cephalonica 2 x A. cephalonica 3 (1500) 17- A. cephalonica 2 x A. cephalonica 3 (3000) 18- A. cephalonica 2 x A. cephalonica 3 (500) 19- A. cephalonica 2 x A. cephalonica 3 (1000) K1- A. alba 1 x A. cilicica K3- A. alba x A. alba – kontrolní materiál z volného opylení S2- A. cephalonica 3 x A. cephalonica 3 – samoopylení

Plocha založená v roce 1995 Druhy kombinací křížení, zkratek pro jednotlivé klony 4/5 - A. cephalonica x A. cephalonica (17) 5/2 - A. cephalonica x A. cephalonica (19) 6/1 - A. alba x A. alba (4) 13/1 - A. cephalonica x A. cephalonica (18) 18/8 - A. cephalonica x A. cephalonica (16) 21/23 - A. alba x A. cilicica (K1) 21/24 - A. alba x A. cilicica (K1) 23/10 - A. cephalonica x samoopylení (S2) F2 - 2. filiální generace A. cilicica x A. cephalonica

Plocha založená v roce 1993

Grafické znázornění rozdílu tlouštěk mezi kontrolní materiálem

Grafické znázornění rozdílu výšek mezi kontrolní materiálem

Plocha založená v roce 1995

Analýza rozptylu Analýza rozptylu zde byla realizována u tloušťky a výšky (1993) všech klonů. Nulová hypotéza vyjadřuje rovnost mezi středními hodnotami. Výsledky testu vyšly pro tloušťku p=0,36 a pro výšku p=0,06, tudíž obě hodnoty jsou větší než testovací hladina α=0,05 proto dojdeme k závěru, že: 1) Na hladině významnosti α=0,05 nelze H0 o shodné střední hodnotě tlouštěk zamítnout. 2) Na hladině významnosti α=0,05 nelze H0 o shodné střední hodnotě výšek zamítnout.

Analýza rozptylu Analýza rozptylu zde byla realizována u tloušťky a výšky (1995) všech klonů. Nulová hypotéza vyjadřuje rovnost mezi středními hodnotami. Výsledky testu vyšli pro tloušťku p=0,000223 a pro výšku p=0,000644, tudíž obě hodnoty jsou nižší než testovací hladina α=0,05 proto dojdeme k závěru, že: 1) Na hladině významnosti α=0,05 zamítáme H0 o shodné střední hodnotě tlouštěk. 2) Na hladině významnosti α=0,05 zamítáme H0 o shodné střední hodnotě výšek.

Plocha založená v roce 1996 Mezi roky 2003 a 2009 přežilo 100 jedinců, mortalita mezi těmito roky byla 94 jedinců což je 45%. Celková mortalita na ploše je i s vylepšením 128 jedinců. Průměrná tloušťka byla na této ploše změřena 50 mm. Průměrná výška byla na této ploše 386 cm.

Závěr Na plochách z roku 1993 a 1995 vykázal kontrolní materiál vysokou mortalitu což je kladný výsledek. Na ploše z roku 1995 se kontrolní materiál nedochoval. Výsledky mortality kontrolního materiálu a přeživších hybridů je možno odvodit závěr, že vybraní hybridní jedinci vykazují zvýšenou odolnost vůči abiotickým a biotickým faktorům V měření průměrných výšek a tlouštěk bylo zjištěno, že kontrolní materiál vykazoval větší průměrné tloušťky a výšky. Důvodem tohoto stavu je skutečnost, že hybridní klonový materiál vykázal přechod z plagiotropního růstu na orthotropní.

Otázky od oponenta 1) V kapitole o genetickém zisku (G=S . h2) hovoříte o selekčním rozdílu jako o jedné složce tohoto vzorce. Vysvětlete co je to h2 - tj. druhá část vzorce. - druhá část (h2)vyjadřuje dědičnost, kterou mateřský strom přenáší na své potomstvo. 2) Co považujete ta podhodnocení výsledků měření? Prosím vysvětlit. Mortalita části jedinců může zvětšit i zmenšit průměrnou výšku přežívající populace. Rovněž nevím jak chápete podhodnocení populace vlivem přechodu růstu z plagiotropní na ortotropní. - podhodnocením výsledků měření je myšleno snížení průměrných hodnot výšek a tlouštěk vlivem přechodu na ortotropní růst