Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav biologie rostlin
Zhodnocení rezistence transgenních odrůd kukuřice proti zavíječi kukuřičnému a necílovým organismům Bakalářská práce
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Vyhnánek, Ph.D. Brno 2008
Vypracoval: Jitka Hanzalová
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Zhodnocení rezistence transgenních odrůd kukuřice proti zavíječi kukuřičnému a necílovým organismům“ vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně.
dne………………………………………. podpis bakaláře………………………....
PODĚKOVÁNÍ Ráda bych poděkovala vedoucímu bakalářské práce panu Ing. Tomáši Vyhnánkovi, Ph.D. za teoretickou pomoc a cenné připomínky. Dále děkuji Ing. Janě Šteflové z Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského v Oblekovicích.
Abstrakt Cílem bakalářské práce bylo seznámení se s problematikou tvorby geneticky modifikovaných
rostlin
a
využití
geneticky
modifikovaných
rostlin
v rostlinolékařství. Dále pak vypracovat literární rešerši na problematiku využití geneticky modifikovaných rostlin v rostlinolékařství se zaměřením na tvorbu a využití Bt-kukuřice. Následně bylo provedeno hodnocení rezistence transgenních odrůd kukuřice proti zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis) a necílovým organismům v maloparcelkových pokusech ÚKZÚZ Brno v lokalitě Oblekovice. Hodnotilo se poškození palic kukuřice housenkami zavíječe kukuřičného a výskyt necílových organismů v porostu kukuřice. Z výsledků vyplývá, že geneticky modifikovaná kukuřice (Bt-kukuřice) je odolná vůči zavíječi kukuřičnému a i výskyt necílových organismů byl velmi nízký.
Klíčová slova: GMO, Bt-kukuřice, zavíječ kukuřičný
Abstract The aim of my bachelor thesis was to introduce problems of creation of genetically modified plants and the usage of genetically modified plants in phytosanitary. Further, to elaborate literature search about the problems of usage of genetically modified plants in phytosanitary with the aim at creation and usage of Bt-corn. Subsequently, the evaluation of resistance of transgenic maize varieties to The European corn borer (Ostrinia nubilalis) and nontarget organisms in small plot trials of ÚKZÚZ Brno in the locality of Oblekovice was carried out. Corncob damage caused by The European corn borer caterpillars and occurrence of nontarget organisms in the maize growth was assessed.The results presented here indicate that the genetically modified maize (Bt-corn) is resistent to The European corn borer and the occurrence of nontarget organisms was very low.
Key words: GMO, Bt-corn, Europaean corn borer
OBSAH
1. ÚVOD
6
2. CÍL PRÁCE
7
3. LITERÁRNÍ PŘEHLED
8
3.1. Geneticky modifikované rostliny
8
3.1.1. Charakteristika geneticky modifikovaných rostlin
8
3.1.2. Tvorba geneticky modifikovaných rostlin
8
3.1.3. Využití geneticky modifikovaných rostlin v rostlinolékařství
11
3.1.3.1. Transgenní rostliny rezistentní k hmyzím škůdcům
11
3.1.3.2. Transgenní rostliny tolerantní k herbicidům
12
3.2. Bt-kukuřice
12
3.2.1. Tvorba a využití Bt-kukuřice
13
3.2.2. Podmínky pro pěstování Bt-kukuřice
14
3.2.3 Pěstování Bt-kukuřice ve světě, v Evropě a v ČR
15
3.3. Zavíječ kukuřičný 3.3.1. Biologie
16 16
3.3.1.1. Hostitelské rostliny
16
3.3.1.2. Vývojový cyklus
17
3.3.1.3. Ekologie
17
3.3.1.4. Příznaky poškození
18
3.3.2. Způsoby ochrany 4. MATERIÁL A METODIKA
18 20
4.1. Přehled vybraných hybridů
20
4.2. Charakteristika zkušebního místa
21
4.3. Metodika založení a hodnocení pokusu
22
5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUZE
29
6. ZÁVĚR
31
7. POUŽITÁ LITERATURA
32
8. PŘÍLOHA
34
1. ÚVOD Kukuřice je velmi významnou krmnou, potravinářskou i farmaceutickou plodinou pocházející z Jižní Ameriky. Historie pěstování kukuřice jako kulturní plodiny je stará více jak 5600 let. Do Evropy se dostala koncem 15. století a do střední Evropy se rozšířila z Balkánu. Kukuřice je druhou nejrozšířenější plodinou ve světě. K největším producentům patří Severní a Jižní Amerika. V Čechách má krátkou historii pěstování. Mezi nejvýznamnější škůdce kukuřice patří zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis). Housenky zavíječe se živý všemi částmi rostlin, žír ve stéblech (tunelování) způsobuje vyšší lámavost stonků. Škůdce snižuje výnosy i kvalitu zrna. Klasy napadené zavíječem kukuřičným bývají druhotně napadány houbovými chorobami, zejména rodu Fusarium. Škodlivé mykotoxiny, které houbové choroby produkují, prokazatelně negativně ovlivňují zdraví zvířat a lidí. Jako jedna z nejúčinnějších metod biologické ochrany vůči tomuto škůdci se jeví použití geneticky modifikované kukuřice. Bt-kukuřice produkuje dostatečné množství Bt-proteinu v listech, stoncích a klasech, kterým se účinně chrání proti zavíječi kukuřičnému a bázlivci kukuřičnému. Geneticky modifikované organismy (GMO) vyvolávají u nás i ve světě velmi protichůdné reakce. Odpůrci GMO upozorňují na potencionální rizika a nedostatečné vědomosti. Naopak zastánci GMO poukazují na přínosy, které využití geneticky modifikovaných organismů přináší. Použití GMO je regulováno na národní i mezinárodní úrovni. Cílem bakalářské práce bylo hodnocení rezistence transgenních odrůd kukuřice proti zavíječi kukuřičnému a necílovým organismům.
6
2. CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo seznámit se s problematikou tvorby geneticky modifikovaných rostlin (GMR) a jejich využitím v rostlinolékařství. V rámci bakalářské práce se zaměřit na tvorbu a využití Bt-kukuřice včetně vlastního hodnocení rezistence transgenních odrůd kukuřice proti zavíječi kukuřičnému a necílovým organismům v maloparcelkových pokusech ÚKZÚZ Brno v lokalitě Oblekovice.
7
3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Geneticky modifikované rostliny
3.1.1. Charakteristika geneticky modifikovaných rostlin
Podle zákona č. 78/2004 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a genetickými produkty se rozumí geneticky modifikovaným organismem takový organismus, kromě člověka, jehož dědičný materiál byl změněn genetickou modifikací provedenou některým z technických postupů stanovených v bodu 1 přílohy č.1 k tomuto zákonu [1]. Geneticky modifikované rostliny jsou rostliny, do jejichž dědičného základu byl vnesen jeden nebo několik klonovaných genů získaných metodami genového inženýrství. Takové geny mohou pocházet z dědičného základu samotného organismu, do něhož jsou opět vpravovány, nebo mohou pocházet z libovolně vzdáleného organismu [2].
3.1.2. Tvorba geneticky modifikovaných rostlin
Geneticky modifikované rostliny vznikají transgenozí. Jedná se o vnášení jednotlivých genů do rostlinného dědičného základu (genomu) metodami genového inženýrství. Znamená to cílenou, předem plánovanou změnu jediného znaku. Genové inženýrství umožňuje přidávat do rostlin genetické znaky, podmíněné jedním nebo více geny, tím že vyjme příslušný úsek DNA z jakéhokoliv organizmu a zařadí ho do genetického materiálu šlechtěné rostliny [3,5]. Tvorba geneticky modifikovaných rostlin má několik kroků:
1. Izolace a identifikace genů Pro zajištění exprese je nutno přenášet kompletní gen. Izolace a identifikace rostlinných genů je prováděna obvykle na principu vyhledávání v genových bankách pomocí heterologní hybridizace nebo v expresních knihovnách cDNA. Pro vyhledávání genů je rovněž využíváno sekvenčních technik nebo navození inzerční
8
inaktivace s využitím transponovatelných
elementů nebo T-DNA „taggingu“
pomocí Agrobacterium tumefaciens. Genová knihovna (syn. genová banka, banka klonů) je souborem funkčních genů určitého organizmu namnožených a uchovaných v buňkách jiného hostitelského organizmu, druhově nepříbuzného, zpravidla v buňkách bakterií. Po identifikaci a charakterizaci takto izolovaných genů je možno tyto geny technikami genového inženýrství přenášet a integrovat je do genomu dalších vhodných hostitelských organizmů [2,3].
2. Klonování genů Slouží k jejich namnožení. Klonováním lze připravit z jedné vyizolované molekuly DNA libovolné množství totožných kopií. a) klonování ve vektorech Jako vektory (let. vector = přenašeč) jsou využívány plazmidy, bakteriofágy, umělé konstrukce chromozomů a umělé hybridní plazmido – bakteriofágové vektory. Klonovaný gen se vloží do vektoru a spolu s ním replikuje. Replikace se uskutečňuje v hostitelské buňce (zpravidla bakterie nebo kvasinka). Klonovaný fragment DNA je inzertován na plazmid nebo virový vektor ligací na homologních
volných koncích, které vznikly rozštěpením určitou restriktázou.
Plazmid obohacený DNA fragmentem je pak vpraven do bakteriální hostitelské buňky, kde se namnoží. Plazmidové vektory se množí nezávisle na replikaci bakteriálního chromozomu, čímž se v buňce nahromadí i několik set kopií tohot plazmidu. b) klonování genů bez vektorů (PCR) Zmnožení určité DNA sekvence (genu) lze docílit pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR). Metoda je založena na opakované polymerizaci žádaného úseku DNA pomocí DNA polymerázy, izolované z bakterií. Žádaný úsek DNA identifikujeme pomocí dvou specifických primerů - syntetických jednovláknových oligonukleotidů. Proces klonování probíhá ve třech fázích: -
rozvláknění DNA
-
připojení primerů
-
syntéza komplementárního klonovaného úseku vymezeného primery
9
3. Transformace rostlinných buněk Vnášení klonovaných genů do rostlin lze realizovat prostřednictvím: -
vektorů (přenašečů), bakteriálních plazmidů, bakteriofágů a virů
-
přímou transgenozí (transgenoze mechanickým přenosem)[3]
Transgenoze prostřednictvím bakterií Agrobacterium tumefaciens Přenos cizorodých genů do rostlin s cílem jejich využití v transgenních odrůdách je realizován pomocí T–DNA z Ti-plazmidu Agrobacterium tumefaciens. Na prvotních interakcích mezi rostlinnými buňkami a buňkami agrobakteria se účastní jak funkce, kódované úsekem virulence virulence plasmidu Ti, tak chromosomálními geny A. tumegaciens. Vystřihnutí jednovláknové T-DNA z plasmidu Ti, její ochranu před nukleasami a dopravu až do rostlinného buněčného jádra zprostředkovává skupina genů, lokalizovaných na úseku vir plasmidu Ti. Integraci T-DNA do rostlinných chromosomů zprostředkovávají proteiny, kódované úsekem virulence, která si T-DNA přináší se sebou až do rostlinných buněk a současně i proteiny, kódované geny rostlinného genomu. Projev genů pro novou (bakteriální) biosyntetickou dráhu syntézy auxinů (iaaM, iaaH) a pro zvýšenou syntézu cytokininů (ipt), lokalizovaných na T-DNA, způsobuje tvorbu nádoru. Aktivita enzymu opinosynthasy umožňuje produkci opinů: Bakterie A. tumefaciens, která tvorbu nádoru vyvolala, může využívat opiny jako zdroj uhlíku a dusíku. [2,5] Přímá transgenoze Používané metody: 1. Mikroinjekce do jader, případně mikroinjekce do celých pletiv. 2. Kokultivace mikrospor nebo pylových láček s exogenní DNA. 3. Mikroprojektily (particle bombardement). Jsou to mikroskopické kuličky z inertního kovu (zlata, wolframu) o velikosti asi 1 µm, které byly ponechány v roztoku vektorové DNA a pak vysušeny, takže DNA ulpěla na jejich povrchu. Jsou vystřelovány do rostlinných buněk pomocí různých vysokotlakých zařízení. Rostlinné buňky přitom musí být ve vakuovém prostředí.
4. Detekce geneticky modifikovaných rostlin Transgeny mohou mít v akceptorovém genomu dva odlišné typy působení : -
jejich expresí vzniká nový protein a nový znak. 10
-
jejich expresí dochází ke snížení nebo eliminaci funkce některého v akceptorovém genomu přítomného genu nebo genové rodiny, případně viru.
Detekce integrace transgenů do rostlinného genomu a jejich aktivity má následující metodické možnosti: -
biochemický důkaz exprese selekčního genu
-
fyzikální důkaz přítomnosti intaktního transgenu (DNA/DNA-hybridizace, PCR)
-
průkaz transkripčního produktu (DNA/DNA-hybridizace, RT-PCR)
-
histochemická/cytochemická lokakalizace transkriptu in situ
-
funkce enzymu kódovaného transgenem (průkaz enzymu nebo jím katalyzované reakce)
-
fenotypový projev transgenu
-
sledování strukturní a funkční stability transgenu v semenném potomstvu [2,3]
3.1.3. Využití geneticky modifikovaných rostlin v rostlinolékařství
V ochraně rostlin se v současné době při tvorbě geneticky modifikovaných rostlin využívají především transgeny pro rezistenci k hmyzím škůdcům a transgeny pro toleranci k herbicidům.
3.1.3.1. Transgenní rostliny rezistentní k hmyzím škůdcům Pro plodiny odolné k hmyzím škůdcům se využívají geny pro δ-endotoxin Bacillus thuringiensis. Do této skupiny patří především geneticky modifikovaná Btkukuřice odolná vůči zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis), který je významným škůdcem kukuřice, a vůči bázlivci kukuřičnému (Diabrotica virgifera Le Conte). Jestliže housenky zavíječe kukuřičného nebo bázlivce kukuřičného kousnou do transgenní kukuřice, pozřou s tkání stébla i Bt-toxin, který je pro ně jedovatý. Housenky hynou a nemohou kukuřici dále poškozovat. Bt-toxin není toxický pro necílové skupiny škůdců a je zcela neškodný pro obratlovce včetně člověka.
11
Další pěstované transgenní rostliny rezistentní vůči hmyzu jsou brambory odolné vůči mandelince bramborové (Leptinotarsa decemlineata) a bavlník odolný vůči makadlovce bavlníkové [4,5].
3.1.3.2. Transgenní rostliny tolerantní k herbicidům Využití transgenních rostlin, tolerantních k herbicidům, znamená v řadě plodin snížení spotřeb těch herbicidů, které se aplikují preventivně do půdy. Herbicidy, k nimž jsou transgenní rostliny tolerantní, se používají až „na list“, cíleně v dávkách podle skutečného spektra a stavu plevelů, tedy tehdy, kdy je jich opravdu třeba. Transgenní rostliny tolerantní k herbicidům umožňují nahradit klasické herbicidy typy, které se v půdě rychleji odbourávají a jsou šetrnější k životnímu prostředí, k pracovníkům v zemědělství i ke konzumentům. V současné době jsou pěstovány transgenní rostliny tolerantní k účinným látkám herbicidů glyfosfát a fosfinotricin. Nejvíce pěstované transgenní rostliny tolerantní k herbicidům jsou kukuřice, sója, bavlník a řepka. Zkušenosti se zaváděním a pěstováním transgenních rostlin jsou krátkodobého charakteru a proto poznatky dané problematiky nemohou vést k jednoznačným závěrům, že nehrozí žádné riziko spojené s jejich pěstováním. Geny se mohou přenášet mezi kulturními rostlinami a planě rostoucími rostlinami příbuzného druhu pylem, což by mohlo vést ke vzniku plevelných rostlin, které by se velmi obtížně hubily. Ze semen transgenních rostlin se mohou vyvinout nové druhy rostlin, které konkurencí vytlačí přírodní druhy. Plevely i hmyz si mohou vyvinout odolnost k pesticidům, které se proti nim dlouhou dobu používají. Plevely se mohou stát odolné k herbicidům a hmyz se může stát odolný k insekticidům [2,4,5].
3.2. Bt-kukuřice Bt-kukuřice patří do skupiny plodin s rezistencí ke škodlivému hmyzu, produkuje dostatečné množství Bt-proteinu v listech, stoncích a klasech, kterým se účinně chrání proti zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis) a proti bázlivci kukuřičnému (Diabrotica virgifera Le Conte) od výsevu až po sklizeň. Rostliny mají možnost se normálně vyvíjet, přijímat živiny a vodu a lépe tak odolávat možným nepříznivým povětrnostním podmínkám. Ostatní geneticky modifikované
12
(GM) plodiny, které se v ČR pěstují pouze v minimálním rozsahu v rámci polních pokusů - GM brambory, GM len a GM slivoň, jsou určeny výhradně k vědeckým účelům a jejich produkty nejsou komerčně využívány. Jedná se o tzv. režim uvádění do životního prostředí a provádění těchto polních pokusů je pod dohledem České inspekce životního prostředí [6, 19]. 3.2.1. Tvorba a využití Bt-kukuřice
Podstatou rostlinné rezistence k hmyzím škůdcům jsou geny pro δ-endotoxin Bacillus thuringiensis, označované jako Bt-proteiny, které se izolují z bakterie a vnesou do plodin. Jejich buňky pak vyrábějí toxin. Bt-kukuřice se chrání proti zavíječi kukuřičnému produkcí CrylA(b) proteinu. Tento Bt-protein je v zažívacím traktu škůdce aktivován v toxin, který se váže ke specifickým receptorům střevní výstelky. Výsledkem této vazby je toxický účinek a zánik buněk – larva zavíječe umírá do 72 hodin. Pro jiné živočichy je Bt-protein neškodný, protože nemají odpovídající receptory. Stráví ho bez vedlejších účinků jako každou jinou proteinovou látku. Produkovaný Bt-protein má stejný mechanizmus účinku jako používané endotoxiny zaregistrovaných biopreparátů, to znamená, že inhibuje činnost trávicího ústrojí u cílených hmyzích škůdců.
Výhody pěstování Bt-kukuřice: -
stébla a palice nejsou poškozovány požerem zavíječe, méně se lámou
-
odolnost rostliny vůči zavíječi kukuřičnému po celou dobu vegetace
-
vyšší výnosy a menší ztráty při sklizni díky nepoškozeným a zdravým rostlinám
-
nižší napadení houbovými chorobami
-
redukce použití insekticidů, tím značná úleva pro životní prostředí
-
snižování nákladů na jednotku produkce
Nevýhody pěstování Bt-kukuřice: -
může se zpožďovat dozrávání – zavíječem nepoškozené rostliny déle asimilují a vegetují
13
-
vyšší administrativní náročnost – poskytování informace sousedům a státním orgánům, povinnost dodržování pravidel koexistence, označování produktu
-
možné problémy s odbytem kukuřice nebo s odbytem dalších produktů vzniklých za použití GM produktu [6,7]
3.2.2. Podmínky pro pěstování Bt-kukuřice
Pěstitel, který pěstuje modifikovanou Bt-kukuřici musí dodržovat pravidla koexistence, která platí v nezměněné podobě od roku 2006. Jde o souhrn zákonných opatření, jež mají zabránit případným ekonomickým škodám sousedních pěstitelů, kteří geneticky modifikované plodiny nepěstují. Ekonomické škody by mohly vzniknout smícháním produkce geneticky modifikovaných plodin s produkcí klasickou či ekologickou při překročení stanovené míry tolerance produktů z geneticky modifikovaných organizmů (GMO): komodita s obsahem GM příměsi vyšším než 0,9 % se považuje za GM a je nutné ji značit. Naopak komodita s obsahem náhodné příměsi GM plodiny pod 0,9 % se považuje za konvenční a značení nepodléhá. Opatření pravidel koexistence vycházejí z českých i evropských právních předpisů, hlavními dokumenty jsou zákon č. 252/1997 Sb., o zemědělství, ve znění pozdějších předpisů (zejména novela č. 441/2205 Sb.) a prováděcí vyhláška č. 89/2006 Sb., o bližších podmínkách pěstování geneticky modifikované odrůdy. Následující zásady platí pro každou fyzickou či právnickou osobu, která pěstuje (popř. hodlá pěstovat) geneticky modifikovanou plodinu na půdním bloku, popř. dílu půdního bloku. 1. Písemně informovat o záměru vysetí Bt-kukuřice místní zemědělskou agenturu před vsetím, nejpozději však do 1.března příslušného kalendářního roku. 2. Informovat o záměru vysetí Bt-kukuřice sousedního pěstitele (neplatí v případě, že od pozemku, kde bude pěstována Bt-kukuřice, leží do vzdálenosti 70 m pouze vlastní pozemky
a zároveň se do 200 m
nenachází žádný ekologicky hospodařící zemědělec). 3. Dodržet minimální vzdálenost 70 m mezi porostem Bt-kukuřice a jiným pozemkem s nemodifikovanou kukuřicí (popřípadě obsít klasickou 14
kukuřicí, která se při sklizni považuje za GMO, podle schématu, kdy jeden řádek klasické kukuřice o minimální šíři 70 cm kolem Bt-kukuřice nahrazuje dva metry minimální odstupné vzdálenosti – například při těsně přiléhajících pozemcích s kukuřicí je nutné Bt-hybridy obsít minimálně 35 řadami klasické kukuřice). 4. Dodržet minimální vzdálenost 200 m mezi porostem Bt-kukuřice a jiným pozemkem s kukuřicí, která je pěstována v režimu ekologického zemědělství. 5. Písemně informovat o vysetí Bt-kukuřice místní zemědělskou agenturu nejpozději do 30 dnů od zasetí. 6. Informovat o vysetí Bt-kukuřice sousedního pěstitele do patnácti dnů od zasetí. 7. Písemně informovat o místě pěstování Bt-kukuřice Ministerstvo životního prostředí ČR nejpozději do 60 dnů od zasetí (informaci zaslat na
adresu:
Ministerstvo
životního
prostředí
ČR,
odbor
environmentálních rizik, Vršovická 65, 100 10 Praha 10). 8. Vyznačit místo pěstování Bt-kukuřice v terénu rozpoznatelným způsobem. Nemusí být cedule s nápisem GMO. 9. Po sklizni označit produkt Bt-kukuřice jako geneticky modifikovaný organismus včetně jednoznačného identifikačního kódu – u hybridů kukuřice typu MON810 je tímto kódem MON-ØØ81Ø-6 (tyto informace předat písemně odběrateli Bt–kukuřice). Stejným způsobem je nutné označit klasickou kukuřici, která tvořila obsev. Živočišné produkty zvířat krmených Bt-kukuřicí není třeba označovat. 10. Evidovat údaje o nakládání s Bt-kukuřicí a uchovat je v podniku po dobu minimálně pět let. Požadované údaje jsou specifikovány v § 6 vyhlášky č. 89/2006 Sb. [13,14,20].
3.2.3 Pěstování Bt-kukuřice ve světě, v Evropě a v ČR V roce 2007 se zvýšila celková plocha, na které byly pěstovány geneticky modifikované plodiny, o 12,3 milionu hektarů, tj. o 12%. Celkem se GM plodiny oficiálně pěstují ve 23 zemích, z toho 12 spadá mezi země rozvojové. Největší výměry GM plodin (kukuřice, sóji, bavlníku a řepky) jsou v USA (54,6 mil. ha),
15
Argentině (18 mil. ha), Brazílii (11,5 mil. ha), Kanadě (6,1 mil. ha), Indii (3,8 mil. ha) a Číně (3,5 mil. ha). U GM kukuřice je to USA, Kanada, Jihoafrická republika a Španělsko. V ČR byla poprvé Bt-kukuřice zaseta v roce 2005 na výměře 270 ha (podle evidence SZIF). V roce 2006 se rozšířilo její pěstování pětinásobně na celkovou výměru 1290 ha. V roce 2006 evidenci vedlo Ministerstvo zemědělství ČR prostřednictvím regionálních zemědělských agentur (ZA). Informaci o pěstebních plochách poskytovali přímo pěstitelé (v počtu 85) na základě zákonné povinnosti ohlašovat místo pěstování GM plodiny podle zákona číslo 252/1997 Sb., o zemědělství, ve znění zákona č. 441/2005 Sb. V dalším pěstitelském ročníku 2007 došlo k dalšímu výraznému rozšíření ploch na celkovou výměru 5000 ha. Pěstování Bt-kukuřice se v tomto roce věnovalo 131 pěstitelů ČR. Podle oblastí ČR je Btkukuřice nejvíce rozšířena v Jihomoravském kraji, dále pak Středočeském a Královéhradeckém kraji [21, 20].
3.3. Zavíječ kukuřičný Zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis) je nejvýznamnějším hmyzím škůdcem kukuřice v řadě evropských zemí. V nejohroženějších oblastech České republiky způsobuje vysoké výnosové ztráty.
Systematické zařazení [10] Třída:
hmyz - Insecta
Řád:
motýli - Lepidoptera
Čeleď:
zavíječovití - Pyralidae
Rod:
zavíječ - Ostrinia
Druh:
zavíječ kukuřičný - Ostrinia nubilalis (Hübner, 1796)
3.3.1. Biologie
3.3.1.1. Hostitelské rostliny Zavíječ kukuřičný má velmi široký rozsah hostitelských rostlin. Největší škody způsobuje na kukuřici. Klasy poškozené housenkami bývají druhotně napadány
16
houbovými chorobami. Přímé sklizňové ztráty se pohybují na úrovni zhruba 1030%. Kromě kukuřice významně napadá i plody papriky a další plodovou zeleninu. Běžně se vyskytuje na různých velkých bylinách (slunečnice, lebedy, merlíky, laskavce apod.) [8,9].
3.3.1.2. Vývojový cyklus Housenky přezimují v larválním stadiu uvnitř stébla hostitelské rostliny. Na jaře se kuklí, podle oblasti od poloviny května do poloviny června. Asi po třech týdnech začíná líhnutí motýlů. Dospělci létají od června do začátku září a postupně kladou vajíčka do skupin po 10-40 kusech (obr. 1), většinou na spodní stranu listů do blízkosti středního žebra. Za svůj život samička naklade 250 - 350 vajíček. První larvální instar žije na povrchu rostliny, housenky druhého instaru se zažírají do rostliny. Kuklení komůrku si vykousávají v dolních internodiích stébla kukuřice. Podle klimatických podmínek je zavíječ schopen vytvořit jednu, ale i více generací. V České republice má zpravidla jen jednu generaci, dvě se vyskytují jen v nejteplejších ročnících oblasti jižní Moravy, přičemž druhá generace již nevykazuje prakticky žádnou škodlivost. V oblastech dvou generací se housenky kuklí v červenci a během července a srpna se líhnou motýli druhé generace. Motýl zavíječe kukuřičného má rozpětí křídel asi 2,5-3 cm. Samička (obr. 2.) má přední křídla žlutohnědě zbarvená se dvěmi ostře zubatými tmavšími čarami, zadní křídla jsou žlutá. Sameček (obr. 3.) je obvykle drobnějšího vzrůstu. Přední křídla má skořicově hnědá, zádní jsou šedá se žlutou páskou souběžnou s lemem. Housenky (obr. 4) jsou šedobéžové s nevýraznou kresbou, mají černohnědou hlavovou schránku. Délka těla před kuklením je asi 2,5 cm. Kukla má čokoládově hnědou barvu a bývá uvnitř napadeného stébla kukuřice [8,11].
3.3.1.3. Ekologie Postupné mírné oteplování zavíječi umožňuje dobře přečkat zimu a zároveň posouvá hranice jeho výskytu z nejjižnějších částí republiky více na sever. Ve střední Evropě má zavíječ kukuřičný několik biotopů lišících se preferencemi živných rostlin, fyziologickými charakteristikami, jako je suma efektivních teplot apod. Samice kladou maximum vajíček za počasí s vyšší vzdušnou
vlhkostí.
Motýli preferují vlhčí , málo větrné mikroklima, v důsledku toho jsou okraje
17
porostů napadeny výrazně méně, než vnitřní části porostů. V neporušených stéblech přežijí housenky i velmi silné mrazy (pod -25 °C) [8].
3.3.1.4. Příznaky poškození Především v paždí listů se objevují drobné otvory o průměru asi 2-3 mm, které jsou naplněny drtí. Drť se hromadí v úžlabí listů. Později housenky napadají klasy a stéblo pod latou. Stébla se v místech napadení lámou. Napadení housenkami zavíječe je častou příčinou vzniku sekundární infekce rostlin plísněmi (Fusarium spp.). Housenky nezůstávají v zóně semen, ale napadají vřetena klasů [8].
3.3.2. Způsoby ochrany
Nepřímá ochrana Agrotechnická opatření Při sklizni je vhodné používat adaptéry s kvalitními drtiči posklizňových zbytků. Velký
význam má ponechání nízkého strniště, důsledné rozdrcení zbytků
kukuřičných stébel a kvalitní orba, při které se zaklopí maximum posklizňových zbytků. Při extrémně silném napadení je vhodné strniště zpracovat rotavátorem. Katastrofální vliv na množství zavíječe v krajině mají plochy nesklizené kukuřice, nebo vysoké strniště ponechané přes zimu do příští sezóny. Minimalizace zpracování půdy zejména po kukuřici na LKS a zrno není vhodná do systému pěstování kukuřice [8, 12].
Přímá ochrana 1. Biologická ochrana Velmi efektivní metodou je použití drobněnek rodu Trichogramma. Při použití drobněnek je velmi důležitý termín aplikace, který se určuje pomocí světelných lapačů. Kapsle s kuklami parazitoidů se aplikují v období počátku kladení vajíček zavíječem. 2. Chemická ochrana Pro chemickou ochranu se používá aplikace registrovaných insekticidů, které se aplikují na základě signalizace podle náletů motýlů na světelný lapač nebo podle sumy efektivních teplot. Insekticidy se aplikují týden po prvním maximu náletů motýlů. Za týden po druhém výrazném náletu motýlů se ošetření opakuje. 18
3. Geneticky modifikované hybridy kukuřice Hybridy Bt-kukuřice se chrání proti zavíječi kukuřičnému produkcí proteinu, který se vyskytuje v půdní bakterii Bacillus thuringiensis. Tento protein je aktivován v zažívacím traktu housenek v toxin. Housenky v krátké době hynou a nemohou kukuřici dále poškozovat. (viz kapitola 3.2 Bt-kukuřice) [8, 11].
19
4. MATERIÁL A METODIKA
4.1. Přehled vybraných hybridů PR38A25 -
FAO siláž: 370
-
FAO zrno: 370
-
Ranost: Středně pozdní
-
Typ zrna: koňský zub
PR38A25 je středně pozdní hybrid se spolehlivou odolností vůči zavíječi kukuřičnému. Výkonný zrnový hybrid s dobrým uvolňováním vody ze zrna a dobrou suchovzdorností. Na lokalitách napadených zavíječem kukuřičným dosahuje PR38A25 o 15-20% vyšších výnosů zrna než tradiční hybridy. Je určený do intenzivní kukuřičné oblasti [15].
Karas -
FAO siláž: 430
-
FAO zrno: 430
-
Ranost: středně pozdní dvouliniový hybrid
-
Typ zrna: koňský zub
Karas je vzrůstný, mohutně olistěný hybrid se Stay green efektem. Hybrid má rychlý počáteční růst, vynikající zdravotní stav a
mimořádnou odolnost proti
poléhání a lámání stébla. Výborné ozrnění palice a vysoká HTS přináší vysoký výnos zrna. Karas je vhodný na zrno a na siláž v kukuřičné oblasti, snáší stanoviště s lehkými až středními půdami. Genetická odolnost vůči zavíječi kukuřičnému snižuje riziko obsahu mykotoxinů v kukuřičné řezance a zrně [16].
DKC 3946 YG -
FAO siláž: 300
-
FAO zrno: 300
-
Ranost: středně raný dvouliniový hybrid
-
Typ zrna: koňský zub
-
Využití: zrno, siláž, bioetanol
20
DKC 3946 YG je středně vysoký homogenní hybrid s výbornou odolností vůči poléhání, výborným
zdravotním
stavem
a
tolerancí
vůči
chorobám
Helminthosporioza a sněti kukuřičné. Hybrid má optimální obsah škrobu v zrně pro zpracování, proto je vhodný pro průmyslové využití, je odolný vůči chladu a stresu. Uvolňování vody ze zrna probíhá v procesu dozrávání. DKC 3946 YG je přizpůsobivý bez výrazných nároků na lokalitu [17].
TPA 422 H Pouze pro poloprovozní ověřování, pro pěstování bude k dispozici až po zápisu do státní odrůdové knihy ČR. -
FAO siláž: 300
-
FAO zrno: 300
-
Ranost: středně raný dovouliniový hybrid
-
Typ zrna: koňský zub
-
Využití: zrno, siláž, bioetanol
TPA 422 H je středně vysoká kukuřice se středně nasazenou silnou a dlouhou palicí a s vysokým podílem palic na rostlině. Hybrid dosahuje vysokého výnosu i za méně nepříznivých podmínek, je odolný vůči suchu, rychle uvolňuje vodu ze zrna v procesu dozrávání a má vysoký obsah škrobu v zrně. Vhodné oblasti pro pěstování jsou kukuřičná a teplá řepařská výrobní oblast, ale je možné hybrid pěstovat i v chladné řepařské oblasti. TPA 422 H je přizpůsobivý bez výrazných nároků na lokalitu [18].
LZM 356/80+EZR Pouze pro poloprovozní ověřování, pro pěstování bude k dispozici až po zápisu do státní odrůdové knihy ČR.
4.2. Charakteristika zkušebního místa Zkušební místo se nachází na pokusném pozemku Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského v Oblekovicích v okrese Znojmo. Pokusný pozemek leží v kukuřičné výrobní oblasti v nadmořské výšce 242 m. n. m. Podnebí je teplé a suché.
21
Svahovitost pozemku je menší jak 5 %, půdní typ a subtyp dle FAO se nazývá černozem modální, která vznikla hlavně ze spraší, s kalcickým horizontem. Půdní druh podle Nováka je hlinitá půda. Zásoba živin v půdě dle rozboru ze dne 14.12.2006 je: P 108 mg.kg-1, K 330 mg.kg-1, Mg 448 mg.kg-1, Ca 5643 mg.kg-1 a pH je 7,3. Roční průměr teplot (normál) činí 9,6 °C a roční úhrn srážek (normál) dosahuje hodnot 435 mm. V roce 2007, kdy byl pokus proveden, byla průměrná roční teplota 11,02 °C a průměrný roční úhrn srážek činil 547,7 mm.
4.3. Metodika založení a hodnocení pokusu Uspořádání pokusů Jednalo se o jednofaktorové pokusy, uspořádané v neúplných blocích (alpha design). Pokusy se zakládaly dle plánku v daném počtu opakování (blocích). Jednotlivá opakování se umísťovala nad sebou či vedle sebe. Daný pokus měl v každé lokalitě jiné znáhodnění parcel v opakováních (blocích). V lokalitě Oblekovice byl pokus kukuřice o výměře 1 ha. Byly zde zastoupeny sortimenty: kukuřice na zrno středně raný sortiment (43 hybridů), kukuřice na zrno středně pozdní sortiment (25 hybridů) a kukuřice na siláž středně pozdní sortiment (15 hybridů). Tyto sortimenty byly ve třech opakováních. GM hybridy byly ve středně ranném sortimentu kukuřice na zrno a v středně pozdním sortimentu kukuřice na zrno. Pokusná plocha byla rozdělena na jednotlivé dílce. Počet rostlin na jednom dílci byl 82, spon měl rozměry 17x17,5 cm. Na jedné parcele byly 4 řádky, z toho dva prostřední řádky byly sklizňové a dva okrajové řádky sloužili pro odběr vzorků palic ke stanovení orientační sušiny zrna před sklizní a k hodnocení mykóz palic. Délka sklizňového dílce měřila 7,2 m a šířka byla 1,4 m. Celková sklizňová plocha činila 10,08 m2. Délka ochranného pásu na začátku a na konci parcely byla 1 m.
Předplodina Na předplodinu nejsou zvláštní nároky, zásadně jednotná pro celý pokus. Kukuřice na siláž i na zrno se zařazuje do hnojem hnojeného honu kukuřice nebo jiné okopaniny.
22
Na pokusném pozemku byly jako předplodiny pěstovány v roce 2005 okurky a v roce 2006 cibule a jako meziplodina hrách setý.
Příprava půdy a hnojení Příprava půdy se provádí dle běžných zvyklostí s důrazem na zvláštní pečlivost, jarní příprava se provádí do hloubky setí, což umožní maximálně šetřit zimní vláhou. Dusíkatá hnojiva se aplikují v dávce, určené dle normativu, jednorázově před setím. Fosforem a dusíkem se hnojí zásobně. Pro přípravu půdy na podzim byla použita podmítka 5-ti radličným pluhem (19.10.2006), hnojení chlévským hnojem v dávce 30 t.ha-1 (25.10.2006) a orba 1820 cm (27.10.2006). Na jaře před setím se provedlo vláčení pozemku (13.3.2007), rigolování (16.3.2007), smykování a vláčení (30.3.2007), aplikace hnojiva LAV (27% N) v dávce 150 kg.ha-1
čistých živin a příprava rotačními bránami
(24.4.2007).
Setí Termín setí je, v závislosti na počasí, v kukuřičné oblasti od druhé dekády dubna do konce měsíce, v chladnějších oblastech i později (nejpozději však do konce první dekády května). Rozhodujícím kriteriem je teplota půdy (v hloubce 10 cm nejméně 8-10 °C). Při časnější době setí, zvláště v teplejších a sušších oblastech, je lépe využita zásoba půdní vláhy pro rychlé a vyrovnané vzcházení. Setí se provádí přesným secím strojem, vysévá se na dvojnásobnou hustotu (poloviční vzdálenost rostlin
v řádku)
s následným
dojednocením
na
požadovanou
vzdálenost.
Dojednocení je nutné provést co nejdříve po vzejití, nejpozději do fáze 3. vyvinutého listu, aby nedošlo k poškození sousedních rostlin. Celý pokus se vysévá naráz (v jeden den). Na pokusném pozemku bylo setí provedeno přesným secím strojem Hege do dobře připravené půdy (25.4.2007). Jednocení se provedlo po vzejití kukuřice (17.5.2007).
Mechanické ošetřování pokusů a chemická ochrana V případě použití vhodného secího stroje s přítlačnými kotouči se válení po setí neprovádí. Podsévání popř. podsazování se provádí jen v případě nekompletnosti porostu (chyba při setí) nebo v případě poškození porostu zvěří. Jako chemická 23
ochrana se používá moření osiva proti houbovým chorobám a škůdcům (drátovcům), které provádí ústav centrálně, a aplikace herbicidů a insekticidů. Používají se pouze přípravky v platném vydání „Seznamu registrovaných přípravků na ochranu rostlin“ a způsobem, který uvádí aktuální vydání publikace „Metodická příručka pro ochranu rostlin“. Na pokusném pozemku se po zasetí provedl postřik herbicidem Guardien v dávce 2,5 l.ha-1 (26.4.2007) a herbicidem Callisto v dávce 0,3 l.ha-1 (27.4.2007), proti bzunce ječné a proti mšicím se provedl postřik insekticidem Nurelle D 0,6 l.ha-1 (15.5.2007), poté se provedlo jednocení (17.5.2007), okopávka (13.6.2007) a postřik insekticidem Integro v dávce 0,7 l.ha-1 proti zavíječi kukuřičnému a černopásce bavlníkové (25.6.2007 a 3.7.2007).
Hodnocení výskytu necílových organizmů
Mšice (Sitobion avenae, Rhopalosiphum padi, Metopolophium dirhodum) Napadají listy, laty i klasy. Působí deformace listů, vegetačních vrcholů, prašníkových lat i palic. Stejné příznaky vznikají při masivním napadení třásněnkami – škody způsobené třásněnkami se projevují převážně na vnitřní části pochev listů a na palicích. Dříve než v růstové fázi 55 (stupnice BBCH) při výskytu >10 mšic na rostlinu bylo nutno pokus chemicky ošetřit přípravky uvedených v platném Seznamu registrovaných přípravků na ochranu rostlin. Tabulka hodnocení slouží pro případ, že preventivní postřik nebyl účinný a následně je nutné stanovit stupeň ovlivnění výsledků. Hodnocení: -
1. výskyt, datum
-
hodnocení při nejvyšším výskytu, 9-1 (9,7,5,3,1), hodnotí se všechna opakování
Kód
popis
9
bez napadení
7
do 5 mšic na rostlině, v růstové fázi 65 (stupnice BBCH) a později do 5 mšic na palici
5
do 20 mšic na rostlině, po růstové fázi 65 (stupnice BBCH) do 20 mšic na palici 24
3
do 50 mšic na rostlině nebo na palici
1
více než 50 mšic na rostlině nebo palici V lokalitě Oblekovice byla kukuřice ošetřena přípravkem Nurelle D 0,6 l.ha-1
(15.5.2007).
Drátovci (Agriotes lineatus, A. obscurcus), mnohonožky (Scutigerella imaculata) Drátovci a mnohonožky napadají rostliny od počátku klíčení. Osivo se centrálně preventivně moří insekticidem, popřípadě podle lokality se do půdy navíc dodávají granulované pesticidy. Hodnocení: -
výskyt nutno potvrdit přesným určením
-
od růstové fáze 11 larvy na kořenech, % napadených rostlin
Bzunka ječná (Oscinella frit) Projevuje se v květnu běložlutými skvrnami, typickým proděravěním nebo vyžíráním pletiva listů podél nervů, zpomalení růstu rostliny (často s lehce nafialovělou barvou) a tvorbou bočních výhonů. Tyto příznak jsou nejzřetelnější od růstové fáze 20 stupnice BBCH (40 cm výšky rostliny). Ve fázi 2. a 3.
listu bylo nutné preventivně chemicky ošetřit přípravkem
uvedeným v Seznamu registrovaných přípravků na ochranu rostlin. Postřikem byl zároveň ničen i dřepčík polní (Phyllotreta vittula). Doplňková tabulka slouží hlavně pro případ, že preventivní postřik nebyl účinný a následně je nutné stanovit stupeň ovlivnění výsledku. Hodnocení: -
do růstové fáze 20 (výška rostlin 40 cm), 9-1 (9,7,5,3,1), všechna opakování
Kód
popis
9
bez napadení
7
napadení do 5%
5
napadení do 15% rostlin
3
napadení do 40% rostlin
1
napadeno více jak 40 % rostlin V lokalitě Oblekovice byla kukuřice ošetřena proti bzunce ječné přípravkem
Nurelle D 0,6 l.ha-1 (15.5.2007).
25
Černopáska bavlníková, syn. můra bavlníková (Heliotis armigera) Škodí housenky, které dorůstají velikosti až 5 cm. Jejich zbarvení je od žluté, zelené až po hnědou, vždy mají na bocích podélné tmavé pruhy. Škodí na mnoha druzích rostlin, u kukuřice zůstávají na palicích pod listeny, ale živí se jen semeny a nezavrtávají se do palice ani do stébla – poškození je tedy povrchový okus zrn. Hodnocení: -
v růstové fázi 95 (stupnice BBCH) dle odrůdy společně s chorobou Fusarium a zavíječem kukuřičným
Na pokusném pozemku byl proveden postřik proti zavíječi kukuřičnému a černopásce bavlníkové insekticidem Integro v dávce 0,7 l.ha-1 ve dvou termínech (25.6.2007 a 3.7.2007).
Hodnocení výskytu zavíječe kukuřičného a mykózy palic Hodnocení slouží k přesnějšímu určení, zda se jedná o náchylnost odrůdy k mykózám (zejména rod Fusarium), či zda se jedná spíše o důsledek předchozího napadení zavíječem kukuřičným. Hodnotilo se v růstové fázi 95 stupnice BBCH (těsně před sklizní) všechna opakování. Z každého opakování se hodnotí 20 po sobě jdoucích rostlin na prostředních sklizňových řádcích ve středu parcely, z každé rostliny se odebere jedna palice. Hodnocené znaky: 1. Počet palic napadených houbovou chorobou rodu Fusarium (ks/20 rostlin)počet všech fusariózních palic 2. Stupeň napadení houbovou chorobou rodu Fusarium (9-1) Hodnotí se bodově každá napadená palice, výsledná hodnota je průměrem všech hodnocení na parcele. Stupnice: 9
bez napadení
7
napadení do 5 zrn na palici
5
napadení do 15 zrn na palici
3
napadení do 50 zrn na palici
1
napadení nad 50 zrn na palici
3. Fusarium + zavíječ kukuřičný – počet palic napadených houbovou chorobou
rodu Fusarium, které jsou současně napadeny zavíječem
kukuřičným. 26
4. Pouze zavíječ kukuřičný – počet palic, které jsou napadeny zavíječem, ale nejsou napadeny chorobou Fusarium. 5. Zavíječ kukuřičný celkem – celkový počet palic napadených zavíječem, vypočte se sečtením hodnocení znaku 3. a 4. Na pokusném pozemku byl proveden postřik proti zavíječi kukuřičnému a černopásce bavlníkové insekticidem Integro v dávce 0,7 l.ha-1 ve dvou termínech (25.6.2007 a 3.7.2007).
Sklizeň a odběr vzorků Sklizeň Nejdříve byly vytahány ze země označení dílců (jmenovky, číslovky) a položeny před dílce na zem pro snadnější identifikaci sklizených hybridů. Poté byla provedena sklizeň ochranných pásů a nulových dílců. Pokus dané skupiny ranosti byl na dané lokalitě sklizen jednorázově maloparcelkovým sklízecím strojem, sklizeny byly 2 prostřední řádky z parcely. Sklizeň byla prováděna ve fázi plné zralosti, orientační sušina zrna před sklizní je min. 65 %.
Orientační sušina před sklizní K určení správného termínu sklizně a jako jeden z ukazatelů ranosti několik dnů před předpokládanou sklizní byla zjištěna orientační sušina zrna. Z okrajových nesklizených řádků jednoho opakování od každého hybridu bylo odebráno 5 palic. Z každé palice bylo vyloupnuto zrno z prostření části, vytvořil se směsný vzorek, z kterého se odváží 100 g. Sušila se celá zrna při teplotě 105±5 °C po dobu nejméně 4 hodin (do konstantního úbytku). Po vysušení a zchladnutí se vzorek zvážil a vypočetla se orientační sušina.
Odběr sklizňových vzorků Ze sklizně byl od každé odrůdy odebírán průměrný vzorek (průměrný vzorek je homogenní směs ze všech opakování daného hybridu v daném systému pokusu) pro chemické a technologické rozbory a jako rezerva pro uložení na zkušební lokalitě. Vzorky musely být ve vhodných obalech, řádně označeny a řádně uloženy (zabezpečeny proti poškození vnějšími vlivy včetně skladištních škůdců).
27
Rozbory po sklizni Vlhkost zrna Vlhkost byla stanovena u každého sklizeného hybridu z průměrného směsného vzorku. Přesný postup uvádí ČSN, ISO 6540 (46 1016). Vzorek byl pomlet a pak byl sušen 4 hodiny při teplotě 130-133 °, nebo se suší celá zrna po dobu 38±2 hodiny při teplotě 130-133 °C.
28
5. VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUZE V bakalářské práci jsem hodnotila poškození rostlin kukuřice housenkami zavíječe kukuřičného a necílovými organismy. Hodnocení jsem prováděla
na
pokusných pozemcích Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského Brno v lokalitě Oblekovice, kde byly geneticky modifikované hybridy pěstovány v středně raném sortimentu kukuřice na zrno a v středně pozdním sortimentu kukuřice na zrno. V středně raném sortimentu byly pěstovány tři Bt-hybridy: DKC 3946 YG, TPA 422 H a LZM 356/80+EZR, které byly porovnávány s kontrolami (nemodifikované hybridy): Chambord, Mesnil, Clarica. Ve středně pozdním sortimentu byly pěstovány dva Bt-hybridy: Karas a PR38A25, které byly porovnávány s kontrolami (nemodifikované hybridy): Mesnil, Fiacre a LG 2372. Výsledky, které jsou v bakalářské práci uvedeny, jsou pouze jednoleté, a proto mohou být ovlivněny různými faktory (např. intenzitou náletu škůdce nebo průběhem počasí).
Hodnocení výskytu necílových organismů V porostu kukuřice nebyl pozorován výskyt mšic ani bzunky ječné díky včasné aplikaci insekticidu, který byl účinný. I výskyt drátovců a mnohonožek byl nulový, což mohlo způsobit sucho, které nepříznivě ovlivňuje výskyt mnohonožek a vývoj larev drátovců. Výskyt černopásky bavlníkové v porostu kukuřice byl velmi nízký. Poškození palice se objevilo u Bt-hybridu LZM 356/80+EZR ze středně raného sortimentu, kdy byla napadena jedna palice, na které byl povrchový okus dvou zrn. Kontrola nebyla napadena černopáskou bavlníkovou. Nízký výskyt byl pravděpodobně způsoben aplikací insekticidu, který byl účinný a nízkým náletem černopásky bavlníkové v době vegetace [22]. Z výsledků nelze určit, zda je Bt-kukuřice odolná vůči necílovým organismům, neboť v průběhu celé vegetace nebylo zaznamenáno poškození rostlin kukuřice necílovými organismy u Bt-hybridů ani u kontrol.
29
Hodnocení výskytu zavíječe kukuřičného a mykózy palic U Bt-hybridů i u kontroly nebylo nalezeno poškození rostlin kukuřice housenkami zavíječe kukuřičného ani poškození palic houbovou chorobou rodu Fusarium. Nulový výskyt zavíječe kukuřičného byl pravděpodobně způsoben aplikací insekticidu, který byl účinný a nízkým náletem zavíječe kukuřičného v době vegetace[23]. Z výsledku nelze určit, zda je Bt-kukuřice odolná vůči zavíječi kukuřičnému, neboť po celou dobu vegetace nebylo zaznamenáno poškození rostlin kukuřice zavíječem kukuřičným u Bt-hybridů ani u kontrol. V roce 2006 na stejné lokalitě bylo velmi vysoké poškození rostlin kukuřice zavíječem kukuřičným. Poškozeny byly i GM hybridy. Jako ochrana proti zavíječi kukuřičnému byla použita parazitická vosička z rodu Trichogramma (Šteflová, 2007, ústní sdělení). Moje výsledky z roku 2007 se neshodují s výsledky z roku 2006, proto se domnívám, že Bt-kukuřice je vysoce odolná vůči zavíječi kukuřičnému, ale není stoprocentně odolná jak to uvádí na svých webových stránkách firma PIONEER (http://www.pioneercz.cz) a také záleží na způsobu a načasování ochrany.
Celkové zhodnocení Z výsledků nelze s jistotu určit, zda je Bt-kukuřice odolná vůči zavíječi kukuřičnému a vůči necílovým organismům. Celý porost kukuřice byl zdravý, silný,
nepolehnutý,
nebyly
poznat
rozdíly
mezi
modifikovanými
a
nemodifikovanými hybridy. Orientační sušina před sklizní dosahovala u Bt-hybridů i u kontrol přibližně stejných hodnot (viz. tab. 1). Výnosy se u většiny hybridů pohybovaly v rozmezí 6-8 t.ha-1 (viz. tab. 2), jedinou výjimku tvořily Bt-hybridy ze středně pozdního sortimentu: Kras, u kterého byl zaznamenán nejmenší výnos a PR38A25 u kterého byl zaznamenán největší výnos z celkového hodnocení. I hodnoty
vlhkosti
zrna
po
sklizni
dosahovaly
u
modifikovaných
a
nemodifikovaných hybridů kukuřice v jednotlivých sortimentech ranosti přibližně stejných hodnot (viz. tab. 3).
30
6. ZÁVĚR Bakalářská práce se zabývá rezistencí transgenních odrůd kukuřice proti zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis) a necílovým organismům. Zavíječ kukuřičný je nejvýznamnějším
hmyzím
škůdcem
kukuřice
v řadě
evropských
zemí.
V nejohroženějších oblastech České republiky způsobuje vysoké výnosové ztráty. Klasy napadené zavíječem kukuřičným bývají druhotně napadány houbovými chorobami, zejména rodu Fusarium. Škodlivé mykotoxiny, které houbové choroby produkují, prokazatelně negativně ovlivňují zdraví zvířat a lidí. Pokus byl zaměřen na hodnocení rezistence transgenních odrůd kukuřice vůči zavíječi kukuřičnému a necílovým organismům. Hodnocení se provádělo na pokusných pozemcích Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského v lokalitě Oblekovice, kde byly pěstovány v středně raném sortimentu tři Bthybridy: DKC 3946 YG, TPA 422 H a LZM 356/80+EZR, které byly porovnávány s kontrolami: Chambord, Mesnil, Clarica. Ve středně pozdním sortimentu byly pěstovány dva Bt-hybridy: Karas a PR38A25, které byly porovnávány s kontrolami: Mesnil, Fiacre a LG 2372. Z výsledků nelze s jistotou určit, zda je Bt-kukuřice odolná vůči zavíječi kukuřičnému a necílovým organismům. Celý porost kukuřice byl zdravý, silný, nepolehnutý, nebyly poznat rozdíly mezi modifikovanými a nemodifikovanými hybridy. Jedná se ale pouze o jednoleté výsledky, které mohou být ovlivněny různými faktory, např. intenzitou náletu škůdce nebo povětrnostními podmínkami. Téměř v celé ČR se vyskytuje zavíječ kukuřičný a jeho areál výskytu se každý rok rozšiřuje. Taktéž se očekává rozšíření areálu výskytu bázlivce kukuřičného na našem území, z důvodů měnících se klimatických podmínek v Evropě. Bt-kukuřice patří do skupiny plodin s rezistencí k těmto škůdcům a zcela určitě budou její plochy pěstování v budoucnu stoupat.
31
7. POUŽITÁ LITERATURA 1. Zákon č. 78/2004 Sb. o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a genetickými produkty. http://www.env.cz/AIS/webpub.nsf/$pid/MZPMVF3V1K0 U/$FILE/oer-zak_78_2004-20040122.pdf 2. ONDŘEJ, M., DROBNÍK, J., GARTLAND, K. M. A., GARTLAND J. S.: Genové inženýrství rostlin. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 1999, 122 s., ISBN 80-7080-370-3 3. BEDNÁŘ, J., KUCIEL, J., VYHNÁNEK, T.: Genetika. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005, 158 s., ISBN 80-7157-862-2 4. MUŠKA, F.: Využití transgenních rostlin v ochraně rostlin a problematika jejich bezpečnosti, Asociace soukromého zemědělství ČR, 2007; http://asz.cz/cs/ochrana-rostlin/vyuziti-transgennich-rostlin-v-ochrane-rostlin-aproblematika-jejich-bezpecnosti.html 5. CUSTERS, R., VLIEGER, E., STOOPS, S., GYSEL, A., VERLEYEN, B.: Průvodce biotechnologiemi. ACADEMIA, Praha, 2006, 104 s., ISBN 80-20013504 6. Monsanto ČR s.r.o.: Insekt-rezistentní kukuřice http://www.monsanto.cz/produk ty136.html 7. Geneticky modifikované organismy v agroekosystému a jeho okolí, Sborník ze semináře - květen 2007. Mze ČR a ČZU Praha, 2007, 56 s. 8. ROD, J., HLUCHÝ, M., ZAVADIL, K., PRÁŠIL, J., SOMSSICH, I., ZACHARDA, M.: Obrazový atlas chorob a škůdců zeleniny střední Evropy. Biocont Laboratory, spol s r. o., Brno, 2005, 400 s. ISBN 80-901874-3-9 9. ROTREKL, J.: Zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalais) na kukuřici a ochrana proti němu. Rostlinolékař, roč. 17, č. 3, 40 s. 10. RULFOVÁ, A.: Zavíječ kukuřičný – Ostrinia nubilalis, Příroda.cz, 2004, http://www.priroda.cz/lexikon.php?detail=82. ISSN 1801-2787 11. VOŠTA, M., BŘEZÍKOVÁ, M., HOLÝ, K., ŘÍHA, K., KOUCOUREK, F.: Zavíječ kukuřičný Ostrinia nubilalais, Státní rostlinolékařská správa, 2 s. 12. FUKA, V.: Zájem o inteligentní stroje roste. Profi press s.r.o. http://www.agroweb.cz/Zajem-o-inteligentni-stroje-roste__s46x29600.html. ISSN 1214-7621 13. ČEŘOVSKÁ, M.: Desatero pro pěstování Bt kukuřice. Ministerstvo zemědělství, http://81.0.228.70/attachments/desatero2008-Bt_kukurice.doc 14. Zákon č. 441/2005 Sb., kterým se mění zákon č. 252/1997Sb., o zemědělství, ve znění pozdějších předpisů, a některé další zákony. Ministerstvo vnitra, http://web.mvcr.cz/ sbirka/2005/sb154-05.pdf. ISSN 1211-1244 15. PIONEER HI-BRED INTERNACIONAL: PR38A25. http://www.pioneerosiva.cz/pr38a25.php 16. KWS: Karas YG. http://www.kws.de/ca/fr/bntb/ 17. MONSANTO ČR s. r. o.: DKC 3946 YG. http://www.dekalb.cz/dkc-3946yg.html 18. MONSANTO ČR s. r. o.: TPA 422 H*. http://www.dekalb.cz/tpa-422-h.html 19. Pěstování geneticky modifikovaných plodin v ČR v roce 2007. Ministerstvo zemědělství, 2007, http://www.mze.cz/Index.aspx?ch=73&typ=1&val=39496&ids= 0 20. Průvodce praktickým pěstováním Bt-kukuřice, PIONEER Hi-Bed, 14 s., http://www.pioneer-osiva.cz/biotech.php
32
21. KŮST, F.: Produkce a odbyt v České republice. Profi press s.r.o., http://www.agroweb.cz/ Produkce-a-odbyt-v-Ceskerepublice__s146x29285.html ISSN 1214-7621 22. Státní rostlinolékařská správa: Černopáska bavlníková – úlovky 2007, http://www.srs.cz/pas/mury/ 23. Státní rostlinolékařská správa: Zavíječ kukuřičný, 2007, http://www.srs.cz/pas /mury/
Použité zdroje pro přílohy 1. http://www.inra.fr/hyppz/RAVAGEUR/6ostnub.htm
33
