Őszi búzafajták magas hozamának megőrzése környezeti stressz hatása alatt
WHEATSTR OM-00887/2009
Záró Jelentés: Időszak: 2009. október 1. - 2011. szeptember 30.
Támogatott szervezet: Vetőmag Szövetség Szakmaközi Szervezet és Terméktanács
Projectvezető:
Dr. Ruthner Szabolcs
K+F tevékenységgel megbízott intézmény: Gabonakutató Nonprofit Közhasznú Kft.
Project honlap cím:
http://www.vszt.hu/hu/cornet/cornet+2.html
2009/2011
1. Az eredmények tudományos, műszaki tartalmának bemutatása Összefoglaló Németország, Ausztria és Magyarország búzanemesítésében és termesztésben érdekelt kis és közép vállalkozóinak bevonásával összeállított huszonöt őszi búzafajtából álló kísérleti fajtasort vizsgáltunk, a magas terméshozam és környezeti stressz (elsősorban aszály) összefüggésében. A kísérleti fajtasort egységesen Bécsben az osztrák partner csávázta és osztotta szét a kísérleti országok vetőmagigényének megfelelően, biztosítva ezzel, hogy a genotípusok viselkedését minél kevesebb nem biológiai hatás befolyásolja. A Magyarországra jutó szemmennyiségből 3 szabadföldi kísérletet vetettünk el. Egyet öntözésre, egy kísérletet ezzel páthuzamosan természetes csapadékmennyiségre tervezve állítottunk be Szegeden, a GK Kft. Kecskés-telepi kísérleti területén. A harmadik kísérletet Szegedtől 25 km-re keltre, a szegedi körülményeknél még szárazabb viszonyok között vetettük el. Az 2010-es kivételes évben a három kísérlet között csak kevés csapadékkülönbség adódott, ezzel szemben 2011ben a sokévi átlagnak megfelelően alakultak a csapadékviszonyok. A kiszombori időjárás szárazabb és forróbb volt, mint az első év, a kísérlet céljainak teljesen megfelelő volt az időjárás (jellegzetesen dél-alföldi). Az eredmények jól mutatták, hogy a fajtasorban a genotípusok között jelentős különbség mutatkozott a különböző, szárazságtűrést vizsgáló kísérletekben. A 2011. évi kisparcellás termésmennyiség átlagértéke jelentősen meghaladta a 2010. évi átlagtermést. Az eredmények jól mutatták a víz fontosságát a terméseredményben. Száraz körülmények között (Kiszombor), a terméshozam szempontjából legfontosabbak a stabilan, száraz körülmények között is jól termő fajták. Ebben az esetben a 25 fajta közül az Eurofit, Midas, GK Békés, GK Fény, Robigus, Brilliant volt az első hat helyen. Ezek a fajták mondhatók termésmennyiségben a legkevésbé érzékenynek a környezeti (öntözött, kontroll, aszály) változásokra. A szárazság a minőségi tulajdonságokra jelentősen csökkentő hatással volt. A molekuláris genetikai vizsgálatok során előnyös volt a német és magyar partner együttműködése, a tapasztalatcsere. Részletes vizsgálatokat folytattunk a CORNET fajtasor anyagán, üvegházban beállított, vízadagolásban ellenőrzött viszonyok között. Ezen túl, a már korábban létrehozott térképezési populációk részletesebb, elsősorban fenotípus vizsgálatát folytattuk, hogy a genotipizáláshoz megfelelő, szárazságtűréshez korrekten köthető adatsor álljon rendelkezésünkre. Ezt a programot, a projekt befejezésén túl is folytatni fogjuk. A 3
feladat összetettsége miatt több projekten átnyúló kutatásról van szó. Ebben a szakaszban a fenotipizálás kiterjesztése és a minél teljesebb genotipizálás előkészítése (populáció meghatározása) volt a cél. A SME tagoknak és az érdeklődőknek négy szabadföldi bemutatón számoltunk be az eredményekről a kísérleti területen. Tagjaink nagy érdeklődést mutattak, különösen az osztrák, német, valamint a magyar fajták közötti különbség láttán. 2011. május végén egy Steering Committee ülést tartottunk Szegeden, amelyet tenyészkerti szemlével zártunk. Az abiotikus körülményekhez történő alkalmazkodóképesség kísérleti adatait a Gumpensteiben novemberben (2010-ben és 2011-ben) megrendezett nemzetközi üléseken előadásban és poszteren mutatják be az együttműködő partnerek, ahol a kb. 40 kísérleti hely adatait fogják értékelni és összehasonlítani. A beszámolás évében, a jelenlegi tagok túlnyomó részvételével újabb project is született a legújabb CORNET pályázati kiírás keretében, EFFICIENT WHEAT acronym alatt. Sajnos Magyarország ebben a CORNET kiírásban nem szerepelt, ezért pénzügyi támogatást a magyar oldalon nem tudtunk az új projektre szerezni.
4
Részfeladatok listája és státusza Feladat megnevezése WP 1.* WP 1.1. WP 1.2. WP 1.3. WP 1.4. WP 1.5. WP 2.
WP 2.1.
WP 2.2.
WP 2.3. WP 3 WP 3.1.
WP 3.2. WP 3.3. WP 3.4.
WP 3.5.
A német, osztrák, és magyar származású genotípus kollekció (25 búzafajta) feno- és genotípusos értékelése aszálytűréssel szemben Üvegházi és tenyészkerti kísérletek beállítása Az első kísérleti év zárása: kísérletek betakarítása és eredmények értékelésének megkezdése Laboratóriumi, üvegházi, esőárnyékoló, tenyészkerti kísérleti adatok értékelése Az utolsó év kísérletnek zárása, betakarítás, adatok összegyűjtése. A projekt kísérleti eredményeinek záró értékelése. A sütőipari tulajdonságok értékelése a tenyészkerti kísérleti parcellákról (stresszelt, nem stresszelt) származó anyagból (25 búzafajta). Szárazság/hő stressz és a minőség kapcsolata. Az alkalmazott szárazság stresszel összefüggésben, a kenyérsütési minőséget közvetlenül és közvetetten befolyásoló paraméterek vizsgálata. Az első éves kísérletek minőségi vizsgálata. Az alkalmazott szárazság stresszel összefüggésben, a kenyérsütési minőséget közvetlenül és közvetetten befolyásoló paraméterek vizsgálata. A második éves kísérletek minőségi vizsgálata. Az aszálytűrés és minőség kapcsolatának kísérleti adatokkal alátámasztott záró értékelése A szárazság és hő stresszel kapcsolatos QTL-ek molekuláris térképezése A magyar térképezési populáció (DH2) üvegházi és tenyészkerti fenotípizálási kísérletei. A kísérletek vetése, adatok felvételezése, aratás, adatok értékelése, statisztikai értékelés. Ozmométeres vizsgálatok a levelek víztartalmával kapcsolatban vízmegvonás és ideális nevelési körülmények között. DH2 populáció genotipizálása molekuláris markerekkel SSR markerek használata, QTL lokalizáció. Szárazság tűrésben jelölt gének analízise. A szülő fajták és a DH populáció tesztelése, polimorfizmus vizsgálat, genomspecifikus primerek használata. Jellemzett térképezési populáció eredményeinek zárása, publikáció. További genetikai kísérletekhez a populáció és az adatok biztosítása
5
Kezdés időpontja
Befejezés időpontja
2009. 10. 01.
2011. 09. 30.
Státusz
---2009. 10. 01. 2009. 10. 01.
2009. 11. 30 2010. 08. 30.
2010. 07. 15.
2010. 11. 30.
2010. 10. 01.
2011. 08. 30.
2011. 07. 01.
2011. 09. 30.
2011. 07. 01.
2011. 09. 30.
befejezve befejezve befejezve befejezve befejezve
---2010. 07. 01.
2010. 11. 30. befejezve
2011. 07. 01.
2011. 09. 30. befejezve
2011. 07. 01.
2011. 09. 30.
2009. 10. 01.
2011. 09. 30.
2009. 10. 01.
2010. 11. 30.
befejezve ----
befejezve 2009. 11. 01.
2011. 09. 30.
befejezve
2010. 01. 01.
2011. 09. 30.
befejezve
2010. 12. 01.
2011. 08. 30.
befejezve
2011. 08. 30.
2011. 09. 30.
befejezve
A projekt kísérleti eredményeinek záró értékelése Annak érdekében, hogy közelebb jussunk a fajták nagy hozam melletti jó alkalmazkodóképességéhez,
összehasonlítottuk
termésmennyiség,
kalászolási
idő,
növénymagasság és ezerszemtömeg szempontjából a kísérleti helyek között mutatott legnagyobb különbségeket. A négy vizsgált tulajdonság közül a kalászolás időben a 25 fajtánál egy esetben sem volt lényeges különbség. Ez arra utal, hogy a kalászolás idejéig nem volt komoly különbség a kísérleti helyek között. Lényeges különbség mutatkozik a fajták magasságának változásában. Volt olyan fajta, pl. a GK Rába, amely 36 cm-rel csökkentette a szármagasságát, míg a GK Fény (a legjobb) csak 13 cm-rel. A terméshozam szempontjából a legfontosabbak a stabilan, száraz körülmények között is jól termő fajták. Ebben az esetben a 25 fajta közül az Eurofit, Midas, GK Békés, GK Fény, Robigus, Brilliant volt az első hat helyen. Ezek a fajták voltak termésmennyiségben a legkevésbé érzékenyek a környezeti (öntözött, kontroll, aszály) változásokra, önmagukhoz és egymáshoz viszonyítva. Annak érdekében, hogy ezt a teljesítményt kombináljuk a magas terméssel, súlyozott értéket alkalmaztunk. Az öntözött termésrangsor súlyozott pontszámait összeadtuk a terméskülönbséget mutató rangsor súlyozott pontszámaival. Ez az értékelés sorba állította a fajtákat a legnagyobb termőképesség és a környezeti változásra mutatott reakció alapján. Itt az első hat fajta sorrendje: Robigus, Brilliant, Midas, J.B. Assano, GK Fény, GK Szala. A hatból négy fajta megtalálható ebben a sorrendben is. Elmondható, hogy a magas termés és jó termésbiztonság ezek között a fajták között, a kísérleti adatok alapján bizonyítható volt. A kísérleti adatok szerint a magas és környezettől legkevésbé függő hozam a következő négy fajtától várható: Robigus, Brilliant, Midas és a GK Fény. Természetesen nagyon fontos lesz majd az adatok végső értékelése kapcsán a német, osztrák és magyar adatok összevetése. A kísérletezésben és gyakorlatban köztudott, hogy a termésmennyiség és termésbiztonság nem fetisizálható, hiszen más agronómiai tulajdonságok biztonsága és stabilitása legalább ennyire fontos.
6
Az aszálytűrés és a minőség kapcsolatának záró értékelése A 2011-es év a szárazságtűrési kísérletek szempontjából kedvezőbb évjárat volt, mint a 2010. évi. A 2011. év a sokéves átlagos időjárást hozta, amit a kísérletek tervezésekor is reméltünk. „Elegendő” vízellátás mellett a fajták hozni tudták a genetikailag meghatározott fehérje- és sikértartalmat. Az aszályos körülmények között mért minőségi mutatókon erősen látszott, hogy a szárazság jelentős minőség károsodást okozott. A fajtákat (25 fajta) három nagy csoportra lehet osztani. Az első csoportba azok tartoznak, amelyek a jelentős szárazság stressz hatására is a magas vízellátottság melletti értéken tartották sikértartalmukat. Ezek a fajták voltak a Komárom, Midas, Capo, Bitop és GK Hunyad és még néhány fajta. A második csoportba azok a fajták sorolhatók, amelyek még nem vesztettek sokat nedvessikér tartalmukból, úgymint a GK Békés, GK Csongrád, Eurojet, JB. Assano és még néhány fajta. A harmadik csoportba azok a fajták sorolhatók, amelyek az aszály hatására nagyon alacsony (20 alatti) nedvessikér tartalmat mutattak. Ezeket a fajtákat (pl. Eurofit, Robiguis, Hyland stb.) szárazság veszélyes területen, vagy termesztési körülmények között nem javasoljuk termeszteni, sőt nemesítő programokban sem ajánljuk felhasználni. A globális klímaváltozás kapcsán súlyozottan kell arra gondolnunk, hogy a nemesítési programokban, olyan genotípusokat használjunk fel, a nyugat-európai kollégákkal együtt, amelyek abiotikus (aszály) stressz toleranciája jó. Az aszály hatására fellépő nedvessikér tartalom csökkenése elérheti a 6 %-ot, amit kedvező fajtaválasztással mérsékelni lehet, vagy el lehet kerülni. A klímaváltozással kapcsolatban alapvetően két nemesítési stratégia és ezek kombinálás jöhet szóba. Koraiságra történő nemesítéssel az aszály elkerülésére kell törekedni (a magyar fajták előnye), és/vagy genetikailag olyan fajtákat kell a keresztezési programokban használni, amelyek magas fehérje és sikértartalmukat az aszály ellenére is jól örökítik. Ilyen fajták a nyugat európai anyagból – hogy néhányat említsünk – a Komárom, Midas, Capo, Bitop, Exkluziv, és a vizsgált nyolc magyar fajta közül a GK Hunyad, a GK Békés és GK Csongrád.
7
Jellemzett térképezési populáció eredményeinek zárása A térképezési populáció vizsgálata terén a projekt német és magyar partnere jól kiegészítette egymást. A német kollégák saját térképezési populációjuk vizsgálatával, és az eredmények megbeszélésével sokat segítettek nekünk. A közös munka a jelenlegi project befejezése után is folytatódik. A publikációk terén, a projekt ausztriai, Gumpenstein-i találkozóján a Steering Committee ülésen túl az eredmények részletes megbeszélésére is sor került. Ezen túlmenően 2010-ben Gumpensteinben, a ’61. Tagung’ alkalmával (november 23-25.) egy előadás és egy poszter születet a közös eredményekből. A projekt záró alkalma 2011-ben, a tervnek megfelelően szintén Gumpensteinben lesz, a ’62. Tagung’ keretében. Két előadás és egy poszter került bejelentésre. A projekt zárását követően még több közös publikáció várható. Ezen túl, egy újabb project is született a legújabb CORNET pályázati kiírás keretében, EFFICIENT WHEAT acronym alatt. A hosszabb címe: Improving nitrogen efficiency in European winter wheat. Sajnos Magyarország ebben a CORNET kiírásban nem szerepelt, ezért pénzügyi támogatást még nem tudtunk az új projektre szerezni. A további genetikai kísérletekhez a Plainsman V. × Capelle Desprez térképezési populáció a projekten kívüli kutatók számára is rendelkezésre áll. A munka folyamán szűkítettük a populációt annak érdekében, minél alkalmasabb legyen polimorfizmus vizsgálatára, de ez természetesen nem azt jelenti, hogy a több mint 400 DH tételből álló populációt lecsökkentettük és eldobtuk, csupán a szárazságtűrés térképező munkájához csökkentettük a populáció méretét. Egyéb munkákra, a teljes populáció rendelkezésre áll, amit folyamatosan fenntartunk. Több formálódó projekt is jelezte már, hogy munkájukhoz felhasználják.
8
