ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA PROJEKTU DOTAČNÍHO TITULU 3.d. za dobu řešení 2008 -2013 1. TITULNÍ LIST Podpora tvorby rostlinných genotypů s vysokou rezistencí k biotickým i abiotickým faktorům a diferencovanou kvalitou obilovin včetně kukuřice, malých zrnin, olejnin, luskovin, brambor, pícnin, zelenin, chmele, révy vinné a ovocných dřevin“ podle „Zásad, kterými se stanovovaly podmínky pro poskytování dotací pro roky 2008 - 2013 na základě § 2 a § 2d zákona č. 252/1997 Sb. o zemědělství“ (dále jen „Zásady“) 1.1 x
aplikovaný výzkum experimentální vývoj
1.2. Podprogram Tvorba genotypů s vysokou rezistencí k biotickým a abiotickým faktorům a diferencovanou kvalitou obilovin včetně kukuřice, malých zrnin, olejnin, luskovin, brambor , pícnin, zelenin, chmele, révy vinné a ovocných dřevin 1.3. Název projektu Tvorba genotypů pšenice ozimé s vysokou odolností ke stresu zapřičiněnému vyššími teplotami a suchem v důsledku předpokládaných změn klimatu, se zlepšenou odolností ke rzi pšeničné, stéblolamu a plodomorce. Tvorba genotypů s vysokou pečivárenskou jakostí, vhodnou pro výrobu sušenek, oplatků a keksů. 1.4. Anotace řešení projektu Posláním tohoto projektu bylo přispět k zajištění nezávadné vysoce jakostní produkce pro speciální využití i v podmínkách vysoce stresových podmínek. Při tvorbě projektu jsme předpokládali, že v důsledku probíhajících klimatických změn lze očekávat větší výkyvy počasí a delší periody sucha s vysokými teplotami. Průběh počasí za období 2008-2013 tento předpoklad potvrdil. Příkladem může být průběh zimy 2011/2012 a průběh srážek na území jižní Moravy na jaře roku 2012 v porovnání hned s rokem 2013. Současně jsme chtěli řešit i zdravotní stav vyprodukované produkce, a to jednak s cílem minimalizovat počet fungicidních ošetření díky zlepšené odolnosti k nejzávážnějším chorobám, jednak s cílem chránit životní prostředí. Rovněž byla řešena kvalita produkce. Posláním projektu bylo vytvořit kombinované zdroje nesoucí tyto vlastnosti, které by měly být základem pro navazující šlechtitelskou práci. Cílem projektu bylo připravit vhodné genotypy, které by byly schopné překonávat déle trvající periody sucha při vyšších teplotách vzduchu a nižší relativní vzdušné vlhkosti. Za tímto účelem byly vyhodnoceny dostupné genotypové zdroje a tyto byly křížením kombinovány s genotypy nesoucími různé geny odolnosti ke rzi pšeničné. Záměrem bylo připravit polotovary s tzv. trvalou odolností ke rzi pšeničné. Dalším sledovaným znakem byla detekce genů Pch1 a Pch2, které jsou nositeli odolnosti ke stéblolamu. Tuto chorobu považujeme za významnou zejména s ohledem na stoupající zastoupení obilovin na orné půdě. U vytvářených genotypů byly pomocí markerů detekovány geny odolnosti ke
stéblolamu. Současně jsme za pomoci markerů prováděli detekci některých major genů odolnosti ke rzi pšeničné a plodomorce plevové (Sitodiplosis mosellana). Z ohledem na stále stoupající požadavky populace na speciální produkci, byly u všech materiálů prováděny technologické rozbory. Primární zájem byl na tvorbě genotypů se zlepšenou pečivárenskou jakostí.
2. SKUTEČNOST ZA UPLYNULÉ OBDOBÍ 2008 – 2013 2.1. PROJEKTOVÝ TÝM Na řešení projektu na RAGT Czech Branišovice s.r.o. se podílel zkušený tým šlechtitelů, který za posledních 20 let dosáhl významných úspěchů ve šlechtění pšenice, vyšlechtěním celé řady úspěšných odrůd. Protože RAGT nemá v České republice vybudované kapacity na molekulární markery, byla využita možnost provádět tato stanovení na jiných pracovištích RAGT, konkrétně v Ickletonu ve Velké Británii. Na zabezpečení dalších většinou manuálních prací jako vedení pokusů, křížení, sklizeň, posklizňové zpracování vzorků se podíleli i další zaměstnaci RAGT – šlechtitelské stanice Branišovice. Ing . Jan Pánek – starší šlechtitel Je dlouholetým pracovníkem zabývajícím se šlechtěním pšenice, má zkušenosti i se šlechtěním pšenice hybridní. Je spoluautorem celé řady odrůd registrovaných nejen na území ČR. Je odpovědným řešitelem předloženého projektu a zabývá se zejména využítím markerů při řešení projektu. RNDr. Mario Vrána – šlechtitel Má 30.ti letou praxi ve šlechtění. V projektu je zodpovědný za organizaci polních prací a výnosové zkoušky i na externích pracovištích. Je spoluautorem několika odrůd pšenice ozimé. Ing.Petr Laml Je spoluautorem celé řady odrůd vyšlechtěných na ŠS Branišovice od roku 1980. Je členem vědecké rady VURV Praha a ZVÚ Kroměříž. V projektu řeší výběry v raných generacích. 2.1.1. ORGANIZACE ÚČASTNÍCÍ SE PROJEKTU Ing . Jan Pánek – starší šlechtitel RNDr. Mario Vrána - šlechtitel Ing. Petr Laml – hlavní šlechtitel Ing. Losíková Eva – fytopatolog a manažer jakosti Fučíková Marie – technik Drybčáková Pavla - pěstitelka zemědělských plodin Kluchová Olga – pěstitelka zemědělských plodin Rapfová Marcela – pěstitelka zemědělských plodin Stejskal František – pěstitel zemědělských plodin Csanadi Julius – pěstitel zemědělských plodin
Havelková Drahomíra – pěstitelka zemědělských plodin Lacinová Jarmila – pěstitelka zemědělských plodin – odchod do důchodu v roce 2013 Pracovníci přijmutí v průběhu řešení projektu: Ing.Petra Vyklická – asistant šlechtění nástup od 1.5.201 Kugler Radek - pěstitel zemědělských plodin – nástup od 1.4.2012 Rennerová Lucie - pěstitel zemědělských plodin – nástup od 1.5.2013 V průběhu řešení projektu v letech 2008-2013 došlo k některým změnám v řešitelském týmu. Tyto změny byly způsobeny většinou odchody do důchodu nebo onemocněním pracovníků a dále přijmutím nových pracovníků tj. rozšířením počtu zaměstnanců podílejících se na řešení. V době špičkových prací byly využívani brigádníci – většinou z řad studentů.
2.2. ČASOVÝ POSTUP PRACÍ Projekt byl řešen v období od 1.9. 2008 do 30.11. 2013. Celý projekt byl koncipovám tak, že probíhalo současně testování a hledání vhodných genotypů již v rozpracovaných materiálech, současně bylo zahájeno systematické křížení vhodných rodičů a následný cílený výběr na uvedené znaky. Bohužel průběh počasí v roce 2012 způsobil ztrátu mnoha materiálů. 2008 – výběr vhodných linií, studium sortimentu, rozbory jakosti s cílem vytypovat vhodné zdroje pro křížení. 2009 – křížení, výběry již v rozpracovaných generacích ve stresových podmínkách, jejich testace odolnosti ke rzi pšeničné a stéblolamu, rozbory jakosti. 2010 – u vybraných linií v letech 2009 ověřování výkonnosti na lokalitních zkouškách a opakovaná selekce na stres v rozpracovaných generacích, testace na rez pšeničnou a odolnost ke stéblolamu. Rozbory jakosti. Oveření přítomnosti genů odolnosti ke rzi pšeničné a stéblolamu pomocí markerů. Pokračování tvorby nových kombinací. 2011 – výběry rostlin ve stresových podmínkách, oveření genů odolnosti ke stéblolamu a rzi pšeničné za pomocí markerů, pokračování rozborů jakosti, ověřování výkonnosti. Detekce genů odolnosti k plodomorce. Pokračování tvorby nových kombinací. 2012 – výběry rostlin ve stresových podmínkách, oveření genů odolnosti ke stéblolamu a rzi pšeničné za pomocí markerů, pokračování rozborů jakosti a ověřování výkonnosti vybraných genotypů. Detekce genů odolnosti k plodomorce. Homogenizace vybraných potomstev, ověřování jakosti. Z důvodu velmi nepříznivých podmínek v průběhu zimy a 2011/2012, dále extrémního sucha na jaře 2012, došlo ke ztrátě mnoha rozpracovaných genotypů. Proto bylo i v roce 2012 provedeno křížení nových kombinací.
2013 – ověření výkonnosti, odolnosti a jakosti nově vytvořených genotypů, předání do genové banky. 2.2.1. AKTIVITY USKUTEČNĚNÉ Aktivita A01- provedení testace a výběr vhodných donorů, potencionálních rodičů, vhodných pro další křížení v rámci řešení projektu Při výběru materiálu (potenciálních zdrojů rezistence k jednotlivým chorobám) pro výsevy v roce 2009 a 2010 se vycházelo z předchozích výsledků testování na RAGT Czech Branišovice a též z údajů získaných z databáze genové banky VÚRV Ruzyně. Protože kapacita laboratoře v Branišovicích neumožňuje provést analýzy a vyhodnotit všechny materiály sklizené v daném roce v období mezi sklizní a setím, byla část vhodných zdrojů do křížení použita již v roce 2009 a část až v roce následujícím tj. v roce 2010. V r. 2010 byly opět protestovány vytypované materiály ze světové kolekce odrůd a vlastní pokročilé linie na odolnost ke rzi pšeničné, plodomorce a stéblolamu. U těchto materilálů byla hodnocena jejich odolnost k suchu a dále byly provedeny komplexní rozbory jakosti včetně alveografického vyhodnocení a pekařského pokusu. Vybrané matreiály budou použity do křížení v roce 2010 a 2011. Použité donory s uvedením známých genů odolnosti ze světové kolekce uvádí tabulka č. 1. Aktivita A02 - křížení a tvorba nových generací. Tato aktivita proběhla podle plánu v roce 2009 až 2011. Navíc v roce 2012, kdy byla část nadějných materiálů ztracena po zimě, byla některá křížení zopakována. Celkem bylo provedeno 368 křížení a bylo získáno 7617 hybridních zrn. V roce 2011 proběhlo křížení F1 na F1 z důvodu pyramidování genů. V roce 2012 pak bylo křížení a získáno 2004 hybridních zrn. Výběr rodičů do křížení byl veden tak, aby byl předpoklad splnění předloženého projektu. V ideálním případě jsme shedali oba rodiče jako donory vhodných vlastností, u některých křížení byl jako rodič donor vlastností nebo vlastnosti a druhý rodič byl tzv. nositel produktivity. Při šlechtění na odolnost ke stéblolamu byly použity donory nesoucí gen odolnosti Pch1 i Pch2. Při tvorbě genotypů se zvýšenou odolností ke rzi pšeničné byly nejčastěji použity donory nesoucí geny Lr24, Lr19 (odrůda Brejk) dále geny L9, Lr42 a Lr43. Z odrůd odolných k plodomorce byla nejčastěji do křížení využita odrůda Baletka nesoucí gen Sm1 na 2BS chromosomu. Aktivita A03 - výběry již v rozpracovaných generacích ve stresových podmínkách a u vybraných linií ověřování výkonnosti na lokalitních zkouškách Vzhledem k časové náročnosti při tvorbě nových genotypů bylo již při zahájení projektu plánováno, že budou průběžně testovány a ověřovány již rozpracované linie tak, jak budou v průběhu let plynule vstupovat do systému zkoušení na výnos. Generace, od které obvykle zahajujeme ověřování výkonosti, je F5 a v této generaci zahajujeme i provokační fytopatologické testy. Rovněž podrobnější analýzy jakosti, kam patří i oveřování alveografem eventuálně pokusné pečení, které je obvykle zahajováno po sklizni generace F5. Generace F6 je pak testována na více lokalitách. Určitá část linií v generaci F6 je rovněž testována na Slovensku a Rakousku. Menší množství linií i v Maďarsku, tedy v zemích, kde je relativně vyšší předpoklad vyšších teplot v období června a rovněž vyšší přepoklad
výskytu sucha. S testováním generací F5, F6 a F7 bylo započato hned ve druhém roce projektu tedy v roce 2009 a pokračovalo se v roce 2010 a 2011. Genotypy generace F5 byly testovány v Branišovicích, genotypy generace F6 byly dále ověřovány na lokalitách ZOD Potěhy a Farmy Hrubeš ve Vejvanovicích, na polích Salixu Horní Moštěnice a Zetaspolu Bedihošt. Na lokalitě Bedihošt byly pokusy založeny po předplodině pšenici. Od roku 2010 byly založeny testy na mikroparcelách na lokalitě Velký Beranov okres Jihlava. Pokus byl založen na pozemku, kde se v předchozích letech pěstovala pšenice s cílem vyššího projevu stéblolamu. Sekundárně zde bylo rovněž provedeno hodnocení na listové skrvnitosti a braničnatku v klase. Generace F7 je kromě těchto lokalit ověřována ještě v západních Čechách v okolí Staňkova. Na Slovensku jsou vytypované genotypy testovány na jižním Slovensku (Nýrovce) a v Rakousku v Obersiebenbrunnu. U všech takto testovaných genotypů byla ověřována jejich výkonnost a stabilita úrodnosti v různých agroekologických podmínkách. Součástí těchto testů bylo sledování polní odolnosti ke všem chorobám, které se na dané lokalitě a v daném ročníku vyskytly, dále hodnocení poléhavosti, ranosti a eventuálně poškození mrazem. Polní hodnocení odolnosti k mrazu bylo možno provést ale pouze v roce 2012 a to na všech lokalitách. Právě v tomto roce byly musely být vyřazeny genotypy, které dávaly předpoklad kombinované odolnosti se zvýšenou pečivárenskou jakostí. Důvodem bylo totální vymrznutí. Boužel se ukázalo, že používání rodičovských komponentů pocházejích Velké Británie eventuálně s CIMMYTu s sebou nese příliš velké riziko nízké odolnosti k mrazu a jako vhodnější se jeví zpětné křížení těchto materiálů s donory odolnosti k mrazu. Tabulka č. 2 uvádí hodnocení bedýnkového testu v roce 2010, 2011 a realitou v roce 2012. Aktivita A04 - výběry vhodných rostlin a linií v raných generacích F2 až F4 S výběry v těchto generacích se začalo hned v roce 2009. V prvních letech řešení však ještě nebyla provedena záměrná křížení, tudíž podobně jako u aktivity A03 jsme doufali, že vhodné genotypy najdeme již v populacích, jejichž křížení bylo provedeno v letech před zahájením projektu. V praxi to znamenalo, že rostliny, resp. potomstva rostlin vybraných v roce 2009 se dostaly do ověřování na výkonnost až v roce 2012, potomstva generace F3 v roce 2011 a potomstva rostlin vybarných v generaci F4 v roce 2010. Ověřování na více lokalitách – viz jejich popis v aktivitě A03 – pak započalo vždy o rok později. Postupně s pokračující délkou trvání řešení projektu již nastupovaly nově vzniklé kombinace. Screeningové hodnocení chorob bylo vždy prováděno na pracovišti Branišovice. K dosažení většího projevu chorob byla každá desátá lať vyseta jako infekční pás, který byl inokulován směsí ras rzi pšeničné. V těchto infekčních pásech byla použita směs odrůd náchylných na listové choroby - rez pšeničnou a braničnatku pšeničnou. Průběžně byly hodnoceny i jiné choroby vyskytujíci se v daném roce v selektivní hladině a agronomické parametry rostlin (linií F4) jako je výška, ranost, poléhání. Vybrané materiály byly sklizeny. U generace F2 byly sklizeny klasy, u generace F3 vybrané rostliny a v generaci F4 byly sklizeny celé kmeny. Zbytky rostlin generace F3 byly v průběhu zim hodnoceny pomocí elektroforetických gluteninových markerů na predikci jakosti. Byly hodnoceny gluteninové podjednotky na chromozomu 1A, 1B 1D. Rovněž byl detekován výskyt translokace 1B/1R. Přednostně byly selektovány materiály s podjednotkami 2+12 a 6+8 a kombinace 7+9, 7+8 s 2+12 nebo 3+12. Za vhodné se rovněž považují sestavy 1 na chromozumu A s 6+8 nebo 7. U generace F4 byly ihned po sklizni provedeny výběry na objemovou hmotnost zrna, kterou považujeme za predikční ukazatel shopnosti vyplnit zrno i ve stresových podmínkách.
Vybraná potomstva byla v průběhu zimy dále analyzována na jakostní parametry - tvrdost zrna, obsah dusíkatých látek, sedimentační test, číslo poklesu. Preferovaly se typy s nízkým obsahem bílkovin a nízkým sedimentačním testem – vyloučeny byly automaticky materiály s hodnotou nad 30 ml. U čísla poklesu byla požadováno, aby zrno nebylo enzymaticky poškozeno. Aktivita A05 - hodnocení jakosti , výběry na pečivárenskou jakost Do konečných analýz na jakost byly mohly být zařazeny pouze materiály ve vyšších generacích. Důvodem je vyšší požadavek na množství zrna potřebného k těmto rozborům. Parametry hodnocené v potomstvech po sklizni F4 byly logicky ověřovány v i v dalších generacích. Důvodem bylo především odstranit vliv ročníku a také zjistit stabilitu sledovaných parametrů. U genotypů, které mají založeny požadované vlastnosti geneticky, lze totiž předpokládat, že budou vhodné pro pěstování a využití pro pečivárenské účely ve všech výrobních oblastech. Od generace F5 respektive po sklizni této generace jsme byly schopni provádět mlecí pokus na mlýnu Branbender senior. Ze získané mouky byly následně provedeny testy na farinografu a alveografu. U farinografu byla hlavním kritériem pro pečivárenské „typy“ vaznost vody a u alveografu deformační energie W v hodnotách 40-160 10-4 J, poměrné číslo P/L 0,25-0,85 a extensibilita křivky L 0,25-0,85. Právě vlastnosti těsta jsou rozhodující pro eventuální vhodnost na pečivárenské využití. Vrcholem testování na jakost byl pekařský pokus. Aktivita A06- Oveření přítomnosti genů odolnosti ke rzi pšeničné a stéblolamu pomocí markerů. Vybrané genotypy generace F5 byly zasílány na markerování na pracoviště společnosti RAGT ve Velké Británii a Francii. Zde bylo provedeny analýzy s cílem detekovat geny odolnosti ke stéblolamu a plodomorce. Materiály nesoucí geny s těmito odolnostmi pak byly dále testovány na výnos a ověřována jejich jakost a další choroby tak, jak je popsáno v aktovitách A03 a A05. Nad rámec projektu byl proveden test markerem Lr24 na odolnost ke rzi pšeničné.
2.2.2. AKTIVITY NEUSKUTEČNĚNÉ Všechny plánované aktivity byly provedeny dle plánu
2.3. NÁKLADY - VÝKAZ příloha 1 2.4. PŘEHLED ZMĚN, KTERÉ NASTALY V PRŮBĚHU ŘEŠENÍ V průběhu řešení projektu došlo k několika změnán v řešitelském týmu. V roce 2009 k 1.10. odešel Ing. Heitl Martin a jeho práci převzala Ing.Losíková Eva, která nastoupila v dubnu téhož roku. Pro nemoc odešel v roce 2012 Rapf Jan, kterého nahradil Kugler Radek
s nástupem duben 2012. V květnu 2012 nastoupila do pozice asistenta šlechtění Ing.Vyklická Petra. V roce 2013 v květnu odešla Lacinová Jarmila – odchod do předčasného důchodu. Tyto změny naměly žádný vliv na průběh řešení projektu.
3. VÝSLEDEK ŘEŠENÍ VÝZKUMNÉHO PROGRAMU A ZPŘÍSTUPNĚNÉ VÝSLEDKY ŘEŠENÍ 3.1. KOMENTÁŘ – uvést zde podrobnosti ke každému řádku uvedeného v tabulce č. 1 1138/14 – Kř159/12 * Nikol - raná, střední výška slámy, dobrá pečivárenská jakost s podjednotkou 3+12. Nese gen odolnosti k plodomorce plevové a geny Rht2 a Rht8. 1327/14 – Mulan * Nikol - raná, nízká výška stébla dobrá pečivárenská jakost s podjednotkami 3+12 a 2+12. Nese gen Rht 8. Dobrá odolnost k fusáriím v klase. 1363/14 – R 10773.12 * 10284.5 * Nikol – poloraná, střední výška slámy, dobrá pečivárenská jakost s podjednotkami 3+12 a 2+12. Střední odolnost ke rzi pšeničné a nese geny Rht2 a Rht8. Geny Ppd1 a Ppd2. 1543/13 – Zolotoklasa * Baletka – raná, suchovzdorná. S podjednotkou 3+12. Odolná plodomorce, gen odolnosti k SBMV a dobrá k fusáriím. Zrno menší, středně vysoká, raná. Geny Ppd1 a Ppd2. Suchovzdorná. 1579/13 – CIMMYT * Baletka – velmi raný materiál, zdroj odolnosti k fusarioze v klasu. Velmi dobrá suchovzdornost. Výška slámy střední, zrno středně velké až menší. Geny Ppd1 a Ppd2. Odolnost k plodomorce. 1454/14 – Zolotoklasa * Bodyček – velmi raný materiál, zdroj odolnosti k fusarioze v klasu a ke rzi pšeničné. Velmi dobrá suchovzdornost. Výška slámy střední, zrno menší. Geny Ppd1. Podjednotka 2+12. 11346/13 – kř.1159/05 * Něža – velmi raný materiál, zdroj odolnosti ke rzi pšeničné. Velmi dobrá suchovzdornost. Výška slámy střední, zrno menší. Geny Ppd2, Rht2 a Rht8. Podjednotka 3+12. Odolná poléhání. 2097/14 – Kansas * Meritto * F4 – raný materiál, kratší sláma. Zdroj odolnosti ke rzi pšeničné. Nese gen Lr43. Vysoká suchovzdornost. Nízká objemová hmotnost zrna.
3.2. TABULKOVÝ VÝSTUP VÝZKUMNÉHO PROGRAMU – Tabulka č. 1. Přehled výsledků řešení výzkumných programů v rámci dotačního titulu 3.d. (bude uveřejněna na webu Mze)
4. PŘÍLOHY Příloha 1 – NÁKLADY NA ŘEŠENÍ 2008-2013 Do zprávy uvést jen celkové materiálové, osobní, ostatní náklady a režii bez vnitřního členění uvedeného níže Materiálové náklady:
Rostlinný materiál vstupující do šlechtění (osivo, sadba, podnože, rouby, řízky, očka)
Hnojiva anorganická (průmyslová), organická (komposty, chlévská mrva)
Ochranné prostředky (insekticidy, fungicidy, pesticidy)
PHM , maziva, náhradní součástky a díly
Pomocný materiál (obaly, návěsky, motouzy, testovací látky, chemikálie, ochranné pomůcky a nástroje pro laboratorní a pěstební činnost, kancelářské potřeby, potřeby pro označování návěsek a obalů, software)
Drobný hmotný majetek
Osobní náklady :
Mzdové náklady pracovníků
Sociální a zdravotní pojištění
Sociální náklady vynaložené v souladu s platnými předpisy
Cestovné
Ostatní osobní náklady
Ostatní náklady:
Náklady na pronájem budov, zařízení a pronájem přístrojového vybavení
Energie (plyn, elektrická energie)
Náklady na vodu a stočné
Náklady na palivo(uhlí , dřevo)
Náklady na telekomunikační služby a spoje
Náklady na daně a pojištění (budov, dopravních prostředků, šlechtitelských porostů)
Náklady na služby spojené s opravami a údržbou, strojů, budov a zařízení šlechtění
Náklady na služby spojené s technologií šlechtění
Náklady na úřední zkoušení odrůd a registraci
Odpisy HIM, NHIM, DHIM, DNHIM
pro
Všechny uvedené náklady se musí vztahovat k řešení projektu na nějž je žádána podpora. Pokud nejsou přístroje a vybavení využívány pro projekt po celou dobu jejich životnosti, jsou za způsobilé náklady považovány pouze náklady na odpisy, odpovídající délce trvání
projektu. U budov jsou za způsobilé náklady považovány náklady na odpisy odpovídající délce trvání projektu.
