ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA PROJEKTU DOTAČNÍHO TITULU 3.d. za dobu řešení 2008 -2013
Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o.
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 nových genotypů jarního a ozimého sladovnického ječmene s vysokou rezistencí k biotickým a abiotickým faktorům za použití klasických a molekulárních metod 1.4. Anotace řešení projektu (max. 300 slov) V letech 2008-2013 probíhala realizace projektu zaměřeného na tvorbu nových genotypů jarního a ozimého sladovnického ječmene s vysokou rezistencí k biotickým a abiotickým faktorům formou využití klasických i molekulárních metod selekce. Základem bylo křížení vybraných vlastních i nově získaných genetických zdrojů ječmene jarního a dvouřadého ječmene ozimého s produktivními odrůdami, s cílem zlepšit úroveň vybraných jakostních parametrů a zvýšit odolnost vlastních šlechtěných materiálů vůči nepříznivým vnějším faktorům. V průběhu řešení bylo vytvořeno celkem 381 nových hybridních kombinací
ječmene jarního a 38 nových kombinací ozimého ječmene (zde probíhalo křížení jen do roku 2011). U ječmene jarního byla pozornost zaměřena jak na změny související s kvalitou zrna (klasická selekce i výběr rostlin pomocí molekulárních markerů alel Bmy1 a HvLac1; screening kvality s využitím NIR analyzátoru celého zrna Inframatic 9100, fy PerCon a hodnocení sladařských parametrů), tak i na zvýšení odolnosti houbovým chorobám. Za tímto účelem byla potomstva po křížení s donory odolnosti vůči základním houbovým chorobám (zejména padlí a hnědé skvrnitosti) testována ve skleníkových podmínkách i polních provokačních pokusech. Ve vyšších filiálních generacích byly linie, vybrané na základě kladných výsledků v polních pokusech, hodnoceny z hlediska rozhodujících sladovnických parametrů, případně komplexních výsledků mikrosladovacích zkoušek. Nové genotypy dvouřadého ozimého ječmene s potenciálně vyšší úrovní znaků a vlastností významných z hlediska možného využití ke sladování byly vytvořeny především v procesu hybridizace se zahraničními ozimými sladovnickými odrůdami. Nepříznivý průběh počasí v roce 2011/2012, který měl za následek vymrznutí téměř všech pokusů s ozimým ječmenem, způsobil silnou redukci rozsahu testovaného materiálu. Nové genotypy sladovnického ječmene jarního a ozimého s vyrovnanou úrovní hospodářsky významných parametrů byly předány do Kolekce genetických zdrojů ječmene jarního resp. budou předány do Kolekce genetických zdrojů ječmene ozimého při Genové bance ČR k dalšímu šlechtitelskému nebo výzkumnému využití. 2. SKUTEČNOST ZA UPLYNULÉ OBDOBÍ 2008 - 2013 2.1. PROJEKTOVÝ TÝM 2.1.1. ORGANIZACE ÚČASTNÍCÍ SE PROJEKTU Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o. 2.1.2. ŘEŠITELSKÝ TÝM Složení řešitelského týmu se v průběhu let měnilo v souvislosti s ukončením pracovního poměru některých řešitelů. V letech 2008-2010 byl hlavním řešitelem projektu Ing. Zdeněk Nesvadba, Ph.D. a dále se na řešení podílela Ing. Simona Horáčková. Od roku 2011 bylo řešení převedeno na Ing. Martu Zavřelovou, Ph.D. (rodné příjmení Balounová) a dále se na řešení od roku 2012 podílí Ing. Michaela Kadlíková. Kromě nich se do řešení v roce 2011 zapojili také Ing. Kateřina Vaculová, CSc. a Ing. Petr Martinek, CSc. Technické práce
zabezpečoval kolektiv 2-3 technických pracovníků. Veškerý rozsah činnosti řešitelů byl v souladu s plánovaným objemem prací na tomto projektu v jednotlivých letech. 2.2. ČASOVÝ POSTUP PRACÍ Časový harmonogram vycházel z původního plánu realizace projektu. 2008-2011 – cílem bylo sestavení a výsev výchozích kolekcí rodičovských odrůd, získaných z Kolekcí genetických zdrojů ječmene, vedených při Genové bance ČR; dále nových materiálů ječmene, získaných ze zahraničních genových bank a šlechtitelských pracovišť a v neposlední řadě využití ověřených tuzemských a zahraničních odrůd a vlastních rozpracovaných linií s nejlepší úrovní požadovaných vlastností a parametrů. Dále probíhala realizace hybridizačních programů. U ječmene jarního v letech 2008-2013, u ječmene ozimého v letech 2008-2011. Hybridní zrna, vytvořená křížením rodičovských forem ječmene jarního byla v letech 2008-2010 mimo vegetační období přemnožena v rámci dvoustranné dohody v geograficky vzdálené oblasti Jižní Ameriky (Agronomy Department, Cervecería y Maltería Paysandú, Uruguay) za účelem urychlení geneticko-šlechtitelského postupu. V případě ozimého ječmene byl prováděn přímý podzimní výsev hybridních zrn ve skleníkových a rovněž polních podmínkách. 2009-2011 – realizovalo se vedení v polních podmínkách a selekce nově vytvořených potomstev ječmene v raných generacích po křížení zdrojů vysoké sladovnické jakosti s genotypy vysoké úrovně hospodářsky významných znaků, zejména s vysokým výnosem zrna a dalšími hospodářsky významnými vlastnostmi jako odolnost poléhání a s vyšší mírou rezistence biotickým a abiotickým faktorům (původcům chorob, vyzimování - především zimovzdornosti, apod.). V této fázi se uplatňovaly jak klasické tak molekulární metody testace a výběru požadovaných genotypů a dílčí testace vybraných parametrů sladovnické kvality zrna. Vzhledem k návaznosti řešení projektu na předchozí program probíhalo rovněž přihlašování a zkoušení nových genotypů v pokusech vedených ÚKZÚZ. 2011–2013 – v průběhu uvedených let bylo finalizováno hodnocení vybraných perspektivních materiálů v polních podmínkách a realizace chemických a technologických analýz kvality zrna s hodnocením požadovaných sladařsky významných kvalitativních parametrů zrna. V omezené míře pokračovalo zkoušení nových genotypů ječmene jarního i ozimého v pokusech ÚKZÚZ. Obsahem každoročního časového postupu řešení byly následující činnosti: 1) Výběr vhodných materiálů ječmene pro setí v polních podmínkách na základě výsledků získaných v předchozích letech, morfologických rozborů individuálních rostlin, výsledků
testace s využitím molekulárních markerů a chemických (resp. technologických) analýz zrna. 2) Výběr rodičovských forem ječmene jarního (ozimého) a výsev ve skleníkových podmínkách. 3) Příprava plánů setí, založení pokusů a setí v polních podmínkách. Druh a výměra pokusu odpovídaly generaci množeného materiálu a plánovanému výstupu v daném roce řešení. 4) Křížení ve skleníkových podmínkách, sklizeň hybridních zrn. Předání hybridních zrn k množení v mimovegetačních podmínkách spolupracujícího zahraničního partnera (do 2010). 5) Ošetřování a vegetační vedení polních pokusů ječmene jarního a ozimého. Hodnocení nových hybridních materiálů v raných i vyšších generacích po křížení, vysetých v polních podmínkách (ručně seté i strojově seté parcely). Provádění negativních a pozitivních výběrů individuálních rostlin. 6) Sklizeň pokusných parcel a rostlinného materiálu ručně a maloparcelní polní mechanizací. Posklizňové zpracování sklizeného zrna a rostlin, uskladnění. 7) Mechanické rozbory a zpracování rostlinných materiálů z polních pokusů, příprava vzorků zrna vybraných materiálů ve vhodných filiálních generacích na testaci s využitím zvolených molekulárních markerů a screeningových testů kvality zrna Testace kříženců (resp. dalších nově vytvořených materiálů) ve skleníkových podmínkách vůči vybraným původcům chorob. 8) Vyhodnocení získaných výsledků, evidence pořízených datových záznamů v elektronické podobě, příprava prezentací, podkladů pro další využití nově vytvořených materiálů ječmene. 2.2.1. AKTIVITY USKUTEČNĚNÉ Cílem řešení projektu byla tvorba genotypů jarního a ozimého ječmene se zvýšenou užitnou hodnotou (kvalita zrna, odolnost patogenům a nepříznivým faktorům), které by splňovaly současné a perspektivní požadavky sladovnického a pivovarského průmyslu. Prostředkem k tomuto cíli bylo využití klasických i molekulární metod, zvláště selekce vybraných genotypů pomocí molekulárních markerů. Dílčí cíle byly směrovány na zvýšení odolnosti genotypů k nepříznivým biotickým i abiotickým faktorům, dále zvýšení jakosti genotypů s ohledem na perspektivní potřeby tuzemského trhu i exportu a současně tím dosažení vyšší bezpečnosti produkovaných potravinářských surovin. Řešení projektu probíhalo v letech 2008-2013. Původně plánovaná interdisciplinární spolupráce (tj. v oblasti genetiky, šlechtění, sladovnické a pivovarské technologie) za účelem
dosažení výsledků realizovatelných ve šlechtitelské, zemědělské a zpracovatelské praxi byla redukována v souladu s významným snížením původně plánovaného objemu finančních prostředků, zejména v rozsahu prováděných analýz sladařské jakosti zrna. Problematika byla řešena ve dvou okruzích (ječmen jarní a ječmen ozimý) podle druhů zařazených v projektu, přičemž rozsah činnosti v procesu tvorby ječmene jarního byl dominantní. Skleníkové pokusy, tvorba nových kombinací Výběr rodičovských forem ječmene jarního pro křížení ve skleníkových podmínkách byl základem procesu tvorby nových genotypů jarní sladovnického ječmene. Na základě zkušeností z předchozích let byly k tomuto účelu využívány především skleníkové prostory, kde je, v porovnání s vnějšími podmínkami v poli, vyšší jistota bezproblémového průběhu prací. V procesu křížení byly v průběhu všech let řešení použity v první řadě vlastní rozpracované materiály jarního ječmene ve vyšších generacích, které se vyznačovaly některými vynikajícími hospodářsky významnými vlastnostmi, především vysokou hmotností zrna na klas, vyrovnanou odnoživostí, vysokou HTZ a kratším stéblem. Jako rodičovské formy byly využity jak registrované odrůdy, tak rozpracované šlechtitelské materiály nebo nové genové zdroje s požadovanou úrovní dané vlastnosti. Pro zabudování odolnosti k chorobám, především padlí travního, byly využity genové zdroje odolnosti založenými na zcela nových účinných genech (D-473/03, F-888/03, H-1274/03), případně i odvozené z Hordeum vulgare ssp. spontaneum. Křížení s cílem zvýšení odolnosti k patogenu hnědé skvrnitosti bylo prováděno s odrůdami, které prokázaly nejvyšší míru tolerance k tomuto patogenu, resp. vyšší odolnost více odlišným rasám hnědé skvrnitosti (např. odrůdy Heris, Biatlon, Sigrid a další). Prohlubující se nepříznivé jarní vegetační podmínky, zejména sucho v období vzcházení a počátku růstu, vyvolávají potřebu orientace na výchozí rodičovské zdroje se zlepšenou tolerancí suchu. Pro tyto účely byly využity výsledky testace molekulárními markéry, provedené v rámci řešení projektu MŠMT č. 1M0570 (řešeného v letech 2005-2010), a v roce 2011 byly vybrané donory (Tadmor, Malz, Amulet) s vyšší rezistencí suchu zařazeny do plánu křížení. Každoročně byly do křížení využity i vybrané materiály, doporučené ke šlechtitelskému využití z Kolekce genetických zdrojů ječmene jarního, vedené při Genové bance ČR a rovněž odrůdy testované v rámci pokusů EBC (například Grace, Yukata, Vista, Jenifer, Lilly, Streif, Stine, JB Flavour, Fairytale, Datcha, Nairobi, Paulis, Zeppelin, Explorer, Vendela a další). Křížení bylo zaměřeno jak na tvorbu materiálů pro standardní sladovnické využití, tak byl kladen důraz i na tvorbu vhodných
materiálů, u nichž se předpokládá, že by mohly kvalitativně odpovídat nejnovějším požadavkům sladařského průmyslu pro výrobu piva s chráněným zeměpisným označením České pivo (zejména odrůdy Radegast a Blaník). Výsledky testace odrůd vybranými genetickými markéry sloužily jak při výběru rodičovských partnerů do křížení, tak zejména pro hodnocení štěpení v průběhu dalšího vedení vytvořených potomstev v raných generacích po křížení. Byly využity jak diference mezi alelami pro termostabilní enzym beta-amylázu (gen Bmy1), ovlivňující míru konečného prokvašení, tak i alelami enzymu lakázy (gen HvLac1), odpovídající za očekávanou rozdílnou náchylnost k houbovým chorobám i odlišný obsah polyfenolických látek a tedy úroveň některých sledovaných sladařsky významných parametrů. Pro tvorbu nových genotypů dvouřadého ozimého sladovnického ječmene, byly vybrány vlastní rozpracované materiály ve vyšších generacích, u kterých byla víceletým hodnocením v polních podmínkách potvrzena zvýšená odolnost k listovým chorobám, vysoká HTZ, vysoký podíl předního zrna, nízký obsah dusíkatých látek v zrnu a současně dobrá zimovzdornost. Jako rodičovský partner byly využity jednak nové linie spolupracující firmy, u kterých byla v předzkouškách výkonu potvrzena sladovnická kvalita a dále nové registrované odrůdy ozimého ječmene s deklarovanou sladovnickou kvalitou, především, odrůdy Wintmalt a Malwinta a také odrůdy Tiffany a Nickela. Byly rovněž využity odrůdy testované v rámci pokusů EBC. Setí vybraných rodičovských forem ke křížení ozimého ječmene do volné půdy ve skleníku se každoročně realizovalo koncem listopadu. Výsev jarního ječmene probíhal podle průběhu počasí koncem února nebo počátkem března. Tento způsob vedení materiálů určených ke křížení přispěl k urychlení vývoje rostlin, takže křížení bylo možné zahájit již v poslední dekádě dubna u ozimého ječmene a v první dekádě května u ječmene jarního. V průběhu řešení projektu bylo vytvořeno celkem 381 hybridních kombinací s 6760 hybridními zrny u jarního ječmene a 38 nových kombinací křížení (s 832 hybridními zrny) u ječmene ozimého. Sklizeň nakřížených zrn probíhala převážně konce června, počátkem července. Nakřížené klasy byly sklizeny ručně a zrno bylo vydroleno a připraveno k dalšímu výsevu. Na základě dvoustranné dohody byla v letech 2008-2010 část vytvořených hybridních zrn ječmene jarního byla zasílána na přemnožení do Agronomy Department, Cervecería y Maltería Paysandú, Uruguay. Od roku 2011 se tento způsob urychlení šlechtitelského procesu již nerealizoval, zejména z důvodu změny spoluvlastníka firmy v Uruguayi. Zbývající hybridní zrna a od roku 2011 všechny zrna v F1 generaci byla uschována k setí v polních podmínkách v následujících letech řešení. U ozimého ječmene bylo přemnožení první generace po křížení prováděno většinou ve skleníkových podmínkách.
U nově vytvořených potomstev ječmene jarního, získaných křížením s odrůdami (genetickými zdroji) s vysokou mírou tolerance (odolnosti) k vybraným agresivním rasám Pyrenophora teres f. teres (hnědé skvrnitosti) byla ve skleníkových podmínkách provedena testace se zařazením rezistentní (CI739 ) i náchylné (Beate) kontroly. Identifikace genů odolnosti nově vytvořených vlastních materiálů ječmene jarního vůči patogenu Blumeria graminis f. sp. hordei (padlí travní) byla prováděna rovněž ve skleníkových podmínkách a to formou služby (ing. Dreiseitl, Agrotest fyto, s.r.o.), s využitím tzv. postulační (aproximativní) metody. Polní pokusy, vedení a hodnocení materiálů ječmene Ječmen jarní Vzhledem k tomu, že projekt navazoval na řešení v předchozích letech, souběžně s tvorbou nových genotypů jarního sladovnického ječmene pokračovalo od roku 2008 vedení a další hodnocení vybraných materiálů v polních podmínkách. Výběr vhodných materiálů ječmene pro setí v polních podmínkách byl podle stupně filiální generace prováděn na základě hodnocení výsledků získaných v předchozích letech, morfologických rozborů individuálních rostlin, výsledků testace s využitím molekulárních markerů a chemických (resp. technologických) analýz zrna. Návaznou činností bylo proto každoroční vypracování a příprava plánů setí, příprava osiva, založení pokusů a setí v polních podmínkách. Druh a výměra pokusu odpovídaly generaci množeného materiálu a plánovanému výstupu v daném roce řešení. Základní zpracování půdy probíhalo v souladu s optimální pěstební technologií pro jarní ječmen s tím, že jako předplodina byla využita řepka ozimá z důvodu snížení nebezpečí poléhání porostů. Základní hnojení bylo provedeno na podzim podle výsledků agrochemického hodnocení. Zpracování pozemků na jaře bylo provedeno tak, aby bylo možné založit pokusy v pokud možno v optimálním agrotechnickém termínu. Materiály v raných generacích po křížení, tedy štěpící materiály v F2 generaci, namnožené v mimovegetačním období v polních podmínkách Uruguaye (v letech 2008-2011), zbývající hybridní zrna v F1 generaci sklizená po křížení ve skleníkových podmínkách a individuální rostliny získané výběrem ze štěpících materiálů v poli byly společně s rodičovskými materiály vysévány do záhonů ručně. V souladu s použitou klasickou rodokmenovou (pedigree) metodou selekce byly prováděny individuální výběry rostlin odpovídajících očekávanému fenotypu. Materiály v F3 generaci byly vysévány do parcel o výměře 0,615 - 1,00 m2, a zde rovněž pokračovalo hodnocení podle fenotypu, doplněné o hodnocení třídicích znaků. Další materiály ve středních
a vyšších generacích po křížení byly vysety a hodnoceny ve výnosových zkouškách na parcelách s diferencovanou výměrou (2,5-10 m2) i různým počtem opakování, přičemž v těchto typech pokusu probíhalo rovněž hodnocení produktivity, porovnáváním se standardními sladovnickými kontrolními odrůdami, vedenými v registračních pokusech ÚKZÚZ (Xanadu, Sebastian, Bojos a další). Materiály s perspektivou přihlášení do registračních pokusů ÚKZÚZ byly vysety na parcelách o výměře 125-1000 m2. Ječmen ozimý Rovněž u ozimého ječmene byla předplodinou řepka ozimá. Také zde byla použita optimální pěstební technologie pro ozimý ječmen. Setí bylo prováděno v souladu s průběhem počasí koncem září-počátkem října, tedy v nejvhodnějším agrotechnickém termínu pro ozimý ječmen. V ručních záhonech v poli byly vysety materiály v F2 generaci získané v procesu křížení v předchozích letech, resp. přemnožené v podmínkách skleníku a individuální vybrané rostliny v F3 generaci. U těchto materiálů bylo sledováno štěpení ve fenotypických znacích, prováděna pozitivní selekce vybraných rostlin a základní hodnocení míry napadení listovými chorobami. Další materiály ve vyšších generacích byly vysety a hodnoceny ve výnosových zkouškách na parcelách s diferencovaným počtem opakování o výměře 5-10 m2. Obdobně jako v případě ječmene jarního, také zde probíhalo hodnocení produktivity porovnáváním s kontrolními odrůdami, vedenými v registračních pokusech ÚKZÚZ (Wintmalt, Casanova, Breunskylie, apod.). Materiály s perspektivou přihlášení do registračních pokusů ÚKZÚZ byly vysety na parcelách o výměře 125-500 m2. Průběh počasí v jednotlivých letech řešení projektu významně ovlivnil vývoj porostů jarního i ozimého ječmene. V roce 2010 byl vývoj jarního ječmene nepříznivě poznamenán dlouhodobými srážkami v měsíci květnu, kdy byly pokusy zatopeny do výše cca 10 cm po dobu téměř 4 týdnů. V roce 2011 způsobily silné a dlouhotrvající srážky na konci vegetace jarního ječmene masivní porůstání zrna u již téměř zralých porostů, což významně poznamenalo klíčivost osiva. U ozimého ječmene došlo v únoru 2012 po vícedenních holomrazech prakticky k vymrznutí všech pokusných parcel. Následující suchý průběh jara v tomtéž roce měl negativní vliv na vzcházivost a další vývoj ječmene jarního. Silné srážky v první dekádě června naopak evokovaly růst sekundárních odnoží, takže porosty byly vývojově velmi nevyrovnané a vysoké teploty v závěru dozrávání tak u nezralých klasů silně ovlivnily jak hmotnost obilek (snížení HTZ), tak podíl předního zrna na sítě (2,2 a 2,5 mm), takže přepad zrna se pohyboval u některých materiálů i pod 50%. Rovněž v roce 2013 byl průběh počasí nepříznivý pro založení porostů ječmene jarního v optimálním agrotechnickém termínu. Pozdní setí (koncem 2. dekády dubna) a nerovnoměrné dozrávání v závěru vegetace
rezultovaly v pozdní sklizeň (konec první dekády srpna) a projevily se ve snížení osivových hodnot u ječmene jarního. V průběhu vegetace byly u jednotlivých studovaných materiálů ječmene individuálně hodnoceny biologické, morfologické a hospodářské znaky podle klasifikátorů IPGRI (1985, 1994), národního klasifikátoru pro rod Hordeum a metodikou používanou ÚKZÚZ pro hodnocení znaků podle katalogu UPOV. V raných generacích byla sledována především délka rostlin, míra vyrovnanosti v odlišných morfologických charakteristikách rostliny a klasu, napadení listovými chorobami, apod. Od F3 generace byla kromě tzv. třídících znaků (typ osinatosti, antokyanové zbarvení oušek listové pochvy, špiček osin či nervů pluchy, štěpení podle hustoty a barvy klasu, apod.) sledována například ranost a vyrovnanost metání, odolnost poléhání a další fyziologické znaky. U kmenů a linií vedených ve zkouškách výkonu ve vyšších generacích po křížení bylo hodnocení rozšířeno o znaky podrobněji popisující stupeň nebo intenzitu projevu, jako například intenzitu antokyanového zabarvení, postavení praporcovitého listu a klasu, výška porostu, apod. U materiálů s perspektivou dalšího využití ve šlechtění nebo přihlášení do registračních zkoušek byly dále hodnoceny znaky jako je chloupkatost listové pochvy, chloupkatost bazální štětičky, postavení postranních sterilních kvítků v klasu, apod., jejichž homogenita je jednou z podmínek pro úspěšné zkoušení v pokusech ÚKZÚZ. Ve vegetační fázi voskové zralosti byly u těchto materiálů rovněž odebírány vzorky klasů pro sledování znaků klasu a zrna jako je hustota klasu, chloupkatost břišní rýhy, zoubkatost laterálních nervů pluchy, apod. Významným ukazatelem je odolnost nových genotypů rozšířeným biotickým faktorům. Počet chorob napadajících ječmen stále roste. Kromě míry napadení jednotlivých kmenů a nových linií ječmene jarního patogeny Blumeria graminis (padlí travní) a Pyrenophora teres (f. teres a f. macula - hnědá skvrnitost ječmene) ve vývojových fázích počátku metání až střední fázi metání (DC51-55) a ve fázi mléčné zralosti (DC73) bylo sledováno napadení patogenem Puccinia hordei (rez ječná), které bylo provedeno ve fázi mléčné zralosti (DC73) a výskyt dalších listových chorob (nespecifické skvrnitosti, ramulária, sněti, fuzária a další). Materiály kříženců ječmene jarního s odrůdami s vyšší odolností patogenu Pyrenophora teres f. teres (hnědé skvrnitosti), vybrané na základě skleníkových testů s využitím směsi agresivních ras tohoto patogena byly v letech 2010-2013 vysety v provokačních testech (v ručních záhonech i strojových pokusech). Provokační podmínky pro hodnocení úrovně odolnosti k hnědé skvrnitosti byly vytvořeny pomocí obsevu pokusu náchylnou odrůdou Prestige a zařazením parcel s náchylnou odrůdou Beate a odolnou kontrolou CI739 do samotného pokusu.
Sklizeň pokusných parcel a rostlinného materiálu jarního i ozimého ječmene byla prováděna v závislosti na filiální generaci a typů pokusu ručně (vytrháním nebo srpem) nebo standardní maloparcelní polní mechanizací (kombajny Osevan, Wintersteiger a Sampo) v období po nástupu plné zralosti, což bylo v případě ječmene ozimého od konce června do cca třetí dekády července a u ječmene jarního od druhé dekády v červenci do poloviny srpna. Posklizňové zpracování a hodnocení experimentálních materiálů ječmene Po sklizni bylo zrno pokusných materiálů standardně ošetřeno, byla stanovena hmotnost zrna (výnos zrna z jednotky plochy přepočtem), vzorky zrna byly přetříděny na sítech (2,2 a 2,5 mm), byla stanovena HTZ (g), OH (g/kg u ozimého ječmene) a zrno bylo uloženo ve skladu. Vybrané rostliny byly podrobeny mechanickému rozboru (stanovení výnosových prvků) v laboratorních podmínkách. Screening dílčích sladovnických parametrů (zejména obsahu N-látek, škrobu a částečně i odhad obsahu extraktu ve vzorcích zrna materiálů ječmene jarního a ozimého ječmene se prováděl pomocí NIR analyzátoru celého zrna Inframatic 9100 (fy PerCon). U vybraných linií ječmene jarního pak probíhalo laboratorní hodnocení obsahu vybraných látek zrna (obsah Nlátek, extraktu, beta-glukanů a škrobu), které sloužily jako základní charakteristiky sladařské kvality nově vytvořených materiálů sladovnického ječmene. Na základě těchto charakteristik byl vytvářen soubor linií, u kterých se předpokládá využití pro sladovnické účely. Při hodnocení sladovnické kvality byly vzaty v úvahu nejnovější požadavky sladovnickopivovarského komplexu. Pro hodnocení základních charakteristik sladovnické kvality zrna (obsah celkového dusíku - NLb, extrakt sladu - E, relativního extraktu při 45 °C – RE45 Kolbachova čísla - K, diastatická mohutnost - DM, dosažitelný stupeň prokvašení - DSP, friabilita - F, obsah beta-glukanů ve sladině - BGw, čirost a další) byly použity mikrosladovací analýzy dle metodik EBC. Tyto analýzy byly provedeny dodavatelsky (ve VÚPS, a.s., Sladařském ústavu v Brně) u perspektivních linií, vybraných k přihlášení do registračních zkoušek ÚKZÚZ. Detekce přítomnosti alel genu Bmy1 kódujícího enzym beta-amylázu s rozdílnou termostabilitou ve výchozích rodičovských odrůdách a nově vytvořených liniích byla v letech 2008-2010 prováděna pomocí CAPS (Cleaved Amplified Polymorhic Sequence) markeru v laboratoři společnosti Agrotest fyto, s.r.o. Údaje z vegetačního pozorování biologických a hospodářsky významných znaků a ukazatelů i provedeného posklizňového zpracování studovaných materiálů ječmene byly zaznamenány do vegetačních zápisníků, sklizňových a vážních deníků a protokolů v elektronické podobě.
Řádná evidence získaných dat z hodnocení polních pokusů je nezbytným postupem, který byl prováděn jak u materiálů v raných generacích (klasové řádky, parcely rostlinných potomstev), tak i u materiálů ve vyšších filiálních generacích, vedených ve zkouškách výkonu nebo na množitelských parcelách. Nové genotypy jarního sladovnického ječmene s vyrovnanou úrovní hospodářsky významných parametrů a ozimého dvouřadého ječmene jsou k dispozici prostřednictvím Kolekce genetických zdrojů ječmene jarního při Genové bance ČR, Kolekce genetických zdrojů ječmene ozimého, resp. materiálů vedených v pracovní kolekci řešitele k dalšímu šlechtitelskému nebo výzkumnému využití. 2.2.2. AKTIVITY NEUSKUTEČNĚNÉ V důsledku snížení objemu nákladů na řešení projektu došlo k úpravám rozsahu pokusů s oběma druhy, zejména v oblasti analýz sklizených vzorků zrna, jejichž realizace byla plánována formou služby. U ozimého ječmene došlo ve vegetačním roce 2011/2012 k vymrznutí porostů v polních podmínkách. Z tohoto důvodu nebylo již provedeno plánované křížení a v následujícím roce (2012/2013) byly polní pokusy založeny v omezeném rozsahu. Neproběhlo také plánované hodnocení sladovnické kvality v mikrosladovně kvůli nedostatku experimentálního materiálu. 2.3. NÁKLADY - VÝKAZ (včetně komentáře) příloha 1 Celkové náklady na uvedený projekt dotačního titulu programu 3.d. v období od 1. 9. 2008 do 22. 11. 2013 činily 1752858,33 Kč. Výše poskytnuté dotace byla 724772,- Kč, tedy v průměru 41,35 %. Částka nad plánovanou sumu dotace byla hrazena z vlastních zdrojů řešitelského pracoviště. Náklady byly čerpány v souladu s pokyny danými zadáním projektu. Materiálové náklady, které tvořil rostlinný materiál, hnojiva, prostředky chemické ochrany, PHM, maziva, pomocný materiál a drobný hmotný majetek byla čerpána ve výši 77409,71 Kč. Osobní náklady, které tvořily mzdové náklady pracovníků, sociální a zdravotní pojištění, sociální náklady a další osobní náklady vynaložené v souladu s platnými předpisy a náklady na cestovné činily 262921,17 Kč. Ostatní náklady, které byly tvořeny službami, náklady na pronájem budov, zařízení, přístrojového vybavení, energie, poštovné, daně a pojištění, dále náklady spojené s opravami a údržbou strojů, budov a zařízení souvisejících s řešením projektu a náklady na služby spojené s technologií šlechtění, na úřední zkoušení odrůd a registraci, odpisy majetku používaného v průběhu řešení projektu a další režijní náklady přímo související s projektem činily celkem 1412527,45 Kč.
2.4. PŘEHLED ZMĚN, KTERÉ NASTALY V PRŮBĚHU ŘEŠENÍ Projekt byl řešen v souladu s osnovou projektu, jejími cíli a metodikou řešení. Jak je uvedeno výše v bodu 2.2.2., v důsledku vymrznutí ozimého ječmene ve vegetačním období 2011/2012 došlo k významné redukci pokusů s ozimým ječmenem. 3. VÝSLEDEK ŘEŠENÍ VÝZKUMNÉHO PROGRAMU A ZPŘÍSTUPNĚNÉ VÝSLEDKY ŘEŠENÍ 3.1. KOMENTÁŘ – uvést zde podrobnosti ke každému řádku uvedenému v tabulce č. 1 1) Výsledek řešení výzkumného programu: Nový genotyp sladovnického ječmene jarního s vysokým výnosovým potenciálem a vyšší odolností biotickým faktorům Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu: KM 2929-569: nový genotyp dvouřadého sladovnického ječmene jarního s vysokým výnosovým potenciálem (zejména v neintenzivních pěstebních podmínkách), velmi vysokou úrovní sladařských parametrů a plně účinnou odolností vůči padlí travnímu (založenou na genech z Hordeum vulgare ssp. spontaneum). Komentář: Nový genotyp dvouřadého sladovnického ječmene jarního KM 2929-569 (Br7682a11 x Xanadu) s velmi vysokou úrovní sladařských parametrů (E = 83, K = 44,4, DSP = 82,5, F = 88; USJ = 8,49) se vyznačuje jinou plně účinnou odolností vůči padlí travnímu, založenou na genech odvozených z Hordeum vulgare ssp. spontaneum. Je charakterizován vysokým výnosovým potenciálem v méně intenzivních variantách pěstování (v průměru až 107 % oproti kontrolním odrůdám). Je vhodným zdrojem pro šlechtění kvalitních odrůd sladovnického jarního ječmene. 2) Výsledek řešení výzkumného programu: Nové genotypy sladovnického ječmene jarního s vysokou úrovní vybraných sladařských parametrů a vyšší odolností biotickým faktorům Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu: KM 2785: nový genotyp dvouřadého sladovnického ječmene jarního s vysokou úrovní vybraných sladařských parametrů, vhodný pro výrobu sladu pro CHZO „České pivo“. Vyznačuje se vyrovnaným středním výnosem zrna ve všech výrobních oblastech a je charakterizován vysokou a účinnou odolností padlí travnímu (gen mlo).
Komentář: Nový genotyp dvouřadého sladovnického ječmene jarního KM 2785 (KM 2416-30 x Prestige) s vysokou úrovní vybraných sladařských parametrů (RE45 = 46,5, K = 46,3, DM = 327, DSP = 83,2; USJ = 5,6). Vyznačuje se vyrovnaným středním výnosem zrna ve všech výrobních oblastech. Současně je charakterizován vysokou a účinnou odolností padlí travnímu (podmíněnou přítomností recesivní alely genu mlo). Má předpoklad využití ve šlechtění odrůd je vhodných pro výrobu sladu pro CHZO „České pivo“. 3) Výsledek řešení výzkumného programu: Nové genotypy sladovnického ječmene jarního s vysokou úrovní sladařských parametrů a vyrovnanou odolností houbovým chorobám Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu: KM 3040-288/07 a KM 3074588/07: nové genotypy dvouřadého sladovnického ječmene jarního s vysokou úrovní sladařských parametrů a vyrovnanou vysokou odolností houbovým chorobám v polních podmínkách (padlí travní, komplex hnědých skvrnitostí, rez ječná) Komentář: Nový genotyp dvouřadého sladovnického ječmene jarního KM 3040-288/07 (Cristalia x Respekt) s vysokou úrovní sladařských parametrů (NLb = 10,7, E = 83,5, RE45 = 46,5, K = 49,4, DM = 311, DSP = 81,1 a F = 90; USJ = 7,09) je charakterizován vysokou odolností houbovým chorobám v polních podmínkách (padlí travní, komplex hnědých skvrnitostí, rez ječná) a střední až vyšší odolností rhynchosporiové skvrnitosti. Má předpoklad využity ve šlechtění sladovnického jarního ječmene. Nový genotyp dvouřadého sladovnického ječmene jarního KM 3074-588/07 (Quench x KM 2802-257) vykazuje vysokou úroveň sladařských parametrů (NLb = 10,5, E = 83,8, RE45 = 47,8, K = 49,4, DM = 285, DSP = 81,4 a F = 91; USJ = 7,07). Je charakterizován vyrovnanou vyšší odolností houbovým chorobám v polních podmínkách (padlí travní, komplex hnědých skvrnitostí, rez ječná, rhynchosporiová skvrnitost). Materiál je vhodný k dalšímu využití v procesu šlechtění nových odrůd sladovnického ječmene jarního. 4) Výsledek řešení výzkumného programu: Nové genotypy ječmene jarního s vysokou odolností biotickým faktorům pro využití ve šlechtění jarního sladovnického ječmene Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu: KM 3188.2.6, KM 3214.6.2 a KM 3260.28.44: nové, morfologicky vyrovnané genotypy dvouřadého ječmene jarního s přítomností geneticky identifikované alely lakázy HvLac1 a potenciálem sladovnického
využití. Vyznačují se velmi vysokou odolností vůči patogenu Pyrenophora teres f. teres (skleníkové a polní testy) a současně střední až vyšší odolností vůči padlí travnímu a rzi ječné v polních podmínkách. Komentář: Nový genotyp dvouřadého ječmene jarního KM 3188.2.6 (Biatlon x JB Flavour) charakterizuje přítomnost geneticky identifikované alely lakázy HvLac1 s potenciálem sladovnického využití. Vyznačuje se velmi vysokou odolností vůči patogenu Pyrenophora teres f. teres (hnědá skvrnitost - skleníkové a polní testy) a současně vyšší odolností vůči patogenu Blumeria graminis (padlí travní) a střední odolností k Puccinia hordei (rez ječná) v polních podmínkách. Dosahuje porovnatelného výnosu s produktivním rodičem a má střední až vyšší HTZ. Nový
genotyp
dvouřadého
ječmene
jarního
KM
3214.6.2
(Heris
x
Streif)
charakterizuje přítomnost geneticky identifikované alely lakázy HvLac1. Vyznačuje se velmi vysokou odolností vůči patogenu Pyrenophora teres f. teres (hnědá skvrnitost - skleníkové a polní testy) a současně střední polní odolností vůči patogenu Blumeria graminis (padlí travní) a vysokou odolností k Puccinia hordei (rez ječná). Má vysoký výnosový potenciál a rovněž vysokou HTZ. Lze jej doporučit k využití využít ve šlechtění sladovnického ječmene jarního. Nový genotyp dvouřadého ječmene jarního KM 3260.28.44 (Sigrid x Henrike) s přítomností geneticky identifikované alely lakázy HvLac1 se vyznačuje velmi vysokou odolností vůči patogenu Pyrenophora teres f. teres (hnědá skvrnitost - skleníkové a polní testy) a současně vysokou polní odolností vůči patogenu Blumeria graminis (padlí travní) a střední odolností k Puccinia hordei (rez ječná). Při využití ve šlechtění sladovnického ječmene je vhodné využít produktivní rodičovské formy. 5) Výsledek řešení výzkumného programu: Nové genotypy dvouřadého ozimého ječmene s vyšší odolností biotickým faktorům a vybranými vlastnostmi pro uplatnění ve šlechtění odrůd využitelných ve sladovnictví Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu: KM 2486, KM 2719, KM 2720: nové genotypy dvouřadého ozimého ječmene s potenciálem pro šlechtění odrůd využitelných ve sladovnictví. Mají střední až vyšší výnos zrna, vyšší nebo vysokou HTZ a vyšší podíl předního zrna. Vyznačují se střední až vyšší odolností vůči padlí travnímu a střední odolností dalším biotickým faktorům (komplex hnědých skvrnitostí, rhynchosporiová skvrnitost, rez ječná).
Komentář: Nový genotyp dvouřadého ozimého ječmene KM 2486 (Tiffany x Vanessa) s potenciálem pro šlechtění odrůd využitelných ve sladovnictví má středně vysoký výnos zrna, vysokou HTZ a vyšší podíl předního zrna. Vyznačuje se střední odolností k houbovým chorobám (padlí travní, komplex hnědých skvrnitostí, rhynchosporiová skvrnitost, rez ječná). Rostliny jsou středně vysoké, genotyp je středně odolný vůči poléhání. Nový středně raný genotyp dvouřadého ozimého ječmene KM 2719 (Mascara x Malwinta) dosahuje středního až vyššího výnosu, má vysokou HTZ a vyšší podíl předního zrna než rodičovská odrůda Malwinta. Odolnost padlí je střední až vyšší, odolnost dalším houbovým chorobám střední (komplex hnědých skvrnitostí, rhynchosporiová skvrnitost). Rostliny jsou středně vysoké se střední až vyšší odolností vůči poléhání. Tento materiál charakterizují dílčí hospodářsky významné vlastnosti, pro které má potenciál uplatnění ve šlechtění odrůd využitelných ve sladovnictví. Nový genotyp dvouřadého ozimého ječmene KM 2720 (Mascara x Nickela) se vyznačuje se vysokým výnosem zrna, vysokou HTZ a vyšším podílem předního zrna. Má střední odolnost k houbovým chorobám (padlí travní, komplex hnědých skvrnitostí, rhynchosporiová skvrnitost, rez ječná). Rostliny jsou středně vysoké se střední odolností vůči poléhání. Je vhodný pro využity ve šlechtění odrůd ozimého ječmene s kvalitou pro využití ke sladování. 6) Výsledek řešení výzkumného programu: Nový genotyp dvouřadého ozimého ječmene s vyšší úrovní vybraných parametrů s vhodností pro další šlechtění odrůd s potenciálem sladovnického využití Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu:
KM 2718: nový středně raný
genotyp dvouřadého ozimého ječmene. Dosahuje středních výnosů zrna, má vyšší HTZ a velmi dobrý podíl předního zrna. Odolnost padlí je střední až nižší, odolnost komplexu hnědých skvrnitostí i rhynchosporiové skvrnitosti je střední až vyšší. Rostliny jsou nízké, s dobrou odolností proti poléhání. Komentář: Nový středně raný genotyp dvouřadého ozimého ječmene KM 2718 (Mascara x Tiffany) dosahuje středních výnosů zrna, má vyšší HTZ a velmi dobrý podíl předního zrna. Odolnost padlí je střední až nižší, odolnost komplexu hnědých skvrnitostí i rhynchosporiové skvrnitosti je střední až vyšší. Rostliny jsou nízké s dobrou odolností proti poléhání. Při využití ve
šlechtění ozimého ječmene pro potenciální sladovnické uplatnění je vhodné využít produktivní odrůdy dvouřadého ozimého ječmene se sladovnickým potenciálem. 7) Výsledek řešení výzkumného programu: Nový genotyp dvouřadého ozimého ječmene s vyšší rezistencí biotickým faktorům a perspektivním uplatněním ve šlechtění odrůd pro sladovnické uplatnění produkce Zpřístupněný výsledek řešení výzkumného programu: KM 2847: nový pozdnější genotyp dvouřadého ozimého ječmene se středním až vyšším výnosem i HTZ a vysokým podílem předního zrna (> 90 %). Má vyšší odolnost vůči padlí travnímu, střední odolnost komplexu hnědých skvrnitostí i rhynchosporiové skvrnitosti a nižší odolnost rzi ječné. Odolnost poléhání je vysoká. Komentář: Nový pozdnější genotyp dvouřadého ozimého ječmene KM 2847 (KM 2348 x Wintmalt). Má dobrý potenciál pro šlechtění odrůd využitelných ve sladovnictví. Vyznačuje se středním až vyšším výnosem zrna, vyšší HTZ a vysokým podíl předního zrna na sítě 2,8 mm ( 90 %). Ve víceletých pokusech prokázal vyšší odolnost padlí travnímu, střední odolnost komplexu hnědých skvrnitostí i rhynchosporiové skvrnitosti a nižší odolnost rzi ječné. Rostliny jsou vyšší, ale genotyp má pevné stéblo a vysokou odolnost proti poléhání.
3.2. TABULKOVÝ VÝSTUP VÝZKUMNÉHO PROGRAMU – Tabulka č. 1. Přehled výsledků řešení výzkumných programů v rámci dotačního titulu 3.d. (je uveřejněna na webu
MZe:
http://eagri.cz/public/web/mze/dotace/narodni-dotace/zasady-zemedelstvi-
potravinarstvi/vysledky-projektu-slechteni/) Viz. Tabulka č. 1 Přehled výsledků řešení výzkumných programů v rámci dotačního titulu 3.d.
4. PŘÍLOHY Příloha 1 – NÁKLADY NA ŘEŠENÍ 2008-2013 (Upřesněný finanční plán od roku 2010)
Plánované náklady 2008-2013 uvedené v žádosti v tis. Kč
Skutečné náklady v letech 20082013
Materiálové
170
77,4
Osobní
528
262,9
Ostatní přímé náklady
2939
1412,6
Celkem uznatelné náklady za projekt
3637
1752,9
Rozpis uznatelných nákladů
Za řešitelský kolektiv zpracovala: Ing. Michaela Kadlíková .................................................................
Statutární zástupce organizace:
Ing. Petr Míša, Ph.D. ..................................................................
V Kroměříži dne 31. 5. 2014
