Metoda hodowli odpornościowej

Hodowla odmian roślin odpornych na choroby jest metodą ochrony przed chorobami roślin, która odniosła już znaczne sukcesy w rolnictwie i ogrodnictwie, w leśnictwie natomiast skromne. Cechy rodziców, w tym także cechy odporności na choroby, przechodzą na potomstwo przez geny, czyli jednostki nukleoproteinowe, które w większości (jeżeli nie wszystkie) są umiejscowione w chromosomach. Poszczególne geny są wysoce ustabilizowane i dlatego w naturze tylko stosunkowo rzadko dochodzi do zmiany dziedzicznych właściwości, zwanych mutacjami. Dopiero od około 1900 r., kiedy uświadomiono sobie w pełni naukowy dorobek Jana Grzegorza Mendla (1822 — 1884) w zakresie podstaw współczesnej genetyki (badania nad mieszańcami roślin), wielu badaczy zaczęło się interesować poszukiwaniem bądź wytwarzaniem (przez sztuczne ingerowanie w układ genetyczny) roślin użytkowych wykazujących geny zdrowia lub geny odporności na poszczególne choroby, a później także na ich zespoły. Odtąd praca ta pochłania coraz bardziej zarówno fitopatologów, jak i hodowców roślin, których współpraca na tym polu wydaje się dziś oczywista. W tej działalności zmierzającej do wytworzenia w roślinach odporności na choroby jako środka walki z chorobami osiągnięto już znaczne postępy (wytworzenie odmian zbóż odpornych na rdze, odmian ziemniaka odpornych na raka ziemniaka, odmian wiązu odpornych na holenderską chorobę wiązu, odmian modrzewia odpornych na raka modrzewia, odmian topoli odpornych na zgorzel kory topoli, raka bakteryjnego topoli itp.).

Świadomość, że odporność na choroby jest w bardzo znacznej mierze uwarunkowana przez geny, ma zasadnicze znaczenie dla pracy w omawianej dziedzinie, którą często nazywa się hodowlą odpornościową. Stąd, jeżeli dana roślina użytkowa jest pozbawiona odporności na określoną chorobę, trzeba szukać genów odporności w innym materiale roślinnym, a następnie wprowadzać je do jej układu genetycznego. Niekiedy rośliny z poszukiwanymi genami odporności można znaleźć już w porażonej populacji danej odmiany; wśród chorych populacji osobniki takie wyróżniają się brakiem porażenia, którego genetyczny charakter trzeba dopiero wykazać. Jeżeli jednak takich odpornych osobników nie można znaleźć w rozpatrywanej odmianie, genów odporności trzeba szukać w innych odmianach lub spokrewnionych z nią gatunkach.

Nie tutaj miejsce na opisywanie w szczegółach sposobów hodowli roślin odpornych. Najogólniej można powiedzieć, że istnieją w istocie rzeczy dwa takie sposoby. Jeden z nich polega na selekcji osobników odpornych z populacji istniejących odmian lub gatunków rośliny użytkowej. Postępowanie to opiera się na zjawisku powolnego i jakby przypadkowego podlegania wszystkich organizmów mutacjom. Ta droga jednak często nie prowadzi do pożądanego rezultatu w określonym czasie, a niekiedy w ogóle nie jest możliwa. Wtedy trzeba się uciec do drugiego sposobu polegającego na przeniesieniu genów odporności do układu genetycznego przez hybrydyzację, czyli krzyżowanie. Przeprowadza się wtedy krzyżowanie między osobnikami odpornymi i podatnymi, a potomstwo wystawia na działanie patogena, aby móc zidentyfikować osobniki odporne wśród pokolenia F1 mieszańców i zachować je do dalszego opracowania, niezbędnego do nadania opartej na nich odmianie odpornej postaci, która byłaby do przyjęcia przez praktykę produkcji roślinnej, tzn. aby obok cechy odporności miała także cechy, dla których była ceniona wyjściowa roślina użytkowa (np. wysoka jakość wytwarzanego przez nią surowca roślinnego, plenność, ozdobny kształt).

Hodowla odpornościowa roślin napotyka różnego typu trudności m.in. z następujących powodów:

  1. tylko część roślin użytkowych należy do roślin samopylnych (pszenica, jęczmień, groch i inne), co prowadzi do homozygotyczności potomstwa z krzyżówek, sytuacji chętnie widzianych przez hodowców, podczas gdy inne są roślinami obcopylnymi (drzewa leśne, żyto, trawy, koniczyny i inne), co prowadzi do skomplikowanych sytuacji w strukturze genetycznej potomstwa z krzyżówek, do jego heterozygotyczności i związanego z tym zjawiska heterozji (rozszczepiania się m.in. cech odporności w danych pokoleniach),
  2. długi okres życia niektórych roślin, zwłaszcza drzew leśnych, co utrudnia konieczne dla hodowców manipulowanie szybko po sobie następującymi ich pokoleniami,
  3. względna krótkotrwałość użyteczności cech odporności nowych odmian z powodu wpływów środowiska, a szczególnie zmienności patogenów, które co pewien czas wytwarzają nowe rasy fizjologiczne, na które istniejące odmiany roślin mogą nie być uodpornione.

Główne typy odporności roślin na choroby. Są to: odporność specyficzna, odporność ogólna i tolerancja (ta ostatnia zresztą jest raczej zjawiskiem o skutkach odporności, aniżeli zjawiskiem w swej istocie odpornościowym). Wszystkie one mogą być wykorzystane w ramach strategii i taktyki ochrony roślin przed chorobami (Browning, Simons i Torres 1977). Tu warto wspomnieć o technice stosunkowo nowej i interesującej, polegającej na stosowaniu odmian wieloliniowych (Browning i Frey 1969). W tym przypadku chodzi o stosowanie mechanicznej mieszaniny grup osobników danej odmiany, z których to grup bądź linii każda zawiera inny gen (geny) odporności na określoną chorobę i z tego punktu widzenia jest tworem jednoliniowym.

Fenotypowo, a więc odnośnie do wzrostu, kształtu, wysokości i jakości plonu itp., linie, czyli składniki takiej odmiany, niczym się nie różnią (albo prawie niczym) od siebie, natomiast są zróżnicowane pod względem specyficznej odporności na rasy populacji patogena. Wysiewając mieszaninę nasion szeregu linii izogenicznych danej odmiany, uzyskuje się możliwość lepszej ochrony uprawy (populacji roślin) przed określonym patogenem (chodzi tu głównie o zarazki przenoszone przez prądy powietrzne), wbrew jego zróżnicowaniu rasowemu. Dzięki zmniejszeniu prawdopodobieństwa trafienia gospodarza przez patogena w tych warunkach, ulega ograniczeniu zarówno możliwość wystąpienia pierwotnych ognisk choroby jak i ognisk wtórnych, co oznacza opóźniający wpływ na postęp epifitozy. Dotychczas uprawy odmian wieloliniowych w przytoczonym sensie były stosowane tylko w skali ograniczonej i jedynie w odniesieniu do chorób zbóż powodowanych przez rdze. Borlaug (1976) jednak sądzi, iż uprawy takie mogą się nadawać również dla ochrony przed niektórymi chorobami drzew leśnych rozmnażanych wegetatywnie, jak np. topoli przed chorobami powodowanymi przez grzyby, których materiał zakaźny jest przenoszony drogą powietrzną.

Day (1978) słusznie zauważa, że wspomniany typ upraw, oparty na wieloliniowej odporności specyficznej, bazuje na przesłance o reintrodukcji do upraw zróżnicowania genetycznego roślin i skierowania go przeciwko patogenowi. Dotychczas stosowane odmiany wieloliniowe składały się z 8 — 16 linii i prowadziły do zachęcających wyników, jakkolwiek dotychczasowe doświadczenia rodzą też szereg zastrzeżeń, szczególnie zaś, że uprawy odmian wieloliniowych są stosunkowo bardzo drogie, a reprezentowane przez nie zróżnicowania polaryzują się, tzn. służą zabezpieczeniu przed chorobą powodowaną tylko przez jednego patogena.

Jedną z ważnych możliwości poszukiwania form drzew leśnych odpornych na choroby są badania prowadzone w uprawach proweniencyjnych.


Źródło: Karol Mańka „Fitopatologia leśna” Warszawa 1998

m/metoda-hodowli-odpornosciowej.txt · ostatnio zmienione: 2013/09/15 12:40 (edycja zewnętrzna)