Henryk Cichy, Grzegorz Budzianowski, *Teresa Cegielska-Taras, *Laurencja Szała Hodowla Roślin Strzelce Sp. z o.o., Oddział Małyszyn
* Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, Oddział w Poznaniu
Odmiana rzepaku ozimego wyhodowana
przy użyciu podwojonych haploidów
Winter oilseed rape cultivar produced by the use of doubled haploids
Słowa kluczowe: Brassica napus L., hodowla, odmiana, podwojone haploidy, rzepak ozimy W hodowli rzepaku ozimego coraz szerzej wykorzystywane są osiągnięcia biotechnologii. Od kilku lat do programu hodowlanego Spółki Hodowla Roślin Strzelce, Oddział Małyszyn włączone są linie podwojonych haploidów (DH) otrzymywane w Pracowni Kultur Tkankowych IHAR w Poznaniu. Corocznie testuje się w doświadczeniach polowych Oddziału kilkaset linii DH. Efektem prac hodowlanych z podwojonymi haploidami są wyselekcjonowane dobrze plonujące linie DH o ko-rzystnych cechach jakościowych. W 2005 roku linia DH MA 103 została zgłoszona do badań COBORU jako pierwsza w Polsce odmiana rzepaku ozimego będąca podwojonym haploidem. Key words: Brassica napus L., breeding, doubled haploids, cultivar (variety), winter oilseed rape
Doubled haploid lines (DH) of winter oilseed rape have been successively tested in field trials at Plant Breeding Strzelce Ltd., Co., Division at Małyszyn in years 2001–2005. The DH lines were produced through isolated microspore culture in the Laboratory of Plant Tissue Culture at Plant Breeding and Acclimatization Institute in Poznań. Seeds from doubled haploid plants were sown at first on multiplication plots and in the next year they were tested in preliminary trials. Selected best yielding DH lines were evaluated in the replicated trials across Poland. The line DH MA 103 was the best among the lines selected in the project. This line is characterized by superior yield and superior performance when compared to the leading cultivars Lisek and Californium. This DH line is tested now in official trials to be registered as a new cultivar of winter oilseed rape in Poland.
Metody hodowli roślin udoskonala się poprzez wdrażanie współczesnych osiągnięć biotechnologii, np. kultur in vitro. Podwojone haploidy (DH) rzepaku ozimego (Brassica napus L.) uzyskiwane w kulturze izolowanych mikrospor wykorzystywane są w świecie w wielu programach hodowlanych. Najlepsze pod względem cech użytkowych linie DH krzyżowane są w celu uzyskania nowych form rzepaku, a pojedyncze linie DH rejestrowane są jako nowe odmiany. Tym sposobem powstały między innymi odmiany rzepaku jarego: Cyclon w 1992 roku (Downey i Keller 1993), Quantum w 1993 roku (Stringam i in. 1995), Quantum 2 w 1998 roku (Stringam 1999) oraz Conquest w 2000 roku (Stringam i in. 2001). Do roku 2003, jak podaje Thomas (2003), w świecie udokumentowano wyhodo-wanie 38 odmian rzepaku przy wykorzystaniu kultur in vitro mikrospor.
Henryk Cichy ... 590
W Polsce Spółka Hodowli Roślin Strzelce, Oddział Małyszyn była jednym z inicjatorów stosowania nowoczesnych systemów hodowlanych, m.in. poprzez wprowadzanie linii podwojonych haploidów do prac nad rzepakiem, umożliwia-jących maksymalne skrócenie procesu tworzenia nowych odmian.
W ramach tego programu podjęto współpracę między Spółką Hodowla Roślin Strzelce, Oddział Małyszyn a Pracownią Kultur Tkankowych IHAR w Poznaniu, mającą na celu seryjne wytwarzanie linii DH z dostarczanych corocznie
mieszań-ców F1. Linie podwojonych haploidów uzyskiwane są poprzez kultury
izolowa-nych mikrospor rzepaku ozimego (Cegielska-Taras i in. 2002).
Przekazywane do Spółki (w kulturze in vitro) młode androgeniczne rośliny po przesadzeniu do gleby rozwijały się w fitotronie do czasu przejścia procesu jary-zacji, następnie dalsza ich wegetacja, aż do zbioru nasion, przebiegała w szklarni.
Nasiona z każdej rośliny — podwojonego haploidu — wysiewane są w następ-nym roku na poletkach w doświadczeniach mających na celu wstępną selekcję. Jednocześnie namnażane zostają nasiona linii DH (izolowanie roślin) do ilości wystarczającej do założenia doświadczeń wielopowtórzeniowych.
Schemat prac selekcyjnych (w latach 2001–2005) nad podwojonymi hap-loidami rzepaku ozimego w kolejnych etapach doświadczeń polowych przedsta-wiono w tabeli 1.
Po wstępnej ocenie linii DH pod względem cech rolniczo użytecznych, takich jak: wczesność, bujność roślin, liczba zawiązanych łuszczyn, podatność na choroby i wyleganie, wybrane linie DH zostają zakwalifikowane do doświadczeń polowych zakładowych (D-Z). Są to doświadczenia w jednym powtórzeniu, w których poza oceną ważnych cech użytkowych rzepaku ozimego, ocenia się plon nasion w sto-sunku do odmian wzorcowych. Uzyskane w 2004 roku w doświadczeniu zakła-dowym zakresy wielkości plonowania, terminów kwitnienia oraz wysokości roślin 260 linii DH w porównaniu z odmianami wzorcowymi rzepaku ozimego Califor-nium i Lisek prezentuje tabela 2. W 2004 roku linia DH MA 103 (MAH 5705) była najplenniejszym pośród obiektów rzepaku ozimego badanych w doświadcze-niach zakładowych. Jej plon wynosił 72,42 dt/ha, a plon odmian wzorcowych 62,94 dt/ha. Kolejnym etapem selekcji są doświadczenia międzyzakładowe (D-MZ). Doświadczenia te są prowadzone w dwu miejscowościach w jednym powtórzeniu; oceniany jest plon nasion w porównaniu do wzorców oraz cechy rolniczo uży-teczne. Linie DH przewyższające plonem nasion odmiany wzorcowe i o korzyst-nych cechach użytkowych biorą udział w doświadczeniach wielopowtórzeniowych przedwstępnych (PW) oraz w doświadczeniach wstępnych (DW). Wielkość i wier-ność plonu nasion w doświadczeniach są głównymi czynnikami decydującymi o rozpoczęciu badań rejestrowych. W tabeli 3 przedstawiono wyniki plonowania linii DH MA 103 oraz odmian Californium i Lisek z doświadczeń wstępnych w sześciu miejscowościach w 2005 roku.
Tabel Schem at sel ek cji l in ii pod wo jo ny ch hapl oi dó w rze pa ku oz im ego w do świadczeniac h polowych (licz ba linii DH) (lata 2001–2005) The s che me of sel ect ion of d o ubl ed ha pl oi d l ines of w int er oi ls eed r a pe i n f ie ld t ri a ls ( N o of DH l in es) , ( years 2 0 0 1 – 2 0 05) Do świadczeni a polowe oc eni aj ące p lon Replicated field trails Lat a Years Liczba m ies za ńców F1 No of donors F 1 hybrids Liczba DH uzy skan ych No of DH obtained Rozmno żenie Seed multipli cation Rozmno żenie II wst ępne do świadczen ie Multipl icat ion a nd preliminary trial s D-Z in one locali ty D-MZ in two locali ties PW multi- locali ty DW multi- locali ty Do świadczeni rejestrowe Registration trials 2001 2001 2001–2002 2002–2003 2003–2004 2004–2005 2004–2005 2004–2005 2005-2006 3 750 682 384 260 24 4 3 1 2005 – 2006 2 2002 2002 2002–2003 2003–2004 2004–2005 2005–2006 2 250 75 75 74 22 2003 2003 2003–2004 2004–2005 2005–2006 2 440 225 225 44 2004 2004 2004–2005 2005–2006 2005–2006 4 418 367 260 107 2005 2005 2005–2006 5 ok. 1000 ?
Henryk Cichy ... 592
Tabela 2 Zakres wielkości plonowania, terminów kwitnienia i wysokości roślin 260 linii podwojo-nych haploidów rzepaku ozimego w porównaniu z odmianami wzorcowymi Californium i Lisek, ocenianych w sezonie 2003/2004 — Range of seed yield, date of blooming and
height of plant of 260 DH lines of winter oilseed rape in comparison to standard cultivars Californium and Lisek estimated in season 2003/2004
Zakres — Range Cecha
Trait
Genotyp
Genotype min max
Średnia Mean 260 linii DH — DH lines 10,94 72,42 44,55 DH MA 103 72,42 Californium 62,94 Plon nasion Seeds yields [dt·ha-1] Lisek 57,43 260 linii DH — DH lines 22.04.2004 1.05.2004 26.04.2004 DH MA 103 26.04.2004 Californium 22.04.2004 Kwitnienie Blooming [dzień roku day of year] Lisek 26.04.2004 260 linii DH — DH lines 120 170 150 DH MA 103 142 Californium 135 Wysokość roślin Height of plant [cm] Lisek 155 Tabela 3 Wyniki plonowania linii DH MA 103 oraz odmian rzepaku ozimego Californium i Lisek w doświadczeniach wstępnych w sześciu miejscowościach, w sezonie 2004/2005 — Seed
yield of DH MA103 and standard cultivars Californium and Lisek in multi-locality trials in season 2004/2005
Plon w miejscowości — Seed yield in localities* [dt·ha-1]
Odmiana
Cultivar BOH KOH MAH STH BKH LAH średnia
mean DH MA 103 44,58 61,87 51,38 42,51 51,44 67,39 53,20 Lisek 42,62 60,22 48,03 47,27 49,44 63,82 51,90 Californium 43,65 53,21 48,22 40,45 51,50 60,45 49,58 Średnia doświadczenia Mean of trial 43,16 54,73 47,48 41,09 50,68 60,97 49,69 NIR 0,05 5,34 4,55 4,83 5,01 5,88 6,12 2,97
Hodowla Roślin Strzelce Sp. z o.o.:
BOH — Oddział Borowo, KOH — Oddział Kończewice, MAH — Oddział Małyszyn, STH — Zakład Strzelce
Hodowla Roślin Smolice Sp. z o.o.:
Efektem kilkuletniej hodowli z wykorzystaniem podwojonych haploidów jest zgłoszenie w 2005 roku do badań rejestrowych COBORU linii DH MA 103 (MAH 5705).
W 2005 roku linia DH MA 103 plonowała na poziomie 104,84% (53,2 dt/ha) średniej odmian wzorcowych (tab. 3) oraz odznaczała się zwiększoną odpornością na choroby. Zawartość tłuszczu omawianej linii była o 1,2% wyższa niż u odmian wzorcowych i wynosiła 47,05%.
Cykl hodowlany tej odmiany trwał 5 lat (w latach 2001–2005), a więc o połowę krócej niż w przypadku hodowli tradycyjnej rzepaku ozimego. Podobnie, pięć lat trwała hodowla kanadyjskiej odmiany rzepaku jarego Quantum, będącej jedną wyselekcjonowaną linią DH (Stringam i in. 1995). Linia ta charakteryzowała się wysokim plonem i dużą odpornością na suchą zgniliznę roślin kapustnych.
Wniosek
W wyniku pięcioletnich prac hodowlanych z podwojonymi haploidami, w 2005 roku wyselekcjonowano dobrze plonującą, o większej zawartości tłuszczu i zwiększonej odporności na choroby linię DH MA 103, która została zgłoszona przez Spółkę Hodowla Roślin Strzelce do badań COBORU, jako pierwsza w Polsce odmiana rzepaku ozimego będąca podwojonym haploidem.Literatura
Cegielska-Taras T., Tykarska T., Szała L., Kuraś L., Krzymański J. 2002. Direct plant development from microspore-derived embryos of winter oilseed rape Brassica napus L. ssp. oleifera (DC.) Metzger. Euphytica., 124, 3: 341-347.
Downey R.K., Keller W. 1993. Modifying oil and protein crop plants: New concepts and approaches, 1-20.
Stringam G.R. 1999. From pollen to canola cultivars. PBI Bulletin, National Research Council Canada, 22-24.
Stringam G.R., Bansal V.K., Thiagarajah M.R., Degenhardt D.F., Tewari J.P. 1995. Development of a agronomically superior blackleg resistant canola cultivar in Brassica napus L. using doubled haploidy. Can. J. Plant. Sci., 75: 437-439.
Stringam G.R., Degenhardt D.F., Thiagarajah M.R., Bansal V.K. 2001. Conquest summer rape. Can. J. Plant Sci., 81: 107-108.
Thomas W.T.B., Forster B.P., Gertsson B. 2003. Doubled haploids in breeding. W: Doubled Haploid Production in Crop Plants. Eds Maluszynski et al., Kluwer Academic. Publisher., 337-362.
