Výzkumný tým 14: Genetika a šlechtitelské metody

Vedoucí týmu: Ing. Jana Chrpová, CSc.

Pracovní pozice a specializace: vedoucí vědecký pracovník - rezistence k chorobám (fuzariózy klasu, BYDV)
 
Rámec a cíle výzkumu v týmu:
Cílem činnosti týmu je přispět svými poznatky ke zvýšení rezistence a adaptability obilovin. Výzkum zahrnuje studium geneticky podmíněné rezistence obilnin k významným chorobám na základě provokačních testů v polních i v regulovaných podmínkách i na základě využití dostupných molekulárních markérů. Jsou vyhledávány nové zdroje rezistence a vytvářeny materiály se zvýšenou úrovní rezistence využitelné dále ve šlechtění. Současně je monitorován výskyt původců chorob obilovin, jsou analyzovány patotypy a sledovány populační změny. Je studován genetický základ adaptačních schopností pšenice. Jsou rozvíjeny a aplikovány molekulární metody využitelné ve šlechtění na rezistenci a adaptabilitu obilovin.
 
                                   
                                       Stupnice hodnocení rzi pšeničné
 

Specifikace činností:
 
Výzkum
  • genetika rezistence ke rzem, detekce zdrojů rezistence, studium rasových a populačních změn původců (Puccinia triticina, P. graminis, P. striiformis, P. coronata)
  • rezistence k listovým skvrnitostem pšenice – detekce zdrojů, monitoring výskytu původců (Mycosphaerella graminicola, Phaeosphaeria nodorum, Pyrenophora tritici – repentis), inovace metod umělé infekce
  • fuzariózy klasu – hodnocení rezistence odrůd a vyhledávání zdrojů rezistence, monitoring výskytu klasových fuzarióz a kontaminace zrna pšenice mykotoxiny na území ČR, ochranná opatření
  • studium chorob vyskytujících se v závislosti na pěstebných systémech (sněti, choroby pat stébel, virózy) – výskyt, hodnocení rezistence a detekce zdrojů
  • studium genetického základu adaptačních schopností pšenice (geny a alely růstu a vývoje a ranosti)
  • rozvoj a aplikace molekulárních metod, které přispívají ke zvýšení účinnosti šlechtění na rezistenci a adaptabilitu obilovin
Další činnosti
  • vedení sbírek biotrofních patogenů obilnin (rez pšeničná, rez travní, rez plevová, padlí travní) v rámci Národního programu genetických zdrojů mikroorganismů
  • tvorba šlechtitelských polotovarů
Jiné činnosti (služby)
  • hodnocení rezistence odrůd v rámci registračního procesu a při doporučování - spolupráce s ÚKZÚZ
  • diagnostika houbových patogenů jako servis pro pěstitele plodin, poradenské firmy a státní správu
  • íprava inokula pro šlechtitelské firmy
  • zemědělské poradenství v oblasti rezistence k chorobám obilovin
Klas pšenice po umělé infekci F. culmorum Rez ovesná
 
 
Další členové týmu:

Mgr. Alena Hanzalová, PhD.: samostatný vědecký pracovník – rezistence k chorobám (listové choroby obilovin, stéblolam)

RNDr. Veronika Dumalasová, PhD.: vědecký pracovník - rezistence ke snětím, aplikace molekulárních markérů pro detekci genů rezistence

Mgr. Taťána Sumíková, PhD.: vědecký pracovník - aplikace molekulárních markérů, studium diverzity patogenů na molekulární úrovni

Mgr. Jana Palicová, PhD.: vědecký pracovník - mykologie (studium populací patogenů, rasového spektra a patogenity izolátů)

Ing. Martina Trávníčková: odborný asistent - geny a alely růstu, vývoje a ranosti, aplikace molekulárních markérů

Ing. Šárka Bártová: samostatný vědeckotechnický pracovník - zajištění pokusů s klasovými fuzariózami a BYDV, rozbory, zpracování výsledků, administrace projektů

Ing. Ingrid Rutrlová: samostatný technik – technické zajištění a zpracování výsledků polních, skleníkových a laboratorních pokusů

Lenka Urbánková: samostatný technik - umělé infekce, hodnocení rezistence ke rzím a snětím, rozbory, zajištění polních prací, zpracování výsledků


Kontakty na pracovníky týmu (telefon, mobil, e-mail) naleznete zde.

 
 
Nejvýznamnější aktuální výsledky týmu:

Nové výsledky využitelné ve šlechtění na rezistenci ke rzem a v rámci ochranných opatření
Silný výskyt rzi plevové (Puccinia striiformis) v ročnících 2013 - 2015 prokázal vysokou škodlivost této choroby. Epidemie rzi plevové byla způsobena rozšířením nových ras rzi, které jsou přizpůsobeny vyšším teplotám při infekci i rozvoji choroby. Při této epidemii došlo ke ztrátě rezistence u řady v praxi rozšířených odrůd pšenice ozimé i jarní. Rez pšeničná (Puccinia triticina) patří u nás mezi každoročně rozšířené patogeny a její ekonomický význam se zvyšuje. V roce 2016 se objevily změny v hodnocení dříve odolných odrůd k napadení rzí pšeničnou (např. u odrůdy Tobak). V populaci rzi dochází k postupným změnám virulence a ke zvyšování infekčního tlaku. Jejímu šíření napomáhají zejména dlouhodobě vyšší teploty v době vegetace. V následujícím období můžeme předpokládat ztrátu rezistence některých odrůd a zvyšování její škodlivosti. V souvislosti se změnami ve virulenci populace patogenu byly detekovány geny rezistence (Lr) ke rzi pšeničné u registrovaných odrůd a odrůd s vyššími množitelskými plochami. Potenciální nebezpečí pak představuje rez travní (Puccinia graminis). Ochrana před napadením rzemi spočívá ve výběru odolných odrůd, dodržování pestřejší odrůdové skladby a včasné aplikaci chemické ochrany. Pro potřeby šlechtění i zemědělské praxe byla připravena metodika obsahující údaje o odolnosti pěstovaných odrůd a možnostech chemické ochrany i přehled efektivních genů rezistence ke rzem v ČR i v Evropě. Ve spolupráci s UPOl, kat. biochemie byla také vyvinuta metoda pro identifikaci patogenů (rzí na obilninách) za použití matrice asistované laserové desorpce / ionizace time-of-flight hmotnostní spektrometrie (MALDI-TOF MS) intaktních buněk nebo spor (IC / IS ). Všechny optimalizace byly provedeny s Puccinia triticina, původcem rzi pšeničné. Optimalizovaný protokol byl následně použit i pro jiné druhy rodu Puccinia.
Citace:
Hanzalová A., Bartoš P. (2015): Rez plevová na pšenici a ochrana proti ní. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., s. 36. ISBN: 978-80-7427-184-7
Beinhauer, J., Raus, M., Hanzalová, A., Horčička, P., Šebela, M. Intact spore MALDI-TOF mass spectrometry and proteomic analysis of Puccinia pathogenic fungi. BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, 2016, 1864 (9): 1093 – 1103


Napadení rzí plevovou u náchylné a odolné odrůdy v neošetřené variantě (Rolnické družstvo Bezno, 2015)

      Rez plevová na listu pšenice
 
 

Spoluautorství na nové odrůdě pšenice jarní Lotte
V roce 2016 byla registrována poloraná odrůda kvalitní (A) jakosti s vysokým výnosem zrna v neošetřené a středně vysokým výnosem zrna v ošetřené variantě. Předností odrůdy je odolnost ke rzem plevové, travní i pšeničné (tzv. triple rust resistence). Odrůda Lotte má též vyšší úroveň rezistence k fuzarióze klasu (lepší než průměr zkoušených odrůd pšenice jarní).
Citace:
Ochranná práva k odrůdě pšenice jarní seté (Triticum aestivum L.), schválený název Lotte.
Číslo šlechtitelského osvědčení 60/2016.
Č.j. NOÚ/PO2508/BRN/R844/2016
(Spoluautorství za VÚRV, v.v.i.: A. Hanzalová, J. Chrpová)

Spoluautorství na odrůdách obilnin vyšlechtěných firmou SELGEN a.s.
Tosca (registrace 2014) - polopozdní odrůda s elitní (E) jakostí. Odrůda vykazuje střední odolnost ke rzi pšeničné, ke rzi travní a k fuzarióze klasu. (J. Chrpová, A. Hanzalová)
Lancelot (registrace 2014) - 6-řadá odrůda ječmene ozimého s vysokou mrazuvzdorností a částečnou rezistencí k mozaikovému komplexu podmíněnou genem rym4 (I.T. Prášil, J. Chrpová)
Alondra (registrace 2013) - poloraná odrůda chlebové (B) jakosti s vysokým výnosem zrna v ošetřené i neošetřené variantě pěstování. Předností je odolnost proti napadení padlím travním na listu a v klasu. (A. Hanzalová, J. Chrpová)
Dulina (registrace 2012) - poloraná odrůda chlebové (B) jakosti. Dosahuje vysokého výnosu zrna v suchých oblastech. Odrůda vykazuje rezistenci proti rzi plevové a mírnou rezistenci k fuzarióze klasu (J. Chrpová, A. Hanzalová).
Izzy (registrace 2011) - poloraná odrůda kvalitní (A) jakosti. Středně odolná proti napadení padlím travním na listu, odolná proti napadení padlím travním v klasu, středně odolná proti napadení braničnatkou plevovou v klasu (A. Hanzalová, J. Chrpová). 
Lotte (registrace 2016) - poloraná odrůda kvalitní (A) jakosti. Odrůda disponuje „triple rust“ rezistencí, tedy odolnosti ke rzem travní, pšeničné i plevové současně. Vykazuje vysoký výnos zrna v neošetřené variantě pěstování, takže ji lze doporučit pro pěstování v low-input systému nebo v ekologickém zemědělství. V ošetřené variantě pěstování dosahuje středně vysokého výnosu zrna. (J. Chrpová, A. Hanzalová)

Starší registrované odrůdy:
Secese (registrace 2009) – poloraná odrůda chlebové B jakosti
Seance (registrace 2008) - poloraná odrůda chlebové (B) jakosti
Septima (registrace 2008) - středně raná odrůda kvalitní (A) jakosti
Sultan (registrace 2008) - středně raná odrůda kvalitní (A) jakosti
Sakura (registrace 2007) - polopozdní odrůda (C), vykazuje mírnou odolnost k fuzarióze klasu
Raduza (registrace 2006) – polopozdní odrůda kvalitní (A) jakosti, vykazuje kombinovanou rezistenci k závažným chorobám pšenice
Rheia (registrace 2002)- poloraná až polopozdní odrůda chlebové (B) jakosti. Odrůda je nositelem genu zakrslosti Rht-B1b (Rht1)
Vlasta (registrace 1999) - polopozdní odrůda chlebové (B) jakosti, vykazuje dlouhodobě vysokou odolnost proti napadení padlím travním na listu. Odrůda je nositelem genu zakrslosti Rht-D1b (Rht2)
Šárka (registrace 1997) – poloraná odrůda chlebové (B) jakosti. Odrůda je nositelem genu zakrslosti Rht-D1b (Rht2).

Spolupráce s Agrotest Fyto, s.r.o. , Kroměříž
Skorpion (registrace 2012) - Odrůda se vyznačuje modrým zabarvením zrna a je určena ke speciálnímu využití v potravinářství vzhledem k výskytu antokyanů v zrnu, které jsou považovány za zdraví prospěšné látky s antioxidačním účinkem. Odrůda byla registrována v roce 2011 v Rakousku a v roce 2012 byla zapsaná v Evropském katalogu. Je zastupována firmou Saatbau Linz OÖ. Landes-Saatbaugenossenschaft reg. Gen.m.b.H., Leonding (spoluautorství za VÚRV, v.v.i. J. Chrpová)

 
 
Řešené projekty: 
  • MZE RO0417: Udržitelné systémy a technologie pěstování zemědělských plodin pro zlepšení a zkvalitnění produkce potravin, krmiv a surovin v podmínkách měnícího se klimatu
    Věcná etapa 14: Genetické základy šlechtění na rezistenci a adaptabilitu (produktivitu) obilovin (řešitel)
  • Národní program konzervace mikroorganismů: vedení sbírky rzí a padlí travního (řešitel)
  • Healthy minor cereals: An integrated approach to diversify the genetic base, improve stress resistance, agronomic management and nutritional/ processing quality of minor cereal crops for human nutrition in Europe (řešitel WP3) 
  • QK1710302 Zvýšení odolnosti pšenic vůči suchu, mrazu, padlí a fuzariózám klasu pomocí metod genomiky a proteomiky (podílí se na řešení)
  • QJ1530373 Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin (podílí se na řešení)
  • FV10213 Platforma pro identifikaci a interpretaci stresových faktorů v rostlinné produkci (podílí se na řešení) 
  • QJ1310055: Zvýšení ekonomické efektivity v zemědělské prvovýrobě využitím odrůd obilovin s vyšší odolností k mrazu, suchu a virózám, vhodných pro pěstitelské podmínky ČR v období silnějších výkyvů meteorologických vlivů (podílí se na řešení)
  • LD14087: Odezva proteomu obilovin (ječmen, pšenice) na patogeny rodu Fusarium a jimi produkované mykotoxiny (podílí se na řešení)
     

Seznam vybraných publikací (2015 - 2017)

  • Bartáková P., Palicová J., Slavíková L., Červená Z., Fousek J., Hanzalová A., Kumar J. (2016): Monitoring virových a houbových patogenů obilnin v jarním období. Rostlinolékař 6: 23-26.
  • Beinhauer, J., Raus, M., Hanzalová, A., Horčička, P., Šebela, M. Intact spore MALDI-TOF mass spectrometry and proteomic analysis of Puccinia pathogenic fungi BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS , 2016, 1864 (9): 1093 – 1103
  • Beoni, E., Chrpová, J., Jarošová, J., Kumar Kundu, J. Survey of Barley yellow dwarf virus incidence in winter cereal crops, and assessment of wheat and barley resistence to the virus. Crop & Pasture Science, 2016, 67 (10): 1054 – 1063
  • Dumalasová, V., Bartoš, P. Reaction of wheat to common bunt and dwarf bunt and reaction of triticale to dwarf bunt. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 2016, 52 (3): 108 – 113
  • Dumalasová, V., Palicová, J., Hanzalová, A., Bížová, I., Leišová-Svobodová, L.. Eyespot resistance gene Pch1 and methods of study of its effectiveness in wheat cultivars. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 2015, 51 (4): 166 - 173
  • Faltusová, Z., Chrpová, J., Salačová, L., Džuman, Z., Pavel, J., Zachariášová, M., Hajšlová, J., Ovesná, J. Efect of Fusarium culmorum Tri Gene Transcription on Deoxynivalenol and D3G Levels in Two Different Barley Cultivars. Journal of Phytopathology, 2015, 163 (7-8): 593 - 603
  • Hanzalová, A., Bartoš, P. Rez plevová na pšenici a ochrana proti ní. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha, 2015, 34 pp.
  • Hanzalová, A., Bartoš, P., Sumíková, T. Molekulární analýza genů rezistence ke rzi pšeničné. Úroda, 2015, 63(12): 18 – 20
  • Hanzalová, A., Bartoš, P., Sumíková, T. Virulence of wheat leaf rust (Puccinia triticina Eriks.) in the years 2013–2015 and resistance of wheat cultivars in Slovakia. Cereal Research Communications, 2016, 44 (4): 585 - 593
  • Hortová, B., Palicová, J., Strejčková, M., Nedělník, J. Optimalizace mulčování s ohledem na výskyt hub rodu Fusarium. Rostlinolékař, 2016, 27(4): 20 – 23
  • Chrpová, J., Sumíková, T., Šíp, V., Váňová, M. Možnosti ochrany obilnin proti žluté zakrslosti ječmene. Úroda, 2016, 64(3): 34 - 38
  • Chrpová, J., Horčička, P., Veškrna, O., Nežerka, A., Šíp, V. Zhodnocení přínosu fungicidního ošetření ozimé pšenice v roce 2015. Obilnářské listy, 2016, 24(1): 10 - 12
  • Chrpová, J., Šíp, V., Sumíková, T., Salava, J., Palicová, J., Štočková, L., Džuman, Z., Hajšlová, J. Occurrence of Fusarium species and mycotoxins in wheat grain collected in the Czech Republic, World Mycotoxin Journal, 2016, 9 (2): 317 – 327 
  • Chrpová, J., Šíp, V., Štěrbová, L., Sumíková, T., Palicová, J. Metodika hodnocení rezistence pšenice ke klasovým fuzariózám v polních podmínkách. Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha, 2015, 16 pp. 
  • Ivaničová Z, Valárik M, Pánková K, Trávníčková M, Doležel J, et al. (2017) Heritable heading time variation in wheat lines with the same number of Ppd-B1 gene copies. PLOS ONE 12(8): e0183745. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0183745
  • Mařík, P., Chrpová, J., Prášil, I., Sedláček, T. Six-row Winter Barley Lancelot. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 2015, 51 (2): 75 – 77 
  • Prášil, I., Chrpová, J., Hanzalová, A., Štěrbová, L., Musilová, J. Rezistence odrůd ozimé pšenice. Úroda, 2016, 64(7): 72 - 75 
  • Ryšánek, P., Grimová, L., Chrpová, J., Sumíková, T. Management obilných virů, přenosných Polymyxa graminis s důrazem na viry mozaikového komplexu ječmene. Česká zemědělská univerzita v Praze Praha, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 2016, 25 pp. 
  • Sumíková, T., Dumalasová, V., Trávníčková, M. Metodika použití molekulárních markerů k detekci genů rezistence ke rzem, padlí travnímu a stéblolamu a genů pro krátkostébelnost u pšenice. Praha, Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 2016, 19 pp. 
  • Pasquali, M., Beyer, M., Logrieco, A., Audenaert, K., Balmas, V., Basler, R., Boutigny, A., Chrpová, J., Czembor, E., Gagkaeva, T., González-Jaén, M. T., Hofgaard, I. S., Köycü, N. D., Hoffmann, L., Lević, J., Marin, P., Miedaner, T., Migheli, Q., Moretti, A., Müller, M. E., Munaut, F., Parikka, P., Pallez-Barthel, M., Piec, J., Scauflaire, J., Scherm, B., Stanković, S., Thrane, U., Uhlig, S., Vanheule, A., Yli-Mattila, T., Vogelgsang, S. A European Database of Fusarium graminearum and F. culmorum Trichothecene Genotypes. Frontiers in Microbiology , 2016, 7: 11 pp.
  • Rupert, J., Righetti, L., Stránská-Zachariášová, M., Džuman, Z., Chrpová, J., Dall´Asta, Ch., Hajšlová, J. Untargeted metabolomics based on ultra-high-performance liquid chromatography–high-resolution mass spectrometry merged with chemometrics: A new predictable tool for an early detection of mycotoxins. Food Chemistry, 2017, 224: 423-431
  • Sumíková, T., Chrpová, J., Džuman, Z., Salava, J., Štěrbová, L., Palicová, H., Slavíková, P., Stránská-Zachariášová, M., Hajšlová, J. Mycotoxins content and its association with changing patterns of Fusarium pathogens in wheat in the Czech Republic. World Mycotoxin Journal, 2017, 10 (2): 143 – 151
  • Šíp, V., Chrpová,J., Štěrbová, L., Palicová, J.: Combining ability analysis of fusarium head blight resistance in European winter wheat varieties. Cereal Research Communications, 2017, 45(2): 260-271
  • Trávníčková, M., Pánková, K., Martinková, Z., Honěk, A. Length of prematurity period in wheat cultivars determines maximum cereal aphid abundance. Plant Protection Science, 2016, 52 (4): 254 - 261 
     

Detailní přehled všech publikací členů týmu naleznete zde.

______________________________________________
Webová stránka týmu byla a
ktualizována k 07.10.2017

 

Message
zavřít