Rzepak z genami odporności na choroby

Z powodu występowania szkodników i patogenów uprawa rzepaku narażona jest na straty plonu sięgające nawet 60%, jeśli są ku temu sprzyjające warunki. Polityka UE dotycząca ochrony środowiska prowadzi do znaczących ograniczeń w stosowaniu środków ochrony roślin. Dlatego dużą nadzieję upatruje się w hodowli odpornościowej.

Plonowanie rzepaku jest kształtowane przez wiele czynników wzajemnie jednocześnie na siebie działających, które warunkują mrozoodporność, odporność na wyleganie, choroby i szkodniki oraz potencjał plonotwórczy roślin. Na wielkość plonowania wpływają także czynniki siedliskowo-środowiskowe takie jak występowanie szkodników i organizmów chorobotwórczych oraz czynniki agrotechniczne, a wśród nich: nawożenie, termin siewu, norma wysiewu i stan zachwaszczenia pola.

Nadzieja w hodowli odpornościowej

Jest to przedmiot zainteresowań nie tylko hodowców, lecz także naukowców w różnych placówkach na całym świecie i w przypadku rzepaku bardzo dynamicznie się rozwija. Pierwsze prace hodowlane zakładały, że wytworzenie odpornych odmian będzie prowadziło do całkowitego zwalczenia chorób roślin. Okazało się jednak, że za odporność na różne rasy patogenów odpowiadają także różne geny gospodarza. Wyjaśnienie tego zjawiska doprowadziło do sformułowania przez Harolda Flora w 1956 r. hipotezy „gen na gen”. Zgodnie z nią do wystąpienia choroby nie dochodzi jedynie wtedy, gdy roślina posiada gen odporności R zdolny rozpoznać czynnik awirulencji Avr patogenu. Jeśli bowiem u patogenu wystąpi czynnik wirulencji (Avr), będzie on w stanie spowodować chorobę rośliny.

Ważne elicytory

Źródłem genów odporności są dzikie gatunki spokrewnione z formami uprawnymi, które na drodze ewolucji wykształciły mechanizmy obronne chroniące je przed atakiem patogenów. Rośliny z genem odporności identyfikują patogeny dzięki produktom przez nie wydzielanym. Mogą to być białka, cukry, tłuszcze lub związki stanowiące ich połączenia. Nazywamy je elicytorami. W wyniku ich działania w roślinie zachodzą rozmaite zmiany, dzięki którym nie dochodzi do procesu chorobowego. Najczęściej kontakt elicytorów z receptorami rośliny prowadzi do reakcji nadwrażliwości. W jej wyniku patogen zostaje otoczony warstwą obumarłych komórek, które uniemożliwiają mu dalsze rozprzestrzenianie się w roślinie.

Efekt domina

Ze względu na duże znaczenie ekonomiczne strat plonu powodowanych przez grzyby w rzepaku ozimym, na całym świecie prowadzi się programy badawcze, których celem jest otrzymanie odmian odpornych. Porażenie roślin przez grzyby chorobotwórcze ma także wpływ na skład nasion przez zmniejszenie zawartości tłuszczu oraz zmianę proporcji kwasów tłuszczowych w oleju. Porażenie następujące już w okresie jesiennym może obniżyć mrozoodporność roślin, a gdy dojdzie do niego w fazie dojrzewania, przyczyni się do przedwczesnego otwierania się łuszczyn i osypywania nasion.

dr Joanna Kaczmarek

prof. dr hab. Małgorzata Jędryczka

Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań

fot. Kaczmarek

Cały tekst można przeczytać w wydaniu 07/2024 miesięcznika „Nowoczesna Uprawa”