Chemap Agro s.r.o.

Uplatňování systému integrované ochrany rostlin v souvislosti se změnou legislativy - Rezistence ječmene vůči padlí

19. 08. 2017 Doc. Ing. Antonín Dreiseitl, CSc.; Agrotest fyto, s.r.o., Kroměříž Choroby Zobrazeno 203x

V tomto dílu bude poukázáno na příkladu ječmene a padlí na význam odolných odrůd vůči původcům chorob v systému integrované ochrany rostlin.

Agromanualshop.cz- Figaro - glyfosát za výhodnou cenu

Pojem rezistence

Slovo „rezistence“, uvedené v nadpise, pochází z anglického „resistance“ a znamená „odolnost“. V domácí rostlinolékařské terminologii se však termín „odolnost“ nevyskytuje. Význam termínu „rezistence“ je často „poškozován“, pokud není blíže specifikován, a to v případech kdy „rezistence“ vyjadřuje odolnost škodlivého činitele vůči účinné látce přípravku k ochraně rostlin, která tak snižuje účinnost daného přípravku. V tomto případě vyjadřuje rezistence z praktického pohledu jednoznačně negativní znak. Z pohledu odrůdové rezistence (odolnosti) vůči patogenům, původcům chorob však je i ta nejméně účinná rezistence vždy fenoménem pozitivním (otázkou je jen, zda jde o znak dostatečně či nedostatečně pozitivní).

V tomto příspěvku bude používán termín „odolnost“ jako ekvivalent rezistence; k vyjádření opačného znaku pak termín „náchylnost“.

List ječmene silně napadený padlím
List ječmene silně napadený padlím

Význam ječmene

Ječmen setý (Hordeum vulgare subsp. vulgare) je jediným kulturním druhem z několika desítek druhů rodu Hordeum. Na Zemi se pěstuje téměř 50 mil. ha ječmene, z toho polovina v Evropě, kde je tak koncentrace jeho ploch nejvyšší. V České republice představuje ječmen druhou nejvýznamnější obilninu. I když se u nás plochy ječmene za posledních několik dekád významně snížily (ze 729 tis. ha v roce 1982 na 326 tis. ha v roce 2016), je i tak jejich koncentrace v rámci Evropy nadprůměrná. Společně je pěstován jarní i ozimý růstový typ.

Kvalitní odrůdy ječmene jarního, které vycházely ze starohanáckých a staročeských ječmenů, se staly základem věhlasu českého piva a sladu. Zrno domácí produkce ječmene jarního je nezbytnou surovinou pro rozvinutý sladařský a pivovarský průmysl, a je tak základem výroby světoznámých i méně známých piv doma, a díky významnému objemu exportovaného zrna i sladu, i v dalších zemích. Zrno ječmene ozimého představuje významnou součást krmivové základny hospodářských zvířat.

Význam padlí ječmene

Padlí travní podmíněné houbou Blumeria graminis vytváří specializované formy (f. sp.), které se vyznačují rozdílným hostitelským okruhem. Např. Blumeria graminis f.sp. hordei, původce padlí ječmene, napadá ječmen, ale ne pšenici a další druhy obilnin, a naopak Blumeria graminis f.sp. tritici, původce padlí pšenice, napadá pšenici, ale ne ječmen a další obilniny.

Padlí ječmene se vyskytuje všude, kde je ječmen pěstován nebo kde se přirozeně vyskytuje jeho planá forma (Hordeum vulgare subsp. spontaneum). Ve střední Evropě umožňuje vysoká koncentrace ječmene, pěstování obou růstových typů ve stejných oblastech a hojný výskyt rostlin z výdrolu, tedy celoroční dostupnost vhodných hostitelských pletiv, snadnou reprodukci původců chorob této plodiny, a to zvláště těch biotrofních, vázaných právě jen na živá pletiva. Mírné zimy, odpovídající vlhkost, vhodné teploty v průběhu vegetace, intenzivní pěstební technologie využívající výnosné, krátkostébelné a vysoce odnožující odrůdy pěstované při optimální hladině živin, patří k dalším faktorům podporujícím rozvoj padlí. To se tak vyskytuje nejčastěji a s největší intenzitou právě ve střední a severozápadní Evropě, i když s vysokým napadením se můžeme setkat téměř ve všech částech světa.

Možnosti snižování škodlivosti padlí

Existuje široká škála více či méně účinných možností ke snižování škodlivosti padlí, včetně realizace agrotechnických zásad, jako např. dodržování izolačních vzdáleností mezi porosty ozimého a jarního ječmene či likvidace rostlin vzešlých z výdrolu.

Častým opatřením je aplikace fungicidů.

Základním prvkem integrované ochrany by však vždy měl být výběr odolné odrůdy. To platí zvláště u ječmene a jeho odolnosti vůči padlí. Pěstování odolných odrůd je po všech stránkách nejracionálnějším opatřením, které pěstitele nic nestojí, je potencionálně nejúčinnějším a bezstarostným způsobem ochrany, nepřináší žádná rizika pro zdraví člověka, hospodářských zvířat, jiných organizmů, ani pro další prvky životního prostředí. Odpovídá modernímu high-tech přístupu, kdy farmář vyseje rezistentní odrůdu a o dříve častého strašáka v podobě padlí se již dále starat nemusí, a to s jistotou, že mu tento patogen pěstovanou plodinu nepoškodí.

Genetická odolnost

Padlí je ve střední a severozápadní Evropě potencionálně nejškodlivějším patogenem ječmene. Proto zde byla již v předválečném období, ale zvláště od 50. let minulého století věnována největší pozornost výzkumu genetické odolnosti a jejímu využití pro šlechtění odolných odrůd. Využívány byly především tzv. geny velkého účinku (major geny), tedy téměř výlučně geny, které neumožňují reprodukci avirulentních patotypů (ras) padlí v důsledku hypersenzitivní obranné reakce. Při ní napadené buňky ječmene odumřou, a tím zahubí i biotrofní, tedy na živých buňkách závislé padlí.

Geny specifické odolnosti

Geny odolnosti vůči patogenům vznikají v populacích hostitelů, tedy i u ječmene, v důsledku přirozených mutací. Mutace, které vznikají na našich polích, však sníme v pečivu či vypijeme v pivu. Uchovaly se pouze některé v původních krajových odrůdách a zvláště v přirozených společenstvích plané formy ječmene v místech jejího výskytu. Ty pak jsou využívány jako zdroje příslušných odolností ve šlechtění.

Ochrana odrůdy díky genu specifické odolnosti, i když je zpočátku velmi účinná, bývá v důsledku přirozených mutací na straně patogenu a následné reprodukce virulentních patotypů brzy překonána, někdy dokonce již v době nebo krátce po registraci příslušné odrůdy. To se opakuje od doby registrace jarní odrůdy Merkur (1964) s prvním záměrně využitým genem odolnosti (Mlg), přes Ametyst (1972, Mla6), Spartan (1977, Mla9) atd.

Nejznámější je případ genu odolnosti Mla13. První odrůda Koral s touto odolností, která byla plně odolná vůči padlí, byla registrována v roce 1978. Rychle následovaly další odrůdy s tímto genem, jejichž výměra především díky jejich vysoké odolnosti vůči padlí překonala již v roce 1983 hranici 50 % pěstebních ploch ječmene jarního, tedy tehdy cca 250 tis. ha. Již koncem roku 1980 však byl zjištěn první patotyp s virulencí překonávající tento gen odolnosti. V roce 1985 u nás vyvolaly virulentní patotypy epidemii padlí, která byla zvláště silná na tehdy převládajících plochách osetých odrůdami s genem Mla13. V následujících třech letech vyvolaly tyto „naše“ patotypy epidemie v mnoha státech Evropy, kde kromě přímých ztrát měly za následek i značné změny v odrůdové skladbě ječmene. Mezi postiženými státy byly i Švýcarsko a Anglie, kde byl český původ patotypů, které vyvolaly danou epidemii, potvrzen i tehdy nově zaváděnými molekulárními metodami.

I když je tento jev, který byl označen jako „boom-and-bust“ (vyjadřující prudký vzestup pěstebních ploch plně odolné odrůdy, který je následován pádem jejich ploch po překonání dané odolnosti patogenem), znám již dlouho, stále jsou produkovány odrůdy, jejichž odolnost je založena na major genech specifické odolnosti. Dokladem jsou i současné jarní (Kangoo registrovaná v roce 2008, následovaná odrůdami Vista, Henrike, Grace, Lilly, Explorer, Sunshine, Gesine, Kampa a Pionier s genem Ml(Ro)) i ozimé odrůdy (Laverda registrovaná v roce 2007 a Souleyka, Wendy, Dooren, Henriette, Sylva a Antonella nesoucí gen Ml(Lv)). Oba tyto geny odolnosti byly zpočátku vysoce účinné, avšak brzy byl jejich ochranný účinek překonán a všechny uvedené odrůdy „spadly“ do kategorie náchylných.

Tab.: Odrůdy ječmene jarního s úplnou odolností vůči padlí podmíněnou genem mlo a rok jejich registrace

Odrůda

Rok

Odrůda

Rok

Odrůda

Rok

Advent

2009

Jersey

2000

Prestige

2002

AF Cesar

2014

Kontiki

2009

Prunella

2015

Aksamit

2007

Kvorning

2015

Radegast

2005

Aktiv

2008

KWS Amadora

2015

Sanette

2015

Aligator

2016

KWS Asta

2014

Shuffle

2013

Blaník

2007

KWS Irina

2014

Signora

2009

Bojos

2005

Laudis 550

2013

Signum

2012

Britney

2014

LG Monus

2017

Solist

2015

Calgary

2003

Libuše

2016

Soulmate

2017

Concerto

2011

Manta

2016

Streif

2009

Danielle

2013

Marthe

2008

SU Zaza

2014

Delphi

2011

Montoya

2014

Tango

2016

Despina

2011

Nordus

1998

Westminster

2007

Ebson

2002

Odyssey

2014

Wiebke

2012

Forman

2017

Olympic

2013

Xanadu

2006

Gladys

2010

Ovation

2017

Zhana

2013

Henley

2009

Overture

2014

 

 

Heris

1998

Petrus

2013

 

 

Odolnost ječmene ozimého

K 15. 6. 2016 bylo v České republice registrováno 56 odrůd ječmene ozimého. Všechny obsahují minimálně jeden, zpravidla však více genů specifické odolnosti vůči padlí, a celkově jsou, co se týče počtu genů odolnosti, ozimé odrůdy komplexnější než jarní, a často obsahují i více než tři geny odolnosti současně (např. u Saturn a Conny jsme u každé z nich zjistili 6 genů odolnosti). Počet genů však nerozhoduje a žádná současná odrůda ječmene ozimého se nevyznačuje vysokou odolností vůči padlí.

Šlechtění odrůd ječmene ozimého je dosud zaměřeno na využití major genů specifické odolnosti. Tato cesta však není a ani nemůže být úspěšná v důsledku enormní přizpůsobivosti daného patogenu, a to ani v žádné z dosavadních alternativ využití těchto genů (kombinování více genů včetně jejich pyramidování a sestavování genových kazet, využití různých genů v odrůdových směsích či v hybridních odrůdách, apod.).

Naopak, mezi vhodné způsoby patří např. kumulace genů malého účinku nebo využití nehostitelské odolnosti. Tyto cesty jsou pracnější, avšak s mnohem vyšší pravděpodobností dosažení daného cíle, tedy vyšlechtění odrůd s dostatečně účinnou a dostatečně trvanlivou odolností.

Testy odolnosti na mladých rostlinách ječmene ve skleníku
Testy odolnosti na mladých rostlinách ječmene ve skleníku

Odolnost ječmene jarního

Zcela jiná je situace v sortimentu ječmene jarního, u něhož je registrováno 73 odrůd. Všechny obsahují jeden nebo více záměrně využitých genů odolnosti vůči padlí. Většina současných odrůd (52 ze 79), včetně 35 ze 45 odrůd registrovaných po roce 2010, obsahuje gen mlo. Tento gen, který je genem nespecifické odolnosti, zajišťuje prakticky úplnou a trvanlivou odolnost vůči všem patotypům padlí. Gen mlo se liší od ostatních genů odolnosti odlišným obranným mechanizmem. Na základě studia tohoto genu byla již před jeho využitím předpokládána jeho dlouhodobá účinnost. Tento předpoklad se potvrzuje, neboť první odrůda s genem mlo (nizozemská Atem) byla registrována již v roce 1979, od té doby bylo v Evropě registrováno mnoho dalších odrůd s touto odolností, kterými je trvale oséván značný podíl evropských ploch ječmene jarního. Přesto je gen mlo nejen stále plně účinný, ale je stále perspektivní i pro šlechtění nových odrůd. Pěstitelé ječmene jarního tak mají, a i nadále budou mít možnost výběru z široké škály plně odolných odrůd.

Gen mlo, který je klíčovou odolností pro odrůdy ječmene jarního, by však neměl být využíván u ječmene ozimého, i když podle nedávno zveřejněných informaci polští šlechtitelé tuto úmluvu prolomili.

Identifikace genů odolnosti vůči padlí v registrovaných odrůdách ječmene je jedním z našich úkolů. Tyto výsledky, společně s hodnocením populace patogenu, umožňují stanovit aktuální hodnotu odrůdy z daného pohledu i predikovat vývoj její odolnosti v poli. Jednoduchá prognóza je u těch odrůd ječmene jarního, u kterých jsme zjistili plně účinnou odolnost podmíněnou genem mlo. Takovéto odrůdy se vyznačují trvanlivou odolností a nevyžadují ošetření vůči padlí.

Laboratorní hodnocení odolnosti ječmene
Laboratorní hodnocení odolnosti ječmene

Odolnost ječmene v poli

Při hodnocení odolnosti určité odrůdy obsahující jeden gen odolnosti a inokulované určitým patotypem patogenu (zpravidla v laboratorních podmínkách) se, v souladu s hypotézou gen-proti-genu, projeví pouze jedna ze dvou možností, a to odolnost (charakterizovaná fenotypem daného genu) či náchylnost. Při hodnocení odolnosti odrůd v poli však představují „odolnost“ a „náchylnost“ jen krajní hodnoty s plynulou škálou hodnot mezi nimi.

Hodnocení odolnosti odrůd v poli je prováděno nepřímo, neboť nelze hodnotit samotnou odolnost, ale „jen“ přítomnost daného patogenu. Když se na dané lokalitě v daném čase patogen nevyskytne, všechny odrůdy, tedy i ty nejnáchylnější, mohou být hodnoceny jako odolné (v registračních zkouškách stupněm 9). Aby tedy mělo hodnocení odolnosti v poli smysl, měly by být k výslednému vyhodnocování brány jen výsledky z těch lokalit, kde se daný patogen vyskytl s dostatečnou intenzitou. To však někdy naráží na samotné hodnotitele odolnosti, neboť se brání vyřazení často pracně získaných výsledků, i na zástupce šlechtitelských firem či prodejců osiv (samozřejmě především náchylných odrůd), kteří argumentují, že silný výskyt patogenu není pravidelný a tlačí na mírnější (tedy méně zřetelné) hodnocení. Tyto, případně i jiné skupinové zájmy ovlivňují výběr analyzovaných lokalit. Je tak snižována kvalita zveřejňovaných výsledků, tedy zřetelnost rozdílů v odolnosti odrůd, ale i rozdílů mezi patogeny.

Přitom šlechtitelé běžně vysévají šlechtitelský materiál do tzv. infekčních školek se záměrně zvýšeným inokulačním potenciálem příslušného patogenu ke zvýraznění rozdílů v napadení, tedy hlavně v odolnosti jednotlivých šlechtitelských kmenů, což jim umožňuje snadnější výběr těch odolných. Samotní šlechtitelé - tvůrci odrůd tak potvrzují nutnost jejich hodnocení v podmínkách zvýšeného výskytu patogenu.

Odolnost odrůd vůči významným patogenům patří k sledovaným a ekonomicky významným znakům. Hodnocení odrůdové odolnosti v poli je úkolem Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského a Národního odrůdového úřadu. Tyto instituce vydávají „Seznam doporučených odrůd“, kde je mj. každoročně zveřejňována odolnost vybraných odrůd k významným původcům chorob. Protože se však odolnost může významně a někdy i velmi rychle měnit (za běžných okolností však pouze směrem k náchylnosti), je třeba sledovat aktuální informace.

Je pochopitelně žádoucí šlechtit odrůdy na odolnost vůči ucelenému okruhu hospodářsky významných původců chorob současně (multiple resistance). Takovýto úkol je však obtížně naplňován především v důsledku nedostatku účinných zdrojů odolnosti vůči jiným patogenům a v důsledku evropské blokace tvorby transgenních odrůd (geneticky modifikovaných organizmů).

Závěry

Základním prvkem integrované ochrany plodin před původci chorob je výběr odolné odrůdy.

Pěstování odolných odrůd je nejracionálnějším opatřením, které pěstitele nic nestojí, je potencionálně nejúčinnějším a bezstarostným způsobem ochrany a nepřináší žádná rizika pro zdraví člověka ani jiných organizmů.

I v případech, kdy neexistují odrůdy plně odolné, je i jen zvýšená odolnost vítána; neboť v ročnících se slabším výskytem patogenu může být dostačující a v ročnících se silným výskytem může omezit potřebu opakované aplikace fungicidů.

Odolnost se u některých odrůd může rychle změnit, zpravidla směrem k náchylnosti. Proto je třeba využívat nejaktuálnější informace.

U ječmene jarního obsahuje většina odrůd gen mlo, který podmiňuje jejich plně účinnou odolnost vůči padlí. Pěstitelé tak mají širokou škálu možností výběru odrůdy dle nejrůznějších požadavků i v rámci této početné skupiny plně odolných odrůd.

Uplatňování systému integrované ochrany rostlin v souvislosti se změnou legislativy (39)
Rezistence ječmene vůči padlí

List ječmene silně napadený padlím
Testy odolnosti na mladých rostlinách ječmene ve skleníku
Laboratorní hodnocení odolnosti ječmene

Související články

Fungicid nové generace představen na poli

16. 08. 2017 Ing. Petr Štěpánek, Ph.D.; Agromanuál Choroby Zobrazeno 250x

Choroby sóje

14. 08. 2017 Ing. Peter Mižík; Agrofert, o. z. Choroby Zobrazeno 202x

Rezistence obilnin vůči viru žluté zakrslosti ječmene

03. 08. 2017 Ing. Jana Chrpová, CSc. a kol. Choroby Zobrazeno 237x

Na které mořidlo byste měli letos vsadit?

02. 08. 2017 Ing Renata Salavová; Syngenta Czech s.r.o. Choroby Zobrazeno 227x

Průzkum napadení ozimé řepky hlízenkou obecnou v roce 2017

20. 07. 2017 Ing. Milena Bernardová; ZS Kluky Choroby Zobrazeno 252x

Další články v kategorii Choroby

Agro Aliance
Syngenta Czech s.r.o.
AG NOVACHEM s.r.o.
Saaten Union CZ
AgromanaualShop.cz Roundup

Kalendář akcí

Prohlédnout vše

Upozornění

Veškeré údaje uvedené na webu www.agromanual.cz jsou pouze informativní, při použití přípravků se řiďte etiketou přípravku.

Anketa

Jak se Vám líbí nové názvosloví chorob a používáte je?
14%
6%
2%
23%
4%
51%
detail