Wykłady z genetyki i hodowli roślin ozdobnych, Sulechów (Kalsk), rok akademicki
2003/2004, studia dzienne i zaoczne
Wykład 14
Hodowla roślin cz.3
Metody hodowli roślin obcopylnych
Ochrona prawna odmian
Hodowla roślin obcopylnych dość znacznie różni się od hodowli roślin samopylnych.
W hodowli roślin obcopylnych konieczne jest izolowanie roślin. Można stosować:
izolację przestrzenną (rozmieszczenie roślin w takiej odległości, by nie mogły się wzajemnie przepylić. Dla roślin wiatropylnych odległość ta wynosi nie mniej niż 1000 metrów, owadopylnych - 500 m.)
izolację czasową (wysadzanie roślin w różnych okresach czasu)
izolację techniczną (izolatory).
Metoda oparta na selekcji masowej
Jest to najprostsza i najstarsza metoda hodowli roślin obcopylnych. Polega na wyborze określonych pojedynków i ich reprodukcji w obrębie populacji i ocenie reprodukowanej populacji w doświadczeniu porównawczym
Metoda indywidualno-rodowodowa. Ocenę pojedynka przeprowadza się na podstawie wartości jego potomstwa. Z populacji heterozygotycznej wybiera się najlepsze pojedynki i nasiona każdego z nich wysiewa się na oddzielnym doświadczeniu porównawczym, zachowując swobodne przepylenie i izolację przestrzenną w obrębie populacji. W kolejnych latach z najlepszych rodów wybiera się znowu najlepsze pojedynki do wysiewu i oceny potomstwa w doświadczeniu porównawczym, stosując swobodne przepylenie i izolację przestrzenną. Po kilku latach takiej selekcji z najlepszych rodów wybiera się najlepsze pojedynki, nasiona ich łączy się razem i rozmnaża w swobodnym przepyleniu. Uzyskany w ten sposób materiał stanowić może nową odmianę.
Metoda rezerw - stosuje się u gatunków, dla których wybrane cechy użytkowe mogą być oceniane po okresie kwitnienia.
Hodowla odmian mieszańcowych
W hodowli odmian mieszańcowych wykorzystuje się zjawisko heterozji.. Efekt heterozji zależy od komponentów rodzicielskich użytych do krzyżowań. Utrwalenie efektu heterozji jest możliwe u roślin rozmnażanych wegetatywnie lub technikami in vitro. Odmiany mieszańcowe są tworzone u tych gatunków , u których jest możliwa łatwa produkcja nasion pokolenia F1 na skale komercyjną.
Hodowla odmian heterozyjnych obejmuje następujące etapy:
Wybór materiału wyjściowego
Wytworzenie homozygotycznyh linii wsobnych
Ocena wartości kombinacyjnej linii
Badanie wartości próbnych mieszańców
Utrzymanie i rozmnażanie linii wsobnych
Otrzymywanie mieszańców handlowych
Hodowla linii wsobnych polega na zmuszaniu do samozpylenia roślin przez kilka następujących po sobie pokoleń. W miarę chowu wsobnego zwiększa się homozygotyczność linii, pogłębia się depresja wsobna i następuje fenotypowa stabilizacja cech. W przypadku trudności w uzyskaniu linii wsobnych stosuje się często chów siostrzany.
Odmiany mieszańcowe F1 mogą być mieszańcami pojedynczymi, trójliniowymi, czy też czteroliniowymi (podwójnymi).
Hodowla roślin mieszańcowych zapewnia automatyczną ochronę odmiany. Aby móc taką odmianę reprodukować, musi się dysponować formami rodzicielskimi.
W hodowli roślin ozdobnych efekt heterozji wykorzystuje się między innymi w hodowli roślin rozmnażanych wegetatywnie w sposób naturalny przez cebule (np. tulipan), kłącza (konwalia) lub sztucznie przez podział na fragmenty, sadzonki zielne (goździk) lub zdrewniałe (krzewy iglaste), mikrorozmnażanie in vitro (gerbera).
Przykład prac hodowlanych
Goździk szklarniowy (Dianthus hybridus) powstał na początku XIX wieku ze skrzyżowania Dianthus caryophyllus x D. suffruticosus. W hodowli nowych odmian wykorzystuje się naturalne lub indukowane mutanty, albo krzyżowanie różnych odmian. Hodowla krzyżówkowa jest niezmiernie trudna z uwagi na trudności w wiązaniu nasion. U goździków siewki F1 o wartościowych cechach rozmnażane wegetatywnie stanowią odmianę.
W hodowli roślin obcopylnych często wykorzystuje się zjawisko cytoplazmatycznej męskiej sterylności. Cytoplazmatyczno-genetyczna męska niepłodność jest uwarunkowana współdziałaniem cytoplazmy (S) i recesywnych genów jądrowych (ms ms). Geny (ms ms) są odpowiedzialne za męską sterylność i nie funkcjonują w obecności cytoplazmy N. Rośliny z całkowicie męskoniepłodne posiadają więc genotyp (S ms ms). Do rozmnażania roślin męskoniepłodnych wykorzystuje się rośliny o genotypie (N ms ms). Są to tzw. linie dopełniające.
S ms ms x N ms ms ------ F1 S ms ms
męskosterylna płodna męskosterylna
Linię będącą zapylaczem w produkcji nasion heterozyjnych nazywamy linią restorerującą.
Ocena, rejestracja i ochrona polskich odmian
W okresie międzywojennym hodowla twórcza i zachowawcza roślin ozdobnych była prowadzona w prywatnych firmach i spółkach skutecznie rywalizujących z konkurencją zagraniczną. Znanymi firmami były Stanisław Lenkiewicz i Wincenty Hoser w Rakowcu ('Urlichów"), E Freegego w Rakowie , Kazimierza Wielka pod Pińczowem, Mszaniec pod Trembowlą. Po wojnie firmy te zostały upaństwowione i przestały odgrywać większą rolę na rynku europejskim. Sytuację polskiej hodowli roślin ozdobnych utrudnia wejście na polski rynek licznych firm zagranicznych, skutecznie promujących nasiona własnych odmian.
Warunkiem dopuszczenia nowej odmiany do uprawy jest jej zarejestrowanie , czyli wpisanie do Rejestru Odmian, do czego jest zobowiązany COBORU. Wniosek o wpisanie odmiany hodowanej w Polsce do Rejestru Odmian zgłasza jej hodowca (prawny właściciel), a zagranicznej, przedstawiciel hodowcy w Polsce. Rośliny ozdobne nie podlegają badaniom wartości gospodarczej, stąd też odmiany roślin ozdobnych kierowane są bezpośrednio do badań odrębności, wyrównania i trwałości (OWT). Rośliny ozdobne rozmnażane wegetatywnie bada się jeden rok, pozostałe od 2-3 lat.
Hodowca odmiany wpisanej do rejestru otrzymuje świadectwo uprawniające do wprowadzenia na rynek kwalifikowanego lub standardowego materiału siewnego, sadzonek, bulw, cebulek itp. Hodowca może posiadać wyłączne prawo do odmiany, co stanowi analogię do patentu w przemyśle. Ochrona ta zapewnia hodowcy wyłącznym dysponowaniem materiałem, służącym do rozmnażania roślin w celach zarobkowych. Każdy, kto chciałby produkować lub sprzedawać materiał odmiany chronionej, musi uzyskać zgodę hodowcy. Ochrona wyłącznego prawa ma zapewnić hodowcy odpowiednie korzyści finansowe, zapewniające zwrot poniesionych nakładów, oraz odpowiedni zysk.
Wszystkie regulacje prawne dotyczące ochrony odmian w Polsce są zgodne z Konwencją Międzynarodowego Związku Ochrony Nowych Odmian Roślin. Ochrona odmiany istnieje tylko w kraju, do którego z takim wnioskiem zwrócił się hodowca. W przypadku Unii Europejskiej, zwrócenie się z wnioskiem o ochronę odmiany w jednym z krajów członkowskich zapewnia jej ochronę we wszystkich pozostałych. Ustalenia UE gwarantują równe prawa dla wszystkich odmian wyhodowanych w krajach członkowskich. Tym samym z chwilą wstąpienia Polski do UE wszystkie odmiany zarejestrowane w Polsce będą podlegały ochronie prawnej w krajach UE i zostaną dopuszczone do uprawy w tych krajach, i odwrotnie. Stanowi to poważne wyzwanie dla polskiej hodowli roślin ozdobnych i warzywnych, czyli rynku w znacznej mierze opanowanego (w sposób mniej lub bardziej legalny) przez hodowle zagraniczne.
Ochrona wynalazków z zakresu biotechnologii
Ochronie patentowej podlegają wszelkie wynalazki, a nie odkrycia.. Jeżeli w przyrodzie odkryta została jakaś substancja i jeżeli opracowana została metoda jej produkcji, to ochronie patentowej podlega tylko technologia jej wytwarzania.
W Polsce, podobnie jak w UE ochronie prawnej podlegają wszystkie odmiany oraz genotypy z wprowadzonym do nich transgenem,
Pytania egzaminacyjne
Ocena, rejestracja i ochrona polskich odmian, ochrona wynalazków z zakresu biotechnologii
Hodowla odmian heterozyjnych
Metody hodowli roślin obcopylnych