TECHNIKI OCENY ODPORNOŚCI NA CZYNNIKI ABIOTYCZNE I BIOTYCZNE
Wartość gospodarcza odmiany (WGO) zależy od wielkości i jakości plonu.
Wielkość plonu zależy od:
- genów kumulatywnych, których efekty działania sumują się,
- stabilności plonowania w różnych warunkach środowiska.
Przyczyny obniżania wartości plonu:
. wrażliwość roślin na choroby i szkodniki,
. wrażliwość roślin na niekorzystne czynniki środowiska, zła agrotechnika.
Niekorzystne czynniki środowiska:
. czynniki powodujące wypadanie roślin w czasie zimy (niska temperatura, wahania temp. na przedwiośniu, suche i mroźne wiatry, brak okrywy śnieżnej): zimotrwałość - odporność na powyższe czynniki mrozoodporność - odporność na niską temperaturę
. susza atmosferyczna i glebowa - odporność na suszę,
. intensywne opady deszczu i gradu (wyleganie roślin),
. duża wilgotność i wysoka temperatura wraz z krótkim okresem spoczynku nasion wywołuje porastanie nasion,
. wysoka temperatura i silne wiatry przy opóźnionym zbiorze powodują obsypywanie się nasion,
. zakwaszenie gleb (wysokie stężenie jonów H i Al),
. wysoki zasadowy odczyn gleb (wysokie stężenie jonów Ca),
. zasolenie gleb - wysoka zawartość soli w glebie np. NaCl czego skutkiem jest ograniczenie pobierania wody przez rośliny.
Stres - obciążenie organizmu czynnikami zakłócającymi fizjologiczną równowagę.
Długie działanie stresu i w dużym natężeniu powoduje uszkodzenia i zamieranie pojedynczych osobników lub populacji, przez co drastycznie zmniejszenie i pogorszenie plonu.
Czynniki stresogenne - niekorzystne czynniki środowiska powodujące odwracalne lub nieodwracalne zmiany w rozwoju roślin.
Odporność roślin - zależy od współdziałania wielu genów i polega na zdolności do adaptacji i tolerancji ujemnych wpływów środowiska.
Tolerancja - zdolność roślin do wydawania względnie wysokiego plonu mimo niekorzystnych czynników środowiska.
Hodowla odpornościowa - oprócz selekcji w kierunku wysokiego plonu prowadzi się również selekcję w kierunku odporności na dany czynnik stresogenny. Selekcję prowadzi się już na etapie tworzenia materiałów wyjściowych - wybiera się odpowiednie formy do krzyżowania posiadające pożądane cechy, a następnie w trakcie cyklu hodowlanego.
Metody oceny odporności
Ogólną ocenę odporności można wyrazić:
- w skali bonitacyjnej 9-stopniowej (9 - brak uszkodzeń, 1 - całkowite zniszczenie rośliny),
- za pomocą liczby roślin odpornych wyrażonej w procentach,
- za pomocą wielkości plonu nasion lub zielonej masy.
Metody:
1. pośrednie (laboratoryjne) - rozpoznanie jakiejś właściwości rośliny, od której zależy dana odporność.(cecha to litera, pod nią cechy wskaźnikowe)
a)Mrozoodporność i zimotrwałość
Zawartość rozpuszczalnych węglowodanów
Zawartość suchej masy, położenie węzła krzewienia, położenie stożka wzrostu, położenie szyjki korzeniowej
b)Tolerancja na suszę
Stopień wykształcenia systemu korzeniowego, wielkość transpiracji, liczba szparek oddechowych na jednostce powierzchni liścia, potencjał wodny rośliny
c)Odporność na wyleganie
Długość źdźbła, długość międzywęźli, ustawienie kłosa, grubość warstwy sklerenchymy i parenchymy, stopień zdrewnienia komórek
d)Odporność na porastanie
Aktywność amylazy w nasionach, zawartość inhibitorów kiełkowania w okrywie owocowonasiennej
e)Odporność na osypywanie
Stopień zdrewnienia strąków i łuszczyn, morfologia kłosa, kształt ziarniaka, ustawienie kłosa
2. bezpośrednie - polegają na wyborze roślin odpornych lub tolerancyjnych w warunkach prowokacyjnych. cecha metoda zimotrwałość Usuwanie śniegu z poletek, wytwarzanie sztucznej pokrywy lodowej mrozoodporność Wstawienie na 10-20 dni do chłodni o temp -15ºC
a)Tolerancja na suszę
Porównanie plonów między rokiem suchym a mokrym, rozpinanie foli na czas deszczów; metody wazonowe - susza glebowa - obniżenie wilgotności przez cały okres wegetacji lub okresy krytyczne; susza atmosferyczna - wazony podlane do optimum ustawia się w komorze z przepływem ciepłego powietrza; badanie długości systemu korzeniowego
b)Odporność na wyleganie
Gęsty siew, doświadczenia nawozowe ze zwiększona dawką azotu, deszczowanie
c)Odporność na porastanie
Metoda Schmidta - ścięte kłosy moczy się przez 2h w wodzie, umieszcza w komorze 18ºC, 100% wilgotności względnej; kiełkowanie ziaren na bibule zaraz po zbiorze
d)Odporność na osypywanie
Opóźnienie zbioru o 14 dni, wytrząsanie ziaren z kłosa (war. lab); pomiar siły potrzebnej do oderwania plewy
e)Tolerancja na niskie pH gleby
Uprawa w podłożu sztucznie zakwaszonym
f)Tolerancja na wysokie pH gleby
Uprawa w podłożu z nadmiarem jonów Ca
g)Tolerancja na zasolenie
Uprawa w podłożu z dodatkiem roztworów soli o różnym stężeniu
Odporność na choroby i szkodniki
Cechy patogena:
1. Patogeniczność - zdolność zakażania i porażania różnych genotypów roślin żywicielskich. Im większa liczbę gatunków może patogen atakować, tym większa patogeniczność.
2. Wirulencja - zjadliwość, zdolność patogena do wywoływania choroby. Mierzy się ją natężeniem objawów chorobowych
3. Agresywność - szybkość z jaką patogen poraża i rozmnaża się w tkankach żywiciela.
Rasa fizjologiczna - mieszanina biotypów atakująca rośliny należące do określonej odmiany. Identyfikowana jest na podstawie patogeniczności w stosunku do roślin dobranych jako zespół różnicujących żywicieli.
Biotyp - patogen wyizolowany z konkretnej rośliny w danej miejscowości i w danym roku.
ODPORNOŚĆ - zdolność rośliny do ograniczenia lub uniemożliwienia wnikania, rozwoju i rozprzestrzeniania się patogena. Reakcja odpornościowa jest specyficzną reakcja organizmu uwarunkowana genetycznie.
Odporność pozorna - unikanie choroby dzięki rozmijaniu się faz rozwojowych patogena i rośliny.
Odporność rzeczywista - polega na stawianiu oporu patogenom podczas wnikania i rozprzestrzeniania się ich w roślinie.
Odporność nabyta - powstaje w okresie rozwoju osobniczego rośliny i zależy od warunków środowiska.
Odporność wrodzona - złożona cecha dziedziczna ukształtowana w wyniku wzajemnego oddziaływania dwóch genomów rośliny i pasożyta. W zależności od tego, czy mechanizmy odpornościowe są obecne w roślinie już podczas infekcji, czy dopiero zaczynają działać po zetknięciu się z czynnikiem infekcyjnym wyróżniamy:
Odporność przedinfekcyjną (bierna) - może być warunkowana przez czynniki uniemożliwiające przenikanie lub rozprzestrzenianie się patogena. Mechanizmy te związane są z budową roślin np. tkanki okrywającej.
Odporność poinfekcyjna (czynna) - zdolność do czynnej reakcji obronnej. Mechanizmy te to: bariery wytwarzane na drodze wnikania patogenów, neutralizowanie toksyn patogena, nadwrażliwość (zainfekowane tkanki ulegają nekrozie).
Odporność pionowa - całkowita odporność na ściśle określoną rasę patogena. Jest to odporność czynna, specyficzna, uwarunkowana zazwyczaj monogenicznie.
Odporność pozioma - częściowa odporność na różne rasy patogena. Jest ona bierna, mało specyficzna. Przeważnie polega na barierach morfologicznych, fizjologicznych i chemicznych. Warunkowana jest poligenicznie.
Odporność kompleksowa - odporność na kilka czynników chorobotwórczych.
Immunia - odporność pełna, brak objawów porażenia, rzadko spotykana.
HIPOTEZA GEN NA GEN (H.H. Flor, lata 50-te)
Każdemu genowi odporności u rośliny odpowiada specyficzny gen wirulencji patogena.
Reakcja odpornościowa - roślina posiada dominujący gen odporności, który nie jest równoważony przez odpowiedni gen wirulencji.
Allele warunkujące odporność lub wrażliwość rośliny:
- gospodarza: R - odporny r - wrażliwy
- patogena: P -a wirulentny, p- wiruelny
SELEKCJA FORM ODPORNYCH
> w okresie maksymalnej wrażliwości i w warunkach sprzyjających silnej infekcji (infekcja sztuczna).
Testy:
1. laboratoryjne
- zakaża się odpowiednie organy roślin, powierzchniowo (rdza, mączniak) lub wgłębnie (wirusy). Inokulum mogą stanowić np. zarodniki, wodna zawiesina bakterii, sok roślinny zawierający wirusy; w stężeniu zbliżonym do stężenia w polu w warunkach silnej infekcji.
2. polowe
- w tzw. szkółkach infekcyjnych.
Badane osobniki rozmieszcza się losowo wśród roślin wrażliwych (źródło zakażenia; dodatkowo przeprowadza się infekcję sztuczną).
- na podstawie wyglądu nekroz można wnioskować o rodzaju odporności:
. pozioma - granica pomiędzy nekrozą a zdrowa tkanką jest rozmyta
. pionowa - granica jest wyraźna
3. sprawdzające
- Stosuje się na roślinach reagujących nietypowo i nie wykazujących objawów. Np. czy patogen występuje w roślinie (choroby wirusowe mogą przebiegać bezobjawowo)
Testy:
-test biologiczny - przeprowadza się na liściach innych gatunków roślin (tzw. testowych), wrażliwych na danego patogena np. dla ziemniaka rośliną testową w przypadku wirusa PVX są siewki pomidora.
-test serologiczny - wykorzystuje się surowicę zwierzęcą zawierającą przeciwciała na danego wirusa, tworzą się kompleksy wirus-przeciwciało.
-test rezorcynowy - do wykrywania wirusa liściozwoju, rezorcyna jest to barwnik wykrywający obecność kallozy, która odkłada się w rurkach sitowych po porażeniu tym wirusem
-szczepienie wegetatywne - wszczepienie rośliny badanej w podkładkę roślin zdrowej (testowej), jeżeli na podkładce wystąpią objawy porażenia tzn., że roślina wszczepiana była chora.
ODPORNOŚĆ NA SZKODNIKI
1. Najczęściej jest to odporność bierna, może być pozorna i rzeczywista,
2.Odporność rzeczywista
-brak akceptacji, czyli brak bodźców przyciągających szkodnika (zapach, barwa) lub też obecność w otoczeniu rośliny związków odstraszających (repelentów),
-antybioza - niekorzystny wpływ rośliny na zdrowie i płodność szkodników (obecność toksyn, ligniny, krzemionki - utrudnia żerowanie larw),
-tolerancja - zdolność regeneracji uszkodzeń, jest zmienna, zależy od wieku rośliny i warunków środowiska, wielkości populacji szkodnika.
Brak żerowania - odporność rzeczywista rośliny na szkodnika