Jabloň domácí (Malus × domestica Borkh.) je velmi důležitou zemědělskou komoditou. Celosvětově patří mezi nejproduktivnější ovocné plodiny. Produkce jablek však může být ohrožena různými chorobami, kterými jabloň trpí.
Mezi nejzávažnější a nejrozšířenější houbové choroby jabloní patří strupovitost, jejímž původcem je patogen Venturia ineaqualis (Cooke) G. Winter. Jedny z prvních symptomů jsou slabé skvrny, objevující se zejména na listech a plodech, které mají zpočátku olivově zelenou barvu a později tmavnou. V těchto místech může později docházet k nekrózám, což následně vede až k opadu napadených listů a praskání plodů, čímž vzniká vstup pro druhotné infekce (Kocourek et al., 2015). Napadené ovoce je neprodejné, výnosnost u neošetřených sadů může výrazně poklesnout. Poškození plodů lze eliminovat včasnými opakovanými postřiky fungicidy, což u odrůd citlivých vůči tomuto patogenu může představovat až 20-30 postřiků produkčních sadů ročně (Manktelow et al. 1996). Používání takového množství fungicidů však má negativní dopad na životní prostředí.
Šlechtění odrůd rezistentních vůči V. ineaqualis je proto v popředí šlechtitelských programů mnoha zemí světa, jelikož kombinace použití rezistentních či odolných odrůd jabloní s technologickými opatřeními v sadech umožnuje významné snížení spotřeby fungicidů k regulaci tohoto patogenu. Šlechtění odrůd jabloní je však dlouhodobý proces, který může trvat 15 až 20 let. Šlechtitelé se proto snaží tento proces co nejvíce zefektivnit. Jednou z metod, která to umožnuje, je šlechtění za pomoci molekulárních markerů neboli markery asistovaná selekce (MAS). Pomocí MAS je možné selektovat hybridní semenáče jabloní již ve velmi rané fázi vývoje, čímž se hned na začátku odstraní neperspektivní genotypy a nemusí se udržovat dalších přibližně 5 let, než by se požadovaný znak projevil.
Rezistence vůči strupovitosti je klasicky u jabloní testována inokulací původcovského patogenu na rostlinu a sledováním příznaků infekce. Tento test však nemusí být zcela spolehlivý a především neumožňuje stanovit, který gen rezistence vůči strupovitosti (tzv. Rvi gen) rostlina nese. Navíc, v dnešní době, kdy jsou některé geny rezistence překonávány určitými rasami patogenu, je snahou šlechtitelů kumulovat několik různých genů Rvi v jednom genotypu. Klasický inokulační test však tuto kumulaci genů neumožnuje určit, protože na úrovni fenotypu je velmi problematické rozpoznat, zda ke kumulaci skutečně došlo. Pro testování na základě fenotypových projevů by bylo nutné použít více izolátů tohoto patogenu schopných překonat pouze jednotlivé použité Rvi geny, i tyto izoláty však mohou být geneticky nestabilní a prolomit rezistenci. Toto testování je navíc pracné a časově náročné.
Pro průkaz přenosu genů rezistence vůči V. inaequalis jsou proto vyvíjeny mnohem průkaznější a informativnější genetické markery, které umožňují jednoduchou a spolehlivou selekci rezistentních jabloní. Pomocí systému MAS je tedy možné velmi brzy vybrat nejen semenáče s určitým genem, ale rovněž semenáče s kumulací různých požadovaných genů. Zároveň je umožněno rozlišení heterozygotů od homozygotů nesoucích pouze alely genů rezistence, což je další velký přínos pro šlechtitele. Tyto homozygotní genotypy jsou velmi cenným šlechtitelským materiálem, protože budou v dalším křížení teoreticky poskytovat v potomstvu pouze jedince nesoucí alespoň jednu rezistentní alelu. Semenáče vzniklé křížením homozygotně rezistentního rodiče tedy již nebude nutné testovat, neboť všechny budou nositeli požadovaného genu, což přináší další zefektivnění šlechtitelského procesu.
V roce 2021 byla ve Výzkumném a šlechtitelském ústavu ovocnářském Holovousy s.r.o. zavedena selekce jabloní s využitím molekulárních markerů do šlechtitelské praxe. Pro účely MAS byla zoptimalizována velmi rychlá a efektivní metoda odběru a zanalyzování velkého počtu vzorků potomstva vzniklého řízeným křížením. V rámci MAS se v současné době zaměřujeme především na resistenci vůči strupovitosti jabloně, konkrétně jsou detekovány molekulární markery typu jednonukleotidových polymorfizmů neboli SNP u genů rezistence Rvi2, Rvi4 a Rvi6, a to pomocí polymerázové řetězové reakce v reálném čase (real-time PCR) a alelické diskriminace (Žďárská et al., 2022). Do MAS analýz bylo v roce 2021 vybráno 18 rodičovských kombinací s potomstvem čítajícím 631 jedinců a v následujícím roce bylo vybráno 20 rodičovských kombinací s potomstvem tvořeným 596 jedinci. V prvním roce hodnocení bylo identifikováno 217 jedinců nesoucích jeden nebo více analyzovaných genů rezistence a v druhém roce hodnocení bylo identifikováno 347 jedinců nesoucích jeden nebo více analyzovaných genů rezistence. Ve dvou letech nám tedy MAS umožnila již krátce po vyklíčení odstranit cca polovinu semenáčů neperspektivních ve sledovaných znacích, a sice semenáčů, které nenesou ani jeden z genů rezistence Rvi2, Rvi4 anebo Rvi6, a do dalšího šlechtitelského procesu zařadit jen vybrané hybridní semenáče. Navíc se podařilo identifikovat jedince s kumulovanými geny rezistence a jedince s homozygotní sestavou Rvi genů. V selekci semenáčů pomocí molekulárních markerů se bude pokračovat i v následujících letech a bude snaha do analýz zahrnout rovněž další pro šlechtitele významné znaky.
Reference:
Kocourek, F., Bagar, M., Falta, V., Harašta, P., Holý, K., Chroboková, E., Kloutvorová, J., Kůdela, V., Lánský, M., Náměstek, J., Navrátil, M., Ouředníčková, J., Pluhař, P., Psota, V., Pultar, O., Stará, J., Suchá, J., Sus, J., Šafářová, D., Špak, J., Valentová L. (2015). Integrovaná ochrana ovocných plodin. Profi Press s.r.o., Praha. 318 s. ISBN 978-80-86726-72-4.
Manktelow, D.W.L., Beresford, R.M., Batchelor, T.A., Walker, J.T.S. (1996). Use patterns and economics of fungicides for disease control in New Zealand apples. Acta Horticulturae 422: 187-192. DOI: 10.17660/ActaHortic.1996.422.31
Žďárská, I., Rejlová, M., Podlipný, J., Pluhařová, K., Čmejlová, J., Vávra, R. (2022). Metodika detekce genu rezistence Rvi2, Rvi4 a Rvi6 k Venturia inaequalis a jejich pyramidizace pro zavedení selekce jabloní asistované molekulárními markery. Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský Holovousy s.r.o., certifikovaná metodika. 48 s. ISBN 978-80-87030-85-1.
(https://www.statista.com/statistics/264001/worldwide-production-of-fruit-by-variety/)
Autor: Ing. Ivona Žďárská
VÝZKUMNÝ A ŠLECHTITELSKÝ ÚSTAV OVOCNÁŘSKÝ HOLOVOUSY s.r.o.