Postupy a výsledky hybridního šlechtění v rámci programu Česká řepka.

Autoři: Ing. Kateřina Bělská, SELGEN a.s., Mgr. Viktor Vrbovský, OSEVA PRO s.r.o., Výzkumný ústav olejnin Opava, OSEVA vývoj a výzkum s.r.o.

Řepka ozimá je důležitou plodinou našeho zemědělství. Odrůdovou skladbu v České republice tvoří převážně pylově fertilní (restaurované) hybridy a linie. Zastoupení hybridních odrůd na pěstebních plochách v ČR stále stoupá a v současnosti se pohybuje okolo 90%. Výhoda těchto odrůd plyne z projevu heterózního efektu v generaci F1, který může pozitivně ovlivnit schopnost rychlejšího vývinu rostlin během podzimní i jarní vegetace, zlepšit odolnost ke stresovým faktorům a zejména je příčinou zvýšeného výnosu semene.

Výroba hybridů Hybrid je de facto kříženec, proto při produkci osiva musíme zajistit přenos pylu z otcovského hybridního komponentu na mateřský, ten se současně nesmí opylovat pylem vlastním. Existuje několik systému pro výrobu hybridních odrůd řepky. V rámci programu Česká řepka je využíván systém Ogu-INRA, který je založen na principu cytoplasmatické pylové sterility. Mateřská komponenta (CMS) obsahuje homozygotní recesivní alely (rfrf) a sterilní cytoplasmu (S), což vede k absenci pylu. Jako otcovské komponenty jsou používány obnovitelé fertility (restorery) s dominantními alelami (RfRf). Ty nejen že po opylení mateřské komponenty zajistí produkci osiva finálního hybridu, zároveň vedou k tomu, že hybridní rostliny jsou pylově fertilní.

Výroba restaurovaných hybridů řepky je zajištěna křížením mateřských pylově sterilních komponent (CMS) s otcovskými pylově fertilními komponentami (Rf) v prostorových či uzavřených izolacích. Při výběru výchozích komponent je přihlédnuto k dostatečné genetické vzdálenosti jednotlivých materiálů, která je předpokladem vysokého heterózního efektu (obr. 1).


Obr.1: Genetická variabilita výchozích materiálů (PCO analýza – ISSR markery)

Používané CMS matky vznikají křížením s donorem výkonu a kvality. Po šestiletém ustalovacím cyklu zpětného křížení (tzv. backcrossů) jsou mateřské komponenty připravené k využití při výrobě hybridů. Během ustalování jsou matky pravidelně podrobeny kvalitativním testům, na jejichž základě je provedena selekce. Nejdůležitějšími parametry jsou obsah oleje, glukosinolátů a kyseliny erukové. Snahou je získat výchozí CMS matky s co nejvyšším obsahem oleje, který se u kvalitních materiálů zpravidla pohybuje mezi 45-50 % oleje v sušině (v závislosti na ročníku). Obsah glukosinolátů je naopak žádoucí co nejnižší, jeho horní hranice pro další využití je 18 µmol/g semene. Výskyt kyseliny erukové by měl být minimální, její obsah v oleji by neměl překročit 0,2 %.

Jako obnovitelé fertility Rf jsou používány klasické liniové restorery s ověřenou obnovou či dihaploidní restorery s prokázanou přítomností genu Rfo, který je zodpovědný za obnovu fertility v generaci F1. Předpokládá se, že tento gen Rfo je úzce vázán s geny ovlivňující obsah glukosinolátů v semeni řepky. Proto jsou obnovitelé pravidelně testováni a ti s nevyhovující kvalitou jsou z dalšího používání vyloučeni.

Při výrobě hybridního osiva jsou nasety mateřské a otcovské komponenty vedle sebe. V případě využití technických izolací jsou v období butonizace (BBCH 55-57) vždy 1 otec a 1 matka společně uzavřeni do izolačního stanu (obr. 2 a 3), který je zakryt hustou sítí bránící cizosprášení z vnějšího prostředí. Po rozkvětu obou komponent je do prostoru izolátoru umístěn úlek se čmeláky. Ti slouží jako přenašeči pylu, zajistí dostatečné opylení CMS matky a tím zajistí i dostatečný zisk hybridního F1 osiva. Výhodou technických izolátorů je možnost použít více pylově fertilních restorerů, nevýhodou je omezený prostor a počet izolačních stanů. Výroba testovacích hybridů v prostorové izolaci je méně náročná, vyžaduje však pozemek bez řepkového výdrolu a v dostatečné vzdálenosti od dalších pěstebních ploch s řepkou. Pro křížení lze použít více CMS matek, avšak jen jednoho obnovitele fertility. Matky a vybraný restorer jsou zasety střídavě v pásech vedle sebe, přenos pylu mezi nimi je zajištěn přirozenými opylovači.

Sklizením finálního F1 osiva (tj. semen z CMS matek) z prostoru izolací jsou získány nové restaurované hybridní materiály připravené ke zkoušení ve společném pokusu s aktuálními hybridními kontrolami používanými v českých státních zkouškách SOZ.


Obr. 2: Schéma zásevu mateřské a otcovské komponenty do izolačního stanu o rozměru 3m x 3m


Obr. 3: Foto izolačního stanu s mateřskými komponentami a čmeláky jako opylovateli

Zkoušení hybridů

Nově vyrobené restaurované hybridy jsou testovány na více lokalitách. Materiály vytvořené na šlechtitelské stanici v Chlumci nad Cidlinou (Selgen a.s.) jsou pravidelně zkoušeny na 4 lokalitách (Chlumec nad Cidlinou, Lužany, Krukanice a Opava). Pokusy s testovacími hybridy vyprodukovanými ve Výzkumném ústavu olejnin Opava jsou realizovány zpravidla na třech lokalitách (2x Opava, Chlumec nad Cidlinou). Hodnoceny jsou zejména z hlediska výnosu a kvality, je ovšem přihlédnuto i k dalším agronomickým a hospodářským znakům.

Od roku 2015 do 2018 bylo v rámci programu Česká řepka vytvořeno a vyhodnoceno 342 testovacích hybridů (199 – ŠS Chlumec n/C, 143 – VÚO Opava). Výnosový potenciál hybridních materiálů byl v jednotlivých letech vztažen k průměru aktuálních standard použitých ve státních odrůdových zkouškách. Relativní výnos testovacích hybridů se během let 2015–2018 pohyboval od 67–105 % (tab. 1), jejich kvalita byla zpravidla dobrá. Obsah oleje byl v rozsahu 40,5 – 49,42 % v sušině semene, glukosinoláty dosahovaly hodnot od 10,74 – 22,5 µmol/g semene při 8 % vlhkosti a zastoupení kyseliny erukové bylo od stopového množství po 1,84 %.

Tab. 1: Přehled počtu otestovaných hybridů a jejich výsledků v jednotlivých letech zkoušení


Na základě výsledků zkoušení testovacích hybridů již byly do českých státních odrůdových zkoušek (SOZ) přihlášeny dva historicky první hybridní materiály vzešlé z českého šlechtění. Produkce a testování dalších hybridů a jejich komponent je zajištěna spoluprací výzkumných a šlechtitelských organizací v rámci sdružení Česká řepka, jenž právě oslavilo 20 let své existence. Šlechtěním je každoročně vytvořeno cca 40 nových CMS matek, které jsou okamžitě použity k výrobě testovacích hybridů. Zvyšuje se i počet spolehlivých obnovitelů fertility, zacíleno je především na dihaploidní restorery (RfDH), jež se dobře osvědčily. Je zřejmé, že na úspěch hybridního šlechtění má vliv kromě množství vyrobených a otestovaných F1 materiálů, také kvalita výchozích komponent a jejich genetická variabilita.

Díky vysoké výkonnosti zahraničních hybridních odrůd a jejich silnému zastoupení v SOZ není náš úkol v podobě úspěšné registrace hybrida ani zdaleka splněn, nicméně intenzivní šlechtitelská a výzkumná činnost zajištěná sdružením Česká řepka maximalizuje šanci na úspěch a v praxi se snad brzy setkáme s první, ryze českou, hybridní odrůdou řepky.

Problematika byla podpořena projektem MZe ČR č. QJ1510172 a institucionární podporou MZE-RO1818