e
Publikováno
14 .IV.2022

FESTULOLIUM

Více než 100 let šlechtění & možnost uplatnění při změně klimatu

V roce 2020 uplynulo 100 let od prvních registrovaných pokusů o mezirodovou hybridizaci mezi travními rody kostřava (Festuca) a jílek (Lolium). Oba rody, i když morfologicky vzdálené jsou si v procesu fylogenetického vývoje geneticky poměrně blízké. Myšlenka spojit vytrvalost a odolnost ke stresovým podmínkám z kostřavy a vysoký výnos kvalitní píce z jílku do jedné rostliny byla inspirovaná přírodu. Vznikla po objevení prvních přírodních hybridů ve 20. letech minulého století. Bylo popsáno mnoho druhů festulolium vzniklých spontánně křížením jednotlivých druhů jílků a kostřav, které však díky poruchám v reprodukčním dělení zůstaly sterilní a nedokázaly vytvořit semeno. Tento poslední krok se díky tradičním metodám šlechtění jako je intenzivní výběr, zpětné křížení nebo polyploidizace podařilo překonat. Vznikl nový travní rod – Festulolium, ze kterého se zemědělsky aktuálně využívá 5 druhů:

Lolium multiflorum x Festuca pratensis
Festulolium braunii (K. Richter) A. Camus
Lolium perenne x Festuca pratensis
Festulolium loliaceum (Huds.) P. Fourn.
Lolium multiflorum x Festuca arundinacea
Festulolium krasanii Jirásek
Lolium multiflorum x Festuca glaucescens
Lolium perenne x Festuca mairei

Poslední dva uvedené druhy Festulolium se začaly zemědělsky využívat v Anglii v posledních dvou letech a jejich botanické názvy se ještě nevžily. V nedávné době došlo ke změně v botanickém názvosloví kostřav, kdy širokolisté kostřavy jako jsou pratensis (luční) a arundinacea (rákosovitá) byly zařazeny do nově vzniklého rodu Schedonorus (P. BEAUV.) a odtud se změníl i původní rod Festulolium na Schedololium. V současné době se všechny botanické názvy využívají souběžně. Rod Festulolium byl oficiálně zařazen mezi nově zemědělsky využívané rody v Evropské unii směrnicí (66/401/EEC and 92/19/EEC) v roce 2004. Podle této směrnice se sem řadí všechny druhy vzniklé křižením mezi rody Lolium a Festuca. Protože v současné době se začíná více využívat i křížení druhů Lolium s „divokými“ (nezemědělskými) druhy Festuca je podle této směrnice možné sem zařadit i nově vznikající kombinace křížení. „Divoké“ druhy kostřav se začínají více využívat v poslední době z důvodu jejich vysoké odolnosti k suchu. Šlechtitelská stanice Hladké Životice (dnes DLF Seeds, s.r.o.) sehrála významnou roli ve šlechtění tohoto nového zemědělského rodu. S prvním křížením začal Ing. Fojtík v roce 1967. Postupně se v Životicích rozvinuly dvě základní metody křížení:

1) jílek mnohokvětý (4x) x kostřava luční (4x)
Z tohoto křížení vznikly tzv. amhidiploidní hybridy, z nichž první byl Perun (1991). Tyto hybridy mají v první generaci poměr jílkové a kostřavové DNA 50:50. Vzhledem k tomu, že jílek byl použitý jako matka a vzhledem k dominanci jílkových chromozomů v nově vzniklém genotypu se v pozdějších generacích konečný poměr ustálil u jednotlivých odrůd na 75:25 až 60:40 ve prospěch jílkové DNA. Pokud byla jako matka použita kostřava luční (polské odrůdy), poměr zůstal blíže k  původnímu 50:50. Aktuálně je z tohoto typu křížení registrováno 8 životických odrůd.

2) jílek mnohokvětý (2x) x kostřava rákosovitá (6x)) x kostřava rákosovitá (6x) (jílek mnohokvětý (2x) x kostřava rákosovitá (6x)) x jílek mnohokvětý (4x)
 


FL Braunii

Z křížení diploidního jílku s hexaploidní kostřavou vznikne tetraploidní hybrid, který je zpětně křížen buď s kostřavou a vznikne konečný hexaploidní hybrid, nebo je křížen zpětně s tetraploidním jílkem mnohokvětým a vznikne konečný tetraploidní hybrid. V obou případech v konečném genotypu převažuje DNA rodu, který byl použit pro zpětné křížení. Z druhého rodu zůstává maximálně do 10% DNA. Takto vznikají introgresní hybridy, ve kterých je minoritní rod zastoupen pouze několika znaky. Šlechtění introgresních hybridů se dnes využívá, pokud chceme do jednoho rodu přenést cíleně některý znak z druhého rodu. Například suchovzdornost z kostřavy do jílku tak, aby zůstaly zachovány všechny pozitivní jílkové vlastnosti. V současné době je registrováno z Hladkých Životic celkem 11 odrůd typu kostřavy rákosovité (první Felina 1988) a 5 odrůd typu tetraploidního jílku (první Bečva 1989).

Začátky šlechtění s využitím vzdálené rodové hybridizace byly velmi obtížně. Z laboratorních metod se využívalo hlavně cytologické pozorování buněčného dělení. Na poli potom pozorování fenotypu. Potvrzení úspěšnosti křížení bylo možné většinou až v druhé generaci (F2) po křížení (za 4–6 let). Potom následoval proces výběrů a následných křížení s cílem obnovy homogenity a fertility genotypů v generacích F3–F7. Vzhledem k tomu, že u trav trvá jedna generace ve šlechtění roky, doba na vyšlechtění odrůdy se pohybovala kolem 20 let a potom ještě následuje zkoušení pro oficiální registraci odrůdy (5 let).


GISH analýza chromosomů Foto D.Kopecký

Dnes můžeme pomocí flow-cytometrie (stanovení obsahu DNA v buňce) zjistit úspěšnost křížení ihned v F1 generaci. To umožní vybrat do dalšího šlechtění pouze hybridní rostliny a pomoci molekulárních metod pracujících s tzv. DNA markery kontrolovat další výběr tak, aby výsledný genotyp vyhovoval morfologicky naší představě o nové odrůdě a zároveň obsahoval znak nebo znaky, které jsme chtěli přenést z druhého rodu. Znalosti o DNA markerech vázaných na agronomicky důležité znaky jsou v současné době ještě omezené, ale jejich poznání se rychle vyvíjí. Nové metody umožňují výrazně zkrátit proces šlechtění mezirodových hybridů. Hlavním důvodem šlechtění rodu Festulolium je spojení kladných vlastností jednotlivých druhů rodu jílek (Lolium) a kostřava (Festuca) do jednoho genotypu. Jednotlivé druhy vstupují do křížení s následujícími pozitivními znaky:

Jílek mnohokvětý (Lolium multiflorum) – rychlý počáteční vývoj, vysoký výnos suché hmoty, dostatečná kvalita píce.

Jílek vytrvalý (Lolium perenne) – rychlý počáteční vývoj, dostatečný
výnos suché hmoty ve vlhčích podmínkách, vysoká kvalita píce.

Kostřava luční (Festuca pratensis) – dostatečný výnos suché hmoty, dostatečná kvalita píce, vysoká zimovzdornost.

Kostřava rákosovitá (Festuca arundinacea) – dostatečný výnos suché hmoty, vysoká odolnost ke stresovým podmínkám zejména suchovzdornost.

Festuca arundinacea var. glaucescens, Festuca mairei – středomořské druhy ze severní Afriky vyznačující se extrémní suchovzdorností.


Vhodnou kombinací znaků jednotlivých druhů je možné vytvářet odrůdy přizpůsobené aktuálním i měnícím se klimatickým podmínkám.

Možností uplatnění Festulolium při změně klimatu
Aktuálně nejvíce využívaným travním druhem zejména v západní Evropě je jílek vytrvalý. Tento druh vyniká vysokým výnosem hmoty se zajištěnou vysokou stravitelnosti píce. Využívá se k výrobě siláže i pro pastvu. Jeho pěstování je však omezeno na mírnější a stabilnější klimatické podmínky. V těchto podmínkách se zasévá buď v monokulturách nebo jednoduchých směsích s jetelem plazivým, jetelem lučním nebo jinými druhy jílku.

Původním cílem při šlechtění odrůd festulolium bylo přenesení vysoké kvality píce z jílku vytrvalého a ostatních zemědělsky využívaných druhů jílků do jednotlivých druhů kostřav a zvýšit tak kvalitu píce v oblastech, kde se jílkům z důvodu drsnějších podmínek příliš nedaří například do zemí střední, východní a severní Evropy.

V dnešní době klimatických změn se šlechtitelé zaměřují na opačný cíl. Přenést schopnosti kostřav růstu v méně příznivých klimatických podmínkách do jednotlivých druhů jílků a umožnit tak i nadále jejich využití v měnících se podmínkách západní Evropy. Je to zejména schopnost odolávat suchu z důvodu tvorby hlubšího kořenového systému, který je schopen získat vodu z hlubších vrstev půdy nebo omezení výdeje vody z listů a zlepšení hospodaření se získanou vodou v rostlině. Dalším důležitým znakem přenášeným z kostřav je efektivita využití živin, zejména dusíku tz. „low input“. Nižší dávky hnojení průmyslovými hnojivy nebo pěstování odrůd festulolium ve směsích s jetelovinami umožní snížení ekologické zátěže zemědělské krajiny.

Další efektivní šlechtění mezirodových hybridů Festulolium společně s rychlým rozvojem poznatků molekulární genetiky je jednou z cest, jak zareagovat na měnící se klimatické podmínky naší planety a udržet výrobu píce pro výživu hospodářských zvířat na vysoké úrovni.


Festulolium Betria


 

Článek zpracoval: Ing. Vladimír Černoch, Šlechtitel DLF Seeds s.r.o.

 

Zajímá Vás více? Jsme zde pro Vás!
Stačí nám napsat a my už se postaráme o to, aby náš poradce či prodejce Vaši zprávu dostal a komunikoval s Vámi.
office@dlf.cz
PORADENSTVÍ
PRODEJ

Ještě jste se nepřihlásili k odběru našeho ZPRAVODAJE/NEWSLETTERU?
Můžete tak učinit ZDE:
 
PŘIHLÁSIT SE