Rezistence jabloní vůči Venturia inaequalis, původci strupovitosti jabloně

Petr Strouhal

Bachelor's thesis

Resistance of Apples against Venturia inaequalis Causing Apple Scab

Abstract:

Jablka patří mezi nejvýznamnější ovocný druh pěstovaný v mírném pásmu. Stejně jako většina pěstovaných botanických druhů je jabloň domácí (Malus domestica Borkh.) napadána celou řadou patogenů. Strupovitost jabloně, způsobená houbovým patogenem Venturia inaequalis (Cooce) G. Winter, patří z celosvětového hlediska k nejzávažnějším chorobám jabloní. Chemická ochrana, která je v intenzivních sadech založena na aplikaci až 20 ošetření za vegetaci, představuje finančně nákladné vstupy při produkci jablek. Pěstování odrůd jabloní rezistentních vůči strupovitosti je součástí integrované ochrany a představuje tak jednu z možností, jak eliminovat negativní dopady používání fungicidů na kvalitu jablek i na životní prostředí a přitom produkovat kvalitní a dobře prodejné ovoce. Proto je cílem bakalářské práce vypracování studie zaměřené na problematiku genetických mechanismů rezistence jabloní vůči strupovitosti. Šlechtění rezistentních odrůd jabloní vychází ze dvou genetických principů. Prvním principem je polygenně determinovaná rezistence, které je obvykle rasově nespecifická a trvalá. Donory této rezistence jsou však obtížně definovatelné a šlechtitelský proces je výrazně pomalejší. Druhou z možností je rasově specifické rezistence řízená některým z Rvi majorgenů. Doposud bylo popsáno 18 různých Rvi genů a jejich donorů. Nicméně v rezistentním šlechtění jsou využívány zejména geny Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6 a Rvi10, přičemž naprostá většina rezistentních odrůd nese pouze gen Rvi6. První odrůdy s rezistencí na bázi genu Rvi6 byly vyšlechtěny v 70. letech 20. století v USA. Počátky českého rezistentního šlechtění spadají do 90. let 20. století. V České republice bylo od roku 1980 vytvořeno několik desítek rezistentních odrůd, a to zejména díky šlechtitelským programům Stanice šlechtění jabloně na rezistenci k chorobám Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR, v.v.i. ve Střížovicích a Výzkumného a šlechtitelského ústavu ovocnářského Holovousy s.r.o. Většina moravských a slezských sadařů uvádí pěstování alespoň jedné rezistentní odrůdy. Nicméně z údajů Českého statistického úřadu je patrné, že v letech 2012–2016 došlo k výraznému poklesu pěstitelských ploch dvou nejběžnějších rezistentních odrůd Topaz a Rubinola. Příčinou může být prolomení rezistence řízené genem Rvi6, výsadba dalších rezistentních odrůd na výrazně menších plochách nebo nižší kvalita plodů rezistentních odrůd. Vznik nových ras houby ovlivnil šlechtitelské strategie tak, že šlechtitelskými cíli jsou rezistentní odrůdy s pyramidizací několika majorgenů a s polygenně determinovanou odolností.

Abstract:

Apples belong to the most important fruit species grown in a temperate zone. Like most cultivated botanical species, the domestic apple (Malus dometica Borkh.) is attacked by a number of pathogens. Apple scab caused by fungal pathogen Venturia inaequalis (Cooce) G. Winter belongs to the world's most important diseases of the apples. Chemical protection, which is based on the application of up to 20 treatments per vegetation in intensive orchards, represents a costly entry into the production of apples. Growing of apple scab resistant varieties is part of integrated plant protection and it is one of the ways to eliminate the negative effects of fungicides use on apple quality and on the environment and simultaneously produce quality and well-sold fruit. Therefore, the aim of the bachelor thesis is to elaborate a study focused on the issue of genetic mechanisms of resistance of apples to scab. The breeding of resistant apple varieties is based on two different genetic principles. The first principle is polygen-determined resistance, which is usually racially unspecific and persistent. However, donors of this resistance are difficult to define and the breeding process is significantly slower. Another option is racially-specific resistance controlled by some of the Rvi majorogens. Up to now, 18 different Rvi genes and their donors have been described. However, in apple resistant breeding, genes Rvi2, Rvi4, Rvi5, Rvi6 and Rvi10 are mainly used. But most of resistant varieties carry only gene Rvi6. The first varieties with resistance based on gene A were bred in the 1970s in the USA. In the Czech Republic, several dozen resistant varieties have been produced since 1980, mainly due to breeding programs in Station of apple breeding for disease resistence Institute of Experimenta Botany AS CR in Strizovice and in Research and Breeding Institute of Pomology. Holovousy Ltd. Most Moravian and Silesian farmers indicate the cultivation of at least one resistant variety. Nevertheless, it is clear from the data of the Czech Statistical Office that between 2012 and 2016 there was a significant decrease in the area of the two most common resistant varieties Topaz and Rubinola. The cause of this fact may be the breakdown of Rvi6 gene controlled resistance, the planting of other resistant varieties on significantly smaller areas, or lower fruit quality of resistant varieties. The occurrence of new V. inaequalis races has influenced the breeding strategies so that the breeding targets are resistant varieties with pyramidation of several majorgenes and polygenic resistance mechanism to scab.

Keywords

strupovitost jabloně, jabloň, rezistence, Rvi geny, šlechtění, prolomení rezistence

Keywords

apples, Rvi genes, resistance, breeding, apple scab, resistence breakdown

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Ivana Šafránková, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Bachelor programme / field:
Agrobiology / General Agriculture