Výběr nejvhodnějších klonů odrůdy Velkopavlovická a jejich genetická variabilita.

Ing. Martin Mészáros

Doctoral thesis

The selection of the most suitable clones of variety ´Velkopavlovická´ and their genetical variability.

Abstract:

Cílem této práce bylo zhodnotit vybranou skupinu 26 klonů odrůdy meruněk 'Velkopavlovická' a vybrat nejlepší klony a sublkony pro pěstitelskou praxi v podmínkách jižní Moravy. Vedle klasických přístupů hodnocení pomocí pomologických a biologických vlastností, využívaných v dosavadních selekčních pracích, bylo v práci za cíl ověřit některé méně známé, starší i novější metodické postupy pro hodnocení relevantních vlastností klonů. Pro hodnocení klonů byly použity biologické a pomologické vlastnosti meruněk popsaných v deskriptoru. Klony byly podrobeny molekulárně genetickému studiu s cílem zjistit genetickou příbuznost spojenou s hledáním možnosti rozlišení jednotlivých klonů. V práci byla hodnocena květní morfologie a její vliv na plodnost hodnocených klonů. V rámci morfologie klonů byla hodnocena tvorba plodných výhonů podle jejich délky, jejich morfologická stavba, schopnost nasazovat generativní orgány a jejich životnost pomocí moderních metod hodnocení. Fyziologický stav klonů byl hodnocen pomocí kalorimetrie. Na konec byla použita rozšířená metoda hodnocení zdravotního stavu klonů pomocí molekulární identifikace přítomných patogenů a biochemické analýzy obranné reakce v souvislosti s výskytem patogenů způsobujících předčasné uhynutí. Pro zpracování dat byly použity testy ANOVA, X2, Mantel test. Pro hodnocení klonů bylo vybrano 11 biologických a pomologických znaků. Jedná se o znaky: 1. výskyt předčasného hynutí, 2. poškození kmínků nekrózami, 3. výskyt patogenu Gnomonia erythrostoma, 4. násada květů, 5. násada plodů, 6. plodnost, 7. specifická plodnost, 8. termín kvetení, 9. hmotnost plodů, 10. šířka plodů, 11. relativní podíl hmotnosti pecky k celkové hmotnosti plodu. Pomocí molekulárně genetické studie S-SAP bylo možné klony odrůdy 'Velkopavlovická' částečně rozlišit do 5 skupin na základě přítomných polymorfních lokusů na bázi transpozonů. Pomocí molekulárně genetických metod S-SAP a AFLP společně s nedávno publikovanou metodou navrženou na základě iPBS sekvencí byly zjištěny podobné výsledky v rozdělení hodnocených klonů. Zjištěné rozdíly v květní morfologii klonů naznačují nestabilitu pořadí klonů v počtu jednotlivých květních orgánů jako i podstatně nižší výskyt v počtu anomálií v květní morfologii naproti dosavadním zkušenostem. Na základě získaných poznatků se vzpomínaná metoda jeví spíše jako neperspektivní. Hodnocení morfologické stavby polokosterních větví s ohledem na tvorbu jednotlivých typů plodných výhonů, jejich plodnosti a životnosti poskytlo poměrně bohaté informace o morfologické struktuře klonů a je vhodnou metodou pro jejich hodnocení v klonové selekci. Rozdíly mezi klony byly zjištěny ve znacích průměrného počtu generativních orgánů na krátkých a středně dlouhých plodných výhonech a jejich rozmístění na plodných výhonech podél hlavní osy polokosterních větví. Fyziologické vlastnosti dospělých jedinců hodnocených klonů v polních podmínkách se pomocí použité metody čistého výkonu asimilace jeví z hlediska interpretace jako komplikované a jeho případná využitelnost je závislá na dalším výzkumu. Výzkum přítomnosti patogenů molekulárními metodami PCR potvrzuje významný výskyt patogenů ESFY a Cytospora cincta v pletivech hodnocených klonů. Uvedené patogeny se pravděpodobně nejvíce podílejí na předčasném hynutí meruněk. Mezi biochemické markery zdravotního stavu je pravděpodobně možné zařadit obsah kyseliny salicylové a počet kopií transkriptu genu kódujícího beta-1,3-glukanázu a genu Pru ar1. Výsledky biochemického rozboru látek spojovaných s obrannou reakcí naznačují možnost hodnocení zdravotního stavu s ohledem na předčasný úhyn meruněk pomocí použ

Abstract:

itých markerů v terénních podmínkách. Jejich využitelnost pro klonovou selekci však vyžaduje další výzkum. Na základě výsledků biologických a pomologických vlastností se klony LE-108, LE-111, LE-120 a M.72A jeví jako nejperspektivnější z hodnocené skupiny klonů. Jako nejlepší subklony je možné doporučit následující jedince: klon LE-120 - strom 36 (1. řádek výsadby), klon M.72A - stromy 26, 37 a 49 (8. řádek výsadby), klon LE-108 stromy 28 a 29 (3. řádek) a klon LE-111 strom 27 (6. řádek).

Abstract:

The aim of this work was to evaluate choosen group of 26 clones of apricot variety 'Velkopavlovická' and to select the best clone and subclone for growers in south Moravia. Beside of classical pomological and biological evaluation characteristics the objective was to verify some older as well as newer, less known methods for evaluation of relevant characteristics of clones. Descriptors for choosen biological and pomological characters were used for the evaluation of clones. The clones were analysed with molecular genetic methods to establish the genetic relationship and to search for the possibilities of distinguishing them. The floral morphology and its influence on bearing of the clones was evaluated in this work. Formation of bearing shoots according to their lenght, their morphological conformation, bearing potential and their longevity were evaluated using modern methods. The physiological performance was evaluated using calorimetry. After all, the health of the clones was studied by molecular identification of present patogens and biochemical aspects of plant defense response against patogens related to precocious dieback of apricots. For the data processing ANOVA, X2, Mantel tests were used. For the evaluation of clones, following 11 biological and pomological characteristics were assessed: 1. precocious dieback occurence, 2. stem necrotic injuries, 3. patogen occurence of Gnomonia erythrostoma, 4. flower set, 5. fruit set, 6. bearing, 7. yield efficiency , 8. flowering date, 9. fruit weight, 10. fruit width, 11. relative rate of the stone to whole fruit weight. Evaluation of genetic relationship using molecular genetic methods S-SAP offereds the possibility of parcial distinction of 'Velkopavlovická' clones to 5 groups based on the transposonal polymorphic loci. Molecular genetic methods AFLP, S-SAP and iPBS provided similar profiles of the evaluated clones and genotypes. Differences in floral morphology shows low ranking stability in the number of each floral organs of those clones and their considerably lower occurence in contrast to the current experience. Based on this results, this method seems to be not perspective for clonal selection. The evaluation of morphological structure of bearing shoots, their bearing and longevity gives many informations about the morphological structure of the clones and it seems to be a perspective method for clonal selection. Differences between the clones were found in the high number of generative organs on short shoots, medium shoots and their distribution along the central axis of scaffold branches. The physiological characteristics of adult idividuals of evaluated clones using net asimilation rate seems to be hard to interpret and its use in clonal selection need fruther research. Research of patogen presence using PCR method shows significant presence of ESFY and Cytospora cincta in the tissues of evaluated clones. Those patogens were most likely related to the precocious dieback of apricots. Salycilic acid and the number of transcript copies of the beta-1,3-glucanase and gene expresion of Pru ar1 markers are most likely associated with plant defense of apricots. Based on results of biochemical analysis of the substances assosiated with plant defense the possibility to evaluate plant health of apricots considering precocious dieback with help of used markers in field conditions can be suggested. There use for clonal selection need fruther researche. The best clones LE-108, LE-111, LE-120 and M.72A of variety 'Velkopavlovická' seems to be the most promising from the evaluated group of clones. As the best subclones following individuals were choosen: clone LE-120 - tree 36 (1. row), clon M.72A - trees 26, 37 a 49 (8. row), clon LE-108 trees 28 a 29 (3. row) and clon LE-111 tree 27 (6. row).

Keywords

S-SAP, MTG, meruňky, PR-proteiny, čistý výkon asimilace, květní morfologie

Keywords

floral morphology, net asimilation rate, PR-proteins, apricots, S-SAP, MTG

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 11. 2014

Thesis defence

• Supervisor: prof. Dr. Ing. Boris Krška

Mendel University in Brno

Faculty of Horticulture

Doctoral programme / field:
Horticultural Engineering / Horticulture