Kvasny Prum. 2003; 49(7-8): 191-199 | DOI: 10.18832/kp2003015

Základní principy šlechtění sladovnického ječmene (část 2).Recenzovaný článek

Ivan LANGER
SELGEN, a. s., Šlechtitelská stanice Stupice, 250 84 Sibřina

Článek shrnuje současné poznatky o šlechtění sladovnického ječmene. První část je po stručném popisu ječmene Hordeum vulgare ssp. vulgare, jeho genové charakteristiky a chromosomové mapy zaměřena na proces šlechtění. Jsou popsány historické i současně užívané konvenční postupy šlechtění (rodokmenová metoda, metoda hromadně-populační, metoda populačně-rodokmenová a metoda raného zkoušení výnosu) s jejich výhodami i negativními stránkami. Druhá část článku se nejprve zabývá strategií výběru na jednotlivé znaky (výnos, agronomické vlastnosti, odolnost proti chorobám, sladovnická jakost), Každý znak je stručně charakterizován a uvedena vhodná metoda výběru. Následuje popis moderních metod šlechtění, založených na molekulární genetice (využití molekulárních markerů a transgenoze).

Klíčová slova: ječmen, šlechtění, kvalita

Zveřejněno: 1. červenec 2003 

Reference

  1. Smith, D. C.: Plant breeding: Development and success. In: Frey, K. J. (ed.), Plant breeding, Iowa State University Press, Ames, Iowa 1966: s. 3.
  2. El Rabey, H., Salamini, F.: Domestication history of barley (H. vulgare) and phylogenetic relationships in the genus Hordeum. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia 2000, Vol. I.,s. 32.
  3. Lekeš, J.: Šlechtění obilovin na území Československa. Brázda, 1997, 279 s.
  4. FAO 2003: http://www.FAP.org.
  5. GRIN Database: http://www.ars-grin.gov
  6. Psota,V., Kosař, K.:Ukazatel sladovnické jakosti. Kvasny Prum. 48, 2002, s.142. Přejít k původnímu zdroji...
  7. Psota, V.: Komise pro hodnocení kvality odrůd sladovnického ječmene. Kvasny Prum 49, 2003, s.73. Přejít k původnímu zdroji...
  8. Anashenko, B. Z.: Estimation of parental value for varieties used in plant breeding. Plant Breeding 117, 1998, s.131. Přejít k původnímu zdroji...
  9. Nader-Mahmoudi, K., Haghparast, R.: Utilization of cluster and discriminant analysis for parents selection in barley. In: Al Slinkard et al. (eds.), VII. International Barley Genetics Symposium, University of Saskatchewan, University Extension Press 1996, Vol.2: s.538.
  10. Thomas, W. T. B., Ellis, R. P.: Cross prediction in winter barley. In: Munck, L. (ed.), VI. International Barley Genetics Symposium, Helsingborg, Muskgaard Int. Publishers, Copenhagen 1991, Vol. I.: s. 352.
  11. Weber, W. E.:Selektionsstrategien in der Getreidezüchtung, Kühn-Archiv 88, 1994, s.140.
  12. Sneep, J., Hendriksen, A.J.T.:Plant breeding perspectives.A simplified method of bulk and pedigree selection. PUDOC, Wageningen 1979 s.160.
  13. Broughton, S., Gilmour, R.F.: Production and utilisation of barley doubled haploids in the Western Australian Barley Improvement Program. In: Al Slinkard et al. (eds.), VII. International Barley Genetics Symposium, University of Saskatchewan, University Extension Press 1996, Vol.2 s. 461.
  14. Davies, P. A., Morton, S.: The relative efficiency of isolated microspore culture and anther culture for doubled haploid production. In: Al Slinkard et al. (eds.), VII. International Barley Genetics Symposium, University of Saskatchewan, University Extension Press 1996, Vol.2, s. 472.
  15. Pickering, R.A., Morgan, P.W.: Plant regeneration from cultured embryos derived from Hordeum vulgare L. pollinated with H. bulbosum L. Euphytica 32, 1983, s. 585. Přejít k původnímu zdroji...
  16. Hallauer, A. R.: Selection and breeding methods. In: Frey, K. J. (ed.), Plant Breeding II., Iowa State University Press, Ames 1979, s. 3
  17. Stoskopf, N. C., Reinbergs, E.: Breeding for yield in spring cereals.Canad.J.Plant Sci. 46, 1966, s. 513. Přejít k původnímu zdroji...
  18. Minařík, F.: Šlechtění na produkční potenciál. In: Ječmen, Státní zemědělské nakladatelství Praha, 1985, s.80.
  19. Stoy, V.: The storage and re-mobilization of carbohydrates in cereals.In:Crop physiology and cereal breeding. Eucarpia, PUDOC, Wageningen 1979, s. 55.
  20. Hay, R. K. M.: Harvest index: a review of its use in plant breeding and physiology. Annals Appl. Biol. 126, 1995, s. 197. Přejít k původnímu zdroji...
  21. Arnau, G., Monneveux, P.: Physiology and genetics of terminal water stress tolerance in barley. J. Genet. Breed. 49, 1995, s. 327.
  22. Karsai, I. et al.: Multivariate analysis of traits determining adaptation in cultivated barley. Plant Breeding 120, 2001 s. 217. Přejít k původnímu zdroji...
  23. Karamanos, A.J., Papatheohari, A.Y.:Assessment of drought resistance of crop genotypes by means of the water potential index. Crop Sci. 39, 1999, s. 1792. Přejít k původnímu zdroji...
  24. Žofajová, A., Mužík, M.: Hodnotenie tolerancie odrod jarného jačmeňa voči nízkému pH pody. Polnohosp. výroba a skušobníctvo 5, 1997, s. 11.
  25. Brown, A. H. D. et al.: Wild barley (Hordeum vulgare ssp. spontaneum) as a source of disease resistance for barley breeding. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia 2000 Vol. I, s.56.
  26. Koga, H. et al.: Characteristic cellular responses as expression of genes for resistance to Erysiphe graminis f. sp. hordei in barley.Phytopathology 73, 1983, s.907. Přejít k původnímu zdroji...
  27. Pickering, R. A. et al.: The transfer of a powdery mildew resistance gene from Hordeum bulbosum L. to barley (H. vulgare L.) chromosome 2. Theoret. Appl. Genet. 91, 1995, s. 1288. Přejít k původnímu zdroji...
  28. Dreiseitl, A., Bockelman, H. E.: Investigation of the wild barley germplasm collection for powdery mildew resistance.In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia 2000, s. 72
  29. Vanderplank, J.E.:Specificity, interaction and additivity in host pathogen system. Plant Pathol. 37, 1988, s. 165. Přejít k původnímu zdroji...
  30. Newton, A. C., Andriavon, D.: Assumptions and implications of current gene-forgene hypotheses.Plant Pathol.44, 1995, s. 607. Přejít k původnímu zdroji...
  31. Skou, J. P. et al.: Comparative studies on callose formation in powdery mildew compatible and incompatible barley.Phytopath. Z. 109, 1984, s.147. Přejít k původnímu zdroji...
  32. Schwarzbach, E.: Epidemiologické aspekty genu mlo způsobujícího odolnost ječmene k padlí travnímu. Genet. a Šlecht. 33 1997, s. 55.
  33. Jahoor, A., Fischbeck, G.: Identification of new genes for mildew resistance of barley at the Mla locus in lines derived from Hordeum spontaneum. Plant Breeding 110, 1993. s. 116. Přejít k původnímu zdroji...
  34. Dreiseitl, A.:Perspektivy využití genu Pa7 ve šlechtění ječmene na odolnost vůči rzi ječné. Zpravodaj šlechtitelů a semenářů 6, 1988.
  35. Pickering, R. A. et al.: Association of leaf rust and powdery mildew resistance in a recombinant derived from a Hordeum vulgare x H. bulbosum hybrid.Plant Breeding 117, 1998, s. 83. Přejít k původnímu zdroji...
  36. Walther, U. et al.: Hordeum bulbosum as a new source of disease resistance:transfer of resistance to leaf rust and mosaic viruses from H. bulbosum into winter barley. Plant Breeding 119, 2000, s. 215. Přejít k původnímu zdroji...
  37. Statler, G. D., Parlevliet, J. E.: Factors related to partial resistance of barley to leaf rust. Phytopathology 77, 1987, s. 549. Přejít k původnímu zdroji...
  38. Sato, K., Takeda, K.: Sources of resistance to net blotch in barley germplasm. In:Toward enhanced and sustainable agricultural productivity. Society for the Advancement of Breeding Researches in Asia and Oceania, 1994, s. 37.
  39. Cselny, L. et al.: Inheritance of resistance to Rhynchosporium secalis in spring barley (Hordeum vulgare L.).Plant Breeding 117, 1998, s. 23. Přejít k původnímu zdroji...
  40. Sachs, E. et al.: Ramularia-Blattflecken (Ramularia collo-cygni Sutton et Waller) an Gerste in Franken (Bayern). Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 50, 1998, s. 307.
  41. Steffenson, B. J.: Fusarium head blight of barley: epidemics, impact, and breeding for resistance. Tech. Q. Master. Brew. Assoc. Am. 35, 1998, s. 177.
  42. Perkowski, J.: Production of mycotoxins in cereals by fungi of the genus Fusarium. Post. Nauk Roln. 242, 1993: s.67.
  43. Vacke, J.: Problematika virů u obilovin.In: Perspektivy některých nových směrů ve šlechtění obilovin. ČMŠSA a VÚRV Praha, 1996 s. 14.
  44. Van Lonkhuijsen, H. L. et al.: Evaluation of a malting barley quality assessment system. J. Am. Soc. Brew. Chem. 56, 1998, s. 7. Přejít k původnímu zdroji...
  45. Horgan, G. W.: The statistical analysis of plant part appearance - a review. Computers and Electronics in Agriculture 31, 2001, s. 169. Přejít k původnímu zdroji...
  46. Black, C., Panozzo, J: Utilizing near infrared spectroskopy for predicting malting quality in whole grain barley and whole grain malt. In: Proc. of the 10th Australian Barley Technical Symposium, 2001, s. 4.
  47. Minařík, F.: Šlechtění na sladovnickou a nutriční hodnotu zrna.In:Ječmen.SZN, Praha, 1985 s. 110.
  48. MacGregor, A.W.:Biochemistry of malting - the way forward. In: 7th Barley Genetics Symposium, Saskatoon, Canada, 1996, s. 1.
  49. MacLeod, L. C.: Breeding barley for malt and beer, In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. I., s. 81.
  50. Thomas, W. T. B.: Molecular marker-assisted versus conventional selection in barleybreeding.In:Slaferetal.(eds.),Barley science. Recent advances from molecular biology to agronomy of yield and quality. Food Product Press, 2002, s. 177.
  51. Langridge, P. et al.: Practical application of marker assisted selection. In: 7th Barley Genetics Symposium, Saskatoon, Canada, 1996, s. 141.
  52. Eathington, S. R. et al.: Usefulness of marker-QTL associations in early generation selection. Crop Sci. 37, 1997, s. 1686. Přejít k původnímu zdroji...
  53. Knapp, S.: Marker-assisted selection as a strategy for increasing the probability of selection superior genotypes. Crop Sci. 38, 1998, s. 1164. Přejít k původnímu zdroji...
  54. Barr, A. R. et al.: Marker assisted selection in theory and practice. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. I., s. 167. Přejít k původnímu zdroji...
  55. Thomas, W.T.B.et al.:Detection of quantitative trait loci for agronomic, yield, grain and disease characters in spring barley. Theor. Appl. Genet. 91, 1995, s. 1307. Přejít k původnímu zdroji...
  56. Spaner, D. et al.: Verification of a quantitative trait locus affecting agronomic traits in two-row barley. Crop Sci. 39, 1999, s. 248. Přejít k původnímu zdroji...
  57. Kjaer, B et al.: Quantitative trait loci for heading date and straw characters in barley. Genome 38, 1995, s.1098. Přejít k původnímu zdroji...
  58. Ellis, R.P.et al.:Mapping physiological traits in barley.New Phytol.137, 1997, s.149. Přejít k původnímu zdroji...
  59. Jahoor, A. et al.: Use of molecular markers in cereal breeding. Genet. a Šlecht. 33, 1997, s. 211.
  60. Molnar, S.J.et al.: Inheritance and RAPD tagging of multiple genes for resistance to net blotch in barley.Genome 43, 2000, s. 224.1 Přejít k původnímu zdroji...
  61. Kolb, F. L. et al.: Host plant resistance genes for Fusarium head blight: mapping and manipulation with molekular markers. Crop Sci. 41, 2001 s. 611. Přejít k původnímu zdroji...
  62. Van Sandorf, S.et al.: Discovery and deployment of molecular markers linked to Fusarium head blight resistance: an integrated system for wheat and barley. Crop Sci. 41, 2001 s. 638. Přejít k původnímu zdroji...
  63. Drechsler, et al.: High-resolution mapping of the Rph16 locus in barley. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. II. s. 95.
  64. Eeckstein P. E. et al.: Identification and development of markers for scald (Rhynchosporium secalis) resistance genes in barley. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. II. s. 101.
  65. Steyer, S. et al.: Evaluation of barley yellow dwarf virus tolerance: a controlled field system compared with a molecular marker test. J. Plant Diseases and Protection 106, 1999, s. 553.
  66. Šíp, V. et al.: Možnosti šlechtění ječmene a pšenice na odolnost k viru žluté zakrslosti ječmene. In: Perspektiva některých nových směrů ve šlechtění obilovin. ČMŠS a VÚRV, Praha, 1966, s. 19.
  67. Graner, A. et al.: Molecular mapping of genes conferring resistance to viral and fungal pathogens. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol.I. s. 45.
  68. Šíp, V. et al.: Detection and molecular indentification of BYDV resistance genes in barley. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. II. s. 175.
  69. Jefferies, S. P. et al.: Marker-assised backcross introgression of the Yd2 gene conferring resistance to barley yellow dwarf virus in barley. Plant Breeding 122, 2003, s. 52. Přejít k původnímu zdroji...
  70. Castro et al.: Pyramiding quantitative trait locus (QTL) alleles determining resistance to barley stripe rust: effects on resistance at the seedling stage. Crop Sci. 43, 2003, s. 651. Přejít k původnímu zdroji...
  71. Henry, R. J. et al.: Marker assisted selection for quality in barley and oat. In: Barley Genetics VII., Proc. of the 7th International Barley Genetics Symposium, Saskatoon, 1996: s.167.
  72. Hayes, P. M., Jones, B. L.: Malting quality from a QTL perspektive. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. I. s. 99. Přejít k původnímu zdroji...
  73. Hayes, P. M. et al.: A summary of published barley QTL reports. http://www.css.orst.edu/barley/nabsmp/gtlsum.htm.
  74. Hartl, L. et al.: QTL-mapping of malting quality parameters in spring barley. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. II. s. 246.
  75. Collins, H. M. et al.: Using QTL mapping to improve our understanding of malt extract. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. II. s. 225.
  76. Marquez-Cedillo, L. A. et al.: QTL analysis of malting quality in the Harrington x Morex cross. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. II. s. 255.
  77. Ayoub, M. et al.: Marker-based selection in barley for a QTL region affecting α-amylase activity of malt. Crop Sci. 43, 2003, s. 556. Přejít k původnímu zdroji...
  78. Han, F. et al.: Mapping of β-glucan content and β-glucanase activity loci in barley grain and malt. Theor. Appl. Genet. 91, 1995, s. 921. Přejít k původnímu zdroji...
  79. Takafumi Kaneko et al.: QTL mapping for enzyme activity and thermostability of β-amylase in barley. Breeding Science 51, 2001, s. 99. Přejít k původnímu zdroji...
  80. Li, C. D. et al.: Mapping of barley (Hordeum vulgare L.) β-amylase alleles in which an amino acid subsitution determines β-amylase isoenzyme type and the level of free β-amylase. J. Cereal Sci. 35, 2002, s. 39. Přejít k původnímu zdroji...
  81. Frisch, M., Melchinger, A. E.: Marker-assisted backcrossing for simultaneous introgression of two genes. Crop Sci. 41, 2001, s. 1716. Přejít k původnímu zdroji...
  82. Frisch, M. et al.: Comparsion of selection strategies for marker-assised backcrossing of a gene.Crop Sci.39, 1999, s.1295. Přejít k původnímu zdroji...
  83. Wan, Y., Lemaux, P.: Generation of large numbers of independent transformed fertile barley plants. Plant Physiol. 104, 1994, s. 37. Přejít k původnímu zdroji...
  84. Jacobsen, J. et al.: Barley transformation breeding:further progress and remaining problems. In: Proc. of the 9th Australian Barley Technical Symposium, 1999, 3 s.
  85. Punja, Z. K.: Genetic engineering of plants to enhance resistance to fungal pathogens - a review of progress and future prospects. Can. J. Plant Pathol. 23, 2001, s. 216. Přejít k původnímu zdroji...
  86. Lemaux, P. G. et al.: Transgenic cereals: Hordeum vulgare L. (barley). In: Molecular improvement of cereal crops, Vasil, I. K. (ed.), Kluwer Academic Publishers, Great Britain, 1999, s. 255. Přejít k původnímu zdroji...
  87. Horvath, H. et al.: Experiences with genetic transformation of barley and characteristics of transgenic plants. In: Slafer et al. (eds.), Barley science. Recent advances from molecular biology to agronomy of yield and quality, Food Product Press, 2002, s.143.
  88. Lörz, H. et al.:Transgenic barley - a journey with obstacles and milestones. In: Barley Genetics VIII., Proc. of the 8th International Barley Genetics Symposium, Adelaide University, South Australia, 2000, Vol. I. s. 189.
  89. Dahleen, L. S. et al.: Transgenic approaches to combat fusarium head blight in wheat and barley. Crop Sci. 41, 2001, s. 628. Přejít k původnímu zdroji...
  90. Gianessi, L. P. et al.: Plant biotechnology: Current and potential impact for improving pest management in U. S. agriculture. Fungal resistant barley, 14 s.
  91. Muehlbauer, G. J., SMITH, L.: Developing transgenic barley carrying antifugal protein genes. Barley Newsletter 42, 1998: http://wheat.pw.usda.gov/ggpages//BarleyNewsletter.
  92. Nuutila, A. M. et al.: Expression of fungal thermotolerant (1,3-1,4)-beta-glucanase in transgenic barley seeds during germination. ARS USDA, 1999, http://www.nal.usda.gov/ttic/tektran.
  93. Wong, J. H. et al.: Transgenic barley grain over-expressing wheat thioredoxin h shows improved germination properties. American Society of Plant Biologists, Plan Biology, 2000: http://rycomusa.com/aspp2000/public/P24/0978.html.
  94. Harwood, W. A. et al.:The performace of transgenic barley lines in a UK field trial. Barley Genetics Newsletter 29, 1999, 5 s.
  95. Bregitzer, P., Halbert, E.: Field performance of transgenic barley (Hordeum vulgare L.) containing coat protein sequences from the barley yellow dwarf virus. In: Plant Genome III. Conference, San Diego, 1995, 1 s.
  96. Miflin, B. J.: Crop biotechnology: Where now? Plant Physiology 123, 2000, s.17. Přejít k původnímu zdroji...
  97. Sommerville, C.:The genetically modified organism conflict.Plant Physiology 123, 2000, s.1201. Přejít k původnímu zdroji...
  98. Wolfenbarger, L. L., Phifer, P. R.: The ecological risks and benefits of genetically engineered plants. Science 290, 2000, s. 2088. Přejít k původnímu zdroji...
  99. Prakash, C. S.: The genetically modified crop debate in the context of agricultural evolution. Plant Physiology 126, 2001, s. 8. Přejít k původnímu zdroji...

Zpět na obsah