Kvasny Prum. 2010; 56(3): 118-122 | DOI: 10.18832/kp2010015

Možnosti hodnocení tolerance odrůd ječmene k suchu.Recenzovaný článek

Ludmila HOLKOVÁ, Lucie MELIŠOVÁ, Marta BRADÁČOVÁ, Pavlína MIKULKOVÁ, Jaroslava EHRENBERGEROVÁ
Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství, Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno

Šlechtění odrůd tolerantních vůči suchu je stále důležitější z hlediska zlepšení výnosů a zdravotního stavu rostlin zvláště u hospodářsky významných plodin. Je založeno na hodnocení a účinné selekci tolerantních genotypů. Hodnocení citlivosti rostlin vůči suchu však není jednoduché, vzhledem ke komplexnímu charakteru této vlastnosti. Cílem této práce bylo porovnat stresové reakce pěti různě citlivých genotypů ječmene (Tadmor, Malz, Amulet, Bojos a Jersey) vystavených stresu suchem pomocí molekulárně biologické metody založené na hodnocení aktivity dvou dehydrinových genů (Dhn1 a Dhn4) a ověřit účinnost této metody nejen v laboratorních podmínkách, ale i v nádobovém pokusu, kdy byla regulována pouze zálivka. Přesnější hodnocení bylo prováděno na rostlinách pěstovaných v kultivačním boxu hydroponicky v podmínkách fyziologického sucha (-0,3 MPa). Transkripční aktivita obou genů byla hodnocena v průběhu 14 dnů ve vzorcích z listových tkání v závislosti na citlivosti vůči stresovým podmínkám. U tolerantnějších genotypů (Tadmor a Malz) byla zaznamenána nižší ztráta vody z pletiv a vyšší exprese obou genů. Srovnatelné výsledky pro jednotlivé odrůdy byly získány i v nádobovém pokusu. Opět se projevila závislost mezi aktivitou těchto genů a citlivostí odrůd k suchu, zvláště ve fázi metání a plnění zrna. U testovaného souboru odrůd byla dále hodnocena aktivita obou genů v závislosti na působení exogenně aplikovaného fytohormonu ABA. Ukázalo se, že tímto fytohormonem byla aktivována exprese pouze genu Dhn4 a výrazné zvýšení jeho exprese bylo pozorováno pouze u odrůdy Malz. Srovnáním výsledků ze všech tří experimentů jsme ověřili nejen vhodnost použití této metody jako nástroje pro stanovení tolerance ječmene vůči suchu, ale u tolerantnějších odrůd Tadmor a Malz jsme zaznamenali dva odlišné mechanismy aktivace stresových obranných reakcí, které by mohly být způsobeny rozdílnou mírou zapojení fytohormonu ABA v jejich regulaci.

Klíčová slova: tolerance vůči suchu, Dhn geny, ABA, ječmen

Vloženo: 15. listopad 2009; Přijato: 18. leden 2010; Zveřejněno: 1. březen 2010 

Reference

  1. Teulat, B., Merah, O., Sirault, X., Borries, C., Waugh, R. and This, D.: QTLs for grain carbon isotope discrimination in field-grown barley. Theor Appl Genet 106, 2002, 118-126. Přejít k původnímu zdroji...
  2. Cattivelli, L., Rizza, F., Badeck, F. W., Mazzucotelli, E., Mastrangelo, A. M., Francia, E., Mare, C., Tondelli, A. and Stanca, A. M.: Drought tolerance improvement in crop plants: an integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research 105, 2008, 1-14. Přejít k původnímu zdroji...
  3. Chloupek, O., Foerster, B. P. and Thomas, W. T.: The effect of semidwarf genes on root system size in field-grown barley. Theoretical and Applied Genetics 112, 2006, 779-786. Přejít k původnímu zdroji...
  4. Szira, F., Balint, A. F., Borner, A. and Galiba, G.: Evaluation of Drought-Related Traits and Screening Methods at Different Developmental Stages in Spring Barley. J. Agronomy & Crop Science 194, 2008, 334-342. Přejít k původnímu zdroji...
  5. Nakashima, K., Ito, Y., and Yamaguchi-Shinozaki, K.: Transcriptional Regulatory Networks in Response to Abiotic Stresses in Arabidopsis and Grasses. Plant Physiology 149, 2009, 88-95. Přejít k původnímu zdroji...
  6. Campbell, S. A. and Close, T. J.: Dehydrins: genes, proteins and associations with phenotypic traits. New Phytologist 137, 1997, 61-74. Přejít k původnímu zdroji...
  7. Kosová, K., Holková, L., Prášil, I. T., Prášilová, P., Bradáčová, M., Vítámvás, P. and Čapková, V.: Expression of dehydrin 5 during the development of frost tolerance in barley (Hordeum vulgare) Journal of Plant Physiology 165, 2008, 1142-1151. Přejít k původnímu zdroji...
  8. Surprunova, T., Krugman, T., Fahima, T., Chen, G., Shams, I., Korol, A. and Nevo, E.: Differential expression of dehydrin genes in wild barley, Hordeum spontaneum, associated with resistance to water deficit. Plant, Cell and Environment 27, 2004, 1297-1308. Přejít k původnímu zdroji...
  9. Park, S. Y., Noh, K. J., Yoo, J. H., Yu, J. W., Lee, B. W., Kim, J. G., Seo, H. S. and Peak, J. G.: Rapid Upregulation of Dehydrin3 and Dehydrin4 in response to Dehydration is a Characteristic of Drought-Tolerant Genotypes in Barley. Journal of Plant Biology 49, 2006, 455-462. Přejít k původnímu zdroji...
  10. Murashige, T., Skoog, F.: A revised medium for rapid growth and bioassays with tabacco tissue cultures. Physiol. Plant 15, 1962, 473-497. Přejít k původnímu zdroji...
  11. Jones, H. G.: Use of thermography for quantitative studie soft spatial and tempoval variation of stomatal conductance over leaf surfaces. Plant, Cell and Environment 22, 1999, 1043-1055. Přejít k původnímu zdroji...
  12. Pfaffl, M.: A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR. Nucleic Acids Res. 29, 2001, 166-222. Přejít k původnímu zdroji...
  13. Holková, L., Prášil, I. T., Bradáčová, M., Vítámvás, P., and Chloupek, O.: Screening for frost tolerance in wheat using the expression of dehydrin genes Wcs120 and Wdhn13 at 17 °C. Plant Breeding 128, 2009, 420-422. Přejít k původnímu zdroji...
  14. Mikulková, P., Holková, L., Hronková, M., Klemš, M. and Bradáčová, M.: Efficiency of differential laboratory methods for selection of drought tolerant barley genotypes, Suppl Cereal Research Communications 37, 2009, 277-280.

Zpět na obsah