Postepy nauk rolniczych - Instytucja Naukowa - Polska Akademia ...
Postepy nauk rolniczych - Instytucja Naukowa - Polska Akademia ...
Postepy nauk rolniczych - Instytucja Naukowa - Polska Akademia ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Postepy</strong> ˛<br />
<strong>nauk</strong><br />
<strong>rolniczych</strong><br />
6/2007<br />
<strong>Polska</strong> <strong>Akademia</strong> Nauk<br />
Wydział Nauk<br />
Rolniczych, Leśnych<br />
i Weterynaryjnych<br />
Dwumiesięcznik<br />
nr 331 rok 59
Rada Redakcyjna<br />
A. Grzywacz (przewodnicz¹cy),<br />
Z. Gertych, J. Haman, T. Krzymowski, J.J. Lipa<br />
A. Rutkowski, F. Tomczak, M. Truszczyñski, J. Wilkin<br />
Redakcja<br />
A. Horuba³a (redaktor naczelny),<br />
J. Buliñski, T. Brandyk, A. Gawroñska-Kulesza, W. Józwiak,<br />
J. Zimny, T. ¯ebrowska,<br />
R. Suska (sekretarz redakcji)<br />
Adres Redakcji<br />
00-901 Warszawa, Pa³ac Kultury i Nauki, pokój 2102<br />
tel. 826-05-87, 656-60-17<br />
e-mail: Wydzial5@pan.pl<br />
Wydanie publikacji dofinansowane przez Mimisterstwo Nauki i Szkolnictwa Wy¿szego.<br />
Opracowanie redakcyjne, korekta i sk³ad — Danuta Borecka<br />
PL ISSN 0032-5547<br />
Nak³ad 200 egz. Ark. wyd. 8,25. Ark. druk. 7,75.<br />
Sk³ad — DABOR 02-795 Warszawa ul. Kazury 22/27,<br />
tel. 0 22 649-18-99, 600-37-29-29<br />
Druk — Warszawska Drukarnia <strong>Naukowa</strong> PAN,<br />
00-656 Warszawa ul. Œniadeckich 8, tel./faks 0 22 628 87 77
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 3–13<br />
Sk³ad chemiczny roœlin,<br />
zmiany klimatu a pojawy szkodników<br />
Jan Boczek<br />
Katedra Entomologii Stosowanej<br />
Szko³a G³ówna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie<br />
Nowoursynowska 166, 02-787 Warszawa<br />
e-mail: boczek@sggw.pl<br />
S³owa kluczowe: zmiany klimatu, szkodniki roœlin, metabolity roœlin, stresy<br />
Wstêp<br />
Za g³ówn¹ przyczynê, co najmniej w 90%, ocieplania siê naszego klimatu uwa¿a<br />
siê dzia³alnoœæ cz³owieka. W ostatnich 150 latach nasza populacja siê pomno¿y³a.<br />
W tym czasie temperatura na ziemi wzros³a o 0,5°C, a zawartoœæ CO2 w atmosferze<br />
o 30%. Dalszy wzrost o 1–2°C spowoduje pustynnienie ca³ych kontynentów, niedobór<br />
wody, g³ód. Do 2100 roku temperatura planety mo¿e siê podnieœæ nawet o 6°C. Za<br />
50 lat nie bêdzie ju¿ ropy, a populacja ludzka mo¿e osi¹gn¹æ 8–9 miliardów. Paliwa<br />
kopalne daj¹ dziœ na œwiecie 80% zu¿ywanej energii. Nasz przemys³ (udzia³ w emisji<br />
gazów 50%), komunikacja (15%), rolnictwo (20%), a nawet nasze urz¹dzenia domowe<br />
emituj¹ CO2,SO2,CH4 (plantacje ry¿u, ¿o³¹dki prze¿uwaczy), N2O (nitryfikacja<br />
i denitryfikacja) i freony wykorzystywane w lodówkach. Gazy te, a tak¿e sadza,<br />
niszcz¹ pow³okê ozonow¹ wywo³uj¹c efekt cieplarniany. Niektóre z tych gazów, SO2<br />
iNO2, wp³ywaj¹ na fizjologiczne i ekologiczne procesy roœlin, a to mo¿e oznaczaæ<br />
okreœlone konsekwencje dla ¿eruj¹cych na nich fitofagów [29]. Ponadto wycina siê<br />
lasy i spala drewno, co powoduje wzrost stê¿enia CO2 i prowadzi do pustynnienia<br />
zbiorowisk roœlinnych i susz.<br />
Niektórzy uwa¿aj¹ jednak, ¿e mamy na ziemi powtarzaj¹ce siê co pewien czas<br />
cykle klimatyczne. Obecnie wchodzimy w cykl o wy¿szej temperaturze rocznej.<br />
Mo¿e siê to wi¹zaæ z intensywnoœci¹ promieniowania s³onecznego, a mo¿e tak¿e<br />
z nachyleniem ziemskiej osi do p³aszczyzny orbity czy stopniem sp³aszczenia orbity<br />
lub erupcjami wulkanów. Topniej¹cy lód lodowców zmniejsza jasnoœæ powierzchni<br />
ziemi, powoduje, ¿e absorbuje ona wiêcej ciep³a s³onecznego, a to przyspiesza dalsze<br />
topnienie lodów. Temperatura w Alpach zmienia³a siê w ci¹gu ostatniego wieku
4 J. Boczek<br />
w rytm zmian aktywnoœci s³oñca. Lata 2005 i 2006 by³y najcieplejsze od setek lat,<br />
podobnie jak to by³o w latach 990, 1210, 1948. Wed³ug przewidywañ niektórych<br />
meteorologów od 2012 bêdzie nastêpowaæ stopniowe oziêbianie siê klimatu, ze<br />
szczytem w 2055 roku, podobnie jak to by³o np. w latach 1645–1715. Imperium<br />
Majów upad³o g³ównie dziêki powtarzaj¹cym siê cyklom niekorzystnej pogody.<br />
Analiza osadów jezior wykaza³a, ¿e w okresach oko³o lat 125, 600, 750 i 800 n.e.<br />
(ca³kowity upadek imperium) by³y susze, a lata 250 p.n.e. i 200 n.e. – by³y deszczowe,<br />
z powodziami. Na przestrzeni d³ugich okresów obserwuje siê tak¿e, na du¿ych<br />
obszarach, cykle du¿ej lub mniejszej liczebnoœci okreœlonych gatunków fitofagów<br />
oraz chorób roœlin [12, 13].<br />
Niezale¿nie od tego która z tych teorii, w miarê dalszych badañ, oka¿e siê s³uszna<br />
– a mo¿e ³¹cznie obie, wzrost temperatury otoczenia wielorako na nas oddzia³uje,<br />
zw³aszcza w rejonach klimatu umiarkowanego. Zmiany klimatu najmocniej wp³ywaj¹<br />
na rolnictwo [18, 26]. Zmiany te s¹ dla nas korzystne (wzrost plonów, przesuwanie<br />
siê na pó³noc terenów uprawy takich roœlin jak kukurydza, soja, jod³a, oszczêdnoœci<br />
w zu¿yciu energii do ogrzewania i oœwietlania, w utrzymaniu dróg, w konserwacji<br />
œrodków transportu itd.), ale tak¿e niekorzystne – zw³aszcza ze wzglêdu na wp³yw<br />
na roœliny i zwierzêta. Zmiany te zaburzaj¹ równowagê ekologiczn¹. Topnienie<br />
lodowców grozi zalewaniem terenów nadbrze¿nych, powodziami, deficytem czystej<br />
wody pitnej, nasileniem siê powa¿nych chorób cz³owieka i zwierz¹t domowych<br />
(malaria, wirus niebieskiego jêzyka krów i owiec, ptasia grypa itp). Niektórzy<br />
uwa¿aj¹, ¿e ocieplanie siê klimatu to najwiêksza œrodowiskowa katastrofa w historii<br />
ludzkoœci [13], a kosmolog angielski Stephen Hawking uwa¿a, ¿e globalne ocieplenie<br />
zagra¿a nam bardziej ni¿ wszystkie arsena³y nuklearne razem wziête.<br />
Skutki dla roœlin uprawnych – ich plonowania i ochrony<br />
Nas interesuje ochrona roœlin, wiêc przeanalizujmy jak wzrost temperatury w cyklach<br />
sezonowych i rocznych wp³ywa na stawonogi zwi¹zane z roœlinami. Rozpatrzmy<br />
wp³yw stresów temperatury oraz suszy na roœliny i ¿yj¹ce na nich owady i roztocze –<br />
zarówno szkodliwe dla roœlin, jak i po¿yteczne – drapie¿ne i paso¿ytnicze dla gatunków<br />
szkodliwych. Na ten temat ukaza³o siê ju¿ tysi¹ce prac i odby³y siê miêdzynarodowe<br />
sympozja, m.in. w Brighton w Wielkiej Brytanii w 1993, w Brisbane<br />
w Australii w 1995 roku, a tak¿e w Holandii i w Finlandii w 1995 r. [13]. S¹ równie¿<br />
du¿e opracowania o konsekwencjach zmian klimatu dla polskiego rolnictwa [4, 26].<br />
Roœliny nara¿one s¹ na ró¿ne stresy: brak lub nadmiar wody, zasolenie gleby,<br />
niedobór lub nadmiar substancji mineralnych, promieniowanie, zanieczyszczenie<br />
powietrza gazami i py³ami. Stres wodny jest najwa¿niejszym czynnikiem wp³ywaj¹cym<br />
na pojawy roœlino¿ernych owadów i roztoczy. Susza poci¹ga za sob¹ stres<br />
wodny, termiczny i pokarmowy roœlin. Stresy te mog¹ ró¿nie wp³ywaæ na fizjologiê<br />
i budowê chemiczn¹ roœlin, a tak¿e na ich wzrost i plonowanie. Na przyk³ad:
Sk³ad chemiczny roœlin … 5<br />
� wzrost poziomu CO2 i temperatury mo¿e poprawiaæ jakoœæ i iloœæ plonu. Stwierdzono<br />
np., ¿e jab³ka, wiœnie i orzechy z roœlin zestresowanych mia³y wy¿szy<br />
poziom przeciwutleniaczy – flawonoidów;<br />
� krótszy okres zalegania œniegu mo¿e poprawiaæ prze¿ywalnoœæ roœlin ozimych<br />
(rzepak, zbo¿a ozime);<br />
� d³u¿szy okres wegetacyjny stwarza mo¿liwoœæ uprawy nowych, lepszych odmian,<br />
uprawa ich bêdzie mo¿liwa równie¿ w pó³nocnych rejonach kraju, a to z kolei<br />
stwarza koniecznoϾ intensywnej ich ochrony przed agrofagami;<br />
� roœliny w okresach suszy i zmieniaj¹cych siê czêsto warunków temperatury i opadów<br />
mog¹ byæ bardziej wra¿liwe na pora¿enie przez choroby i szkodniki;<br />
� wy¿sza temperatura przyspiesza rozk³ad materii organicznej w glebie, co wp³ywa<br />
na strukturê gleby, a to poœrednio na roœliny [21].<br />
Zmiany te mog¹ byæ korzystne lub niekiedy niekorzystne dla uprawy i plonowania<br />
roœlin. Roœliny rosn¹ce w zmienionych warunkach jednak przystosowuj¹ siê<br />
i aklimatyzuj¹. Przystosowanie wynika z dziedzicznych mo¿liwoœci modyfikacji<br />
struktury i funkcji, co prowadzi do utrwalenia korzystnych cech w rozwoju i rozmna-<br />
¿aniu roœlin (np. stopieñ rozmna¿ania i pobierania sk³adników ze œrodowiska).<br />
Aklimatyzacja natomiast to wykorzystywanie niedziedzicznych cech plastycznoœci<br />
roœlin do prze¿ywania tych zmiennych warunków (np. odpornoœæ na och³odzenie).<br />
Aklimatyzuj¹ siê tak¿e zwierzêta. Rozkruszek m¹czny (Acarus siro) przenoszony<br />
do wyraŸnie innych warunków aklimatyzowa³ siê bardzo szybko, w ci¹gu 1–4 dni [9].<br />
Podobne procesy zachodz¹ u owadów [6].<br />
Sk³ad chemiczny roœlin ¿ywicielskich<br />
a liczebnoœæ szkodników<br />
Powszechna jest opinia, ¿e niedobór wody w roœlinach zwiêksza ich pora¿enie<br />
przez szkodniki [10, 22]. Wi¹¿e siê to czêsto ze wzrostem poziomu zwi¹zków<br />
azotowych, co sprawia, ¿e takie roœliny w stresie s¹ lepszym pokarmem dla fitofagów<br />
lub wykazuj¹ ni¿sz¹ odpornoœæ na ich atak. Z drugiej strony azot wchodzi w sk³ad<br />
szkodliwych dla stawonogów zwi¹zków wtórnych, allelozwi¹zków, takich jak alkaloidy<br />
czy niektóre niebia³kowe aminokwasy. Substancje te mog¹ podnosiæ mo¿liwoœci<br />
obronne roœlin przed stawonogami, ale mog¹ byæ rozk³adane przez stawonogi<br />
w procesach detoksyfikacji. W wiêkszoœci przypadków obserwuje siê jednak u roœlin<br />
poddanych dzia³aniu stresu termicznego zdolnoœæ do regeneracji uszkodzonych<br />
lub zniszczonych organów. Podwy¿szenie temperatury sprzyja czêsto trawieniu<br />
i rozwojowi owada czy roztocza na roœlinie bêd¹cej w stresie. Wzrost temperatury<br />
o 10°C mo¿e nawet 7–10-krotnie przyspieszaæ trawienie szkodnika i – przez obni¿anie<br />
jego œmiertelnoœci i zwiêkszenie p³odnoœci – prowadziæ do kilkukrotnego przyspieszenia<br />
tempa jego rozwoju.
6 J. Boczek<br />
W Australii na eukaliptusach znajduj¹cych siê w stresie wodnym obserwowano<br />
masowe pojawy miodówek. Wi¹za³o siê to z podwy¿szeniem poziomu zwi¹zków<br />
azotowych w liœciach tych roœlin [30]. Ten sam autor [31] doszed³ jednak do wniosku,<br />
¿e ró¿ne czynniki stresuj¹ce dla roœlin, jak ³amanie ga³êzi, niedobór wody, napromieniowanie,<br />
pestycydy, zanieczyszczenie powietrza, wp³ywaj¹ na zmianê metabolizmu<br />
roœliny i maj¹ wp³yw na rozwój ¿eruj¹cych na nich fitofagów.<br />
T³umaczenie ró¿nic w liczebnoœci fitofagów na roœlinach poddanych dzia³aniu<br />
ró¿nych czynników stresowych jest jednak uproszczeniem tego z³o¿onego zagadnienia<br />
[17, 27]. Larsson, [17] i Shur i in. [27] badali zale¿noœæ miêdzy poziomem<br />
zwi¹zków azotowych i fenoli w liœciach dêbów i klonu a liczebnoœci¹ fitofagów.<br />
Poziom tych zwi¹zków waha³ siê w zale¿noœci od opadów i suszy, gatunku drzewa,<br />
roku, a nawet okresu sezonu wegetacji.<br />
Yolanda i in., [33] porównywali zale¿noœæ miêdzy poziomem zwi¹zków azotowych<br />
w roœlinach s³onecznika, dzikich i uprawianych, a liczebnoœci¹ g¹sienic Homoeosoma<br />
electellum (Pyralidae) ¿eruj¹cych na nich. Stwierdzili, ¿e liczebnoœæ g¹sienic<br />
na roœlinach uprawianych by³a 10-krotnie wy¿sza ni¿ na dzikich, o niskim poziomie<br />
azotu. Równoczeœnie okaza³o siê, ¿e g¹sienice z roœlin dzikich by³y 4-krotnie liczniej<br />
paso¿ytowane ni¿ g¹sienice ¿eruj¹ce na roœlinach w uprawie. Stopieñ spaso¿ytowania<br />
zale¿a³ od poziomu azotu: w g¹sienicach ¿eruj¹cych na roœlinach o niskim poziomie N<br />
stwierdzono 3-krotnie wiêksz¹ liczbê paso¿ytów ni¿ na roœlinach o wy¿szym poziomie<br />
N. „Udomowienie” s³onecznika powodowa³o wiêc wzrost pora¿enia, przyspieszenie<br />
rozwoju g¹sienic i spadek ich spaso¿ytowania.<br />
Staley i in. [28] porównywali reakcjê 5 gatunków owadów minuj¹cych na suszê<br />
i silne deszcze. Wyniki by³y zadziwiaj¹ce, gdy¿ pojaw jednego gatunku by³ liczniejszy<br />
na roœlinach niezestresowanych, niecierpi¹cych deficytu wody, innego by³ liczniejszy<br />
przy stresie wodnym roœliny ¿ywicielskiej, a pozosta³e 3 gatunki nie wykazywa³y<br />
zale¿noœci od stanu fizjologicznego roœliny. Gatunek reaguj¹cy pozytywnie na<br />
stres by³ liczniej paso¿ytowany ni¿ pozosta³e.<br />
Masters i in. [19] wykonali podobne obserwacje nad skoczkami w zale¿noœci od<br />
pogody zim¹ i w sezonie wegetacji. Dodatkowe opady latem powodowa³y wzrost<br />
masy roœlin i liczebnoœci skoczków. Susza latem spowodowa³a natomiast spadek<br />
masy roœlinnej, ale nie mia³o to wp³ywu na liczebnoœæ tych szkodników. Jeœli temperatura<br />
zim¹ by³a podwy¿szona, larwy lêg³y siê wiosn¹ wczeœniej z zimuj¹cych jaj.<br />
Hale i in. [11] wykonali badania dla ustalenia wp³ywu stresu wodnego traw na<br />
mszycê czeremchowo-zbo¿ow¹ (Rhopalosiphum padi). Stres wodny powodowa³<br />
zmniejszenie masy traw, jednak nie wp³ywa³o to jednoznacznie na liczebnoœææ<br />
mszycy. Tym razem efekt stresu zale¿a³ od gatunku trawy. Na kupkówce (Dactylis<br />
glomerata) wrodzone tempo wzrostu populacji mszycy (rm) spada³o, a na Arrhenatherum<br />
eliatus – nie ulega³o zmianie. Stres powodowa³ wzrost wartoœci pokarmowej<br />
soku floemowego – stê¿enia aminokwasów i ciœnienia osmotycznego. Stê¿enie<br />
aminokwasów we floemie dobrze uwodnionych A. eliatus by³o ni¿sze ni¿ w D. glo-
Sk³ad chemiczny roœlin … 7<br />
merata, a to korelowa³o z mniej licznym pojawem mszyc. Pobieranie soku floemowego<br />
przez mszyce nie ró¿ni³o siê na tych trawach, jednak strawialnoœæ soku spada³a<br />
w przypadku wyst¹pienia stresu wodnego u roœlin ¿ywicielskich przy stresie wodnym.<br />
Poziom zwi¹zków azotowych soku floemowego i ich przyswajalnoœæ decydowa³y<br />
wiêc o liczebnoœci mszyc na trawach.<br />
Badania nad wp³ywem pomidorów poddanych dzia³aniu ró¿nych stresów ograniczaj¹cych<br />
wzrost roœlin na m¹czlika, miniarkê i s³onecznicê wykaza³y dodatni¹<br />
korelacjê miêdzy wzrostem roœlin a liczebnoœci¹ szkodników [16]. Nie sprawdzi³a siê<br />
wiêc równie¿ tym razem hipoteza, ¿e na roœlinach w stresie liczebnoœæ fitofagów<br />
wzrasta. Liczebnoœæ miniarki i s³onecznicy na roœlinach bez stresu by³a wysoka,<br />
w porównaniu z roœlinami w stresie wodnym – nienawo¿onych lub mechanicznie<br />
uszkodzonych.<br />
Peacock i in. [24] badali mo¿liwoœci rozwoju owadów kwarantannowych w zmiennych<br />
warunkach klimatycznych Nowej Zelandii. Chcieli oceniæ mo¿liwoœci osiedlania<br />
siê tam gatunków zawleczonych. Doszli do wniosku, ¿e temperatury póŸn¹<br />
wiosn¹ i wczesnym latem korelowa³y z mo¿liwoœci¹ rozwoju zarówno gatunków ju¿<br />
osiedlonych, jak i zawlekanych. Wilgotnoœæ gleby i zimowe deszcze mia³y mniejszy<br />
wp³yw. Niskie temperatury zim¹ by³y wa¿nym czynnikiem dla mo¿liwoœci rozwoju<br />
gatunków zawlekanych.<br />
Mopper i Whitham [22] badali p³odnoœæ i stosunek liczebnoœci p³ci b³onkówki<br />
Neodiprion edulicolis na sosnach w stresie wodnym i nawozowym. Szkodnik najlepiej<br />
siê rozwija³ w przypadku dobrego nawodnienia i nawo¿enia. Podobne wyniki<br />
otrzymali Preszler i Price [25] badaj¹c ¿erowanie motyli minuj¹cych na ró¿nych<br />
jakoœciowo liœciach wierzby. Kibitnik Phyllonoryctes sp. (Gracillaridae) zarówno<br />
w testach szklarniowych, jak i polowych preferowa³ jêdrne liœcie wierzby.<br />
Yoder i in. [32] badali ¿erowanie drapie¿nego roztocza Balaustium sp. (Erythraeidaea),<br />
¿yj¹cego na pniach drzew i na ska³ach, przystosowanego do ¿ycia<br />
w suchym œrodowisku. Roztocz ten, nie poch³aniaj¹cy pary wodnej z otoczenia, jak to<br />
czyni¹ zwykle inne roztocze, gromadzi³ zapas wody w organizmie, co pozwala³o mu<br />
pozostaæ niezale¿nym od zawartoœci wody w po¿ywieniu.<br />
Stres wodny wywo³any d³ugotrwa³¹ susz¹ jest czêsto przyczyn¹ fizycznych<br />
zmian roœlin, takich jak: ¿ó³ta barwa liœci, ich wy¿sza temperatura, nab³yszczenie<br />
blaszki liœciowej itp. Takie cechy roœlin mog¹ zmieniaæ interakcjê szkodnik-roœlina<br />
¿ywicielska, podnosz¹c poziom atrakcyjnoœci, a tym samym akceptacji roœlin przez<br />
fitofagi.<br />
Nale¿y tutaj pamiêtaæ, ¿e poziom zwi¹zków azotowych w ró¿nych tkankach<br />
roœlin jest bardzo ró¿ny. Najwy¿szy poziom (oko³o 7% s.m.) jest w tkankach m³odych,<br />
intensywnie siê rozwijaj¹cych i w tkankach zapasowych. Z up³ywem sezonu wegetacji<br />
i starzenia siê tkanek a¿ do opadania liœci, poziom ten obni¿a siê do 0,5–1,5%.<br />
Dlatego fitofagi, w miarê up³ywu sezonu wegetacji, przemieszczaj¹ siê na organy lub<br />
roœliny m³odsze lub rosn¹ce w bardziej korzystnych warunkach. Sok floemu zawiera
8 J. Boczek<br />
nawet 100 razy wiêcej N ni¿ sok ksylemu. Szybko i krótko rosn¹ce roœliny maj¹ go<br />
wiêcej ni¿ d³ugowieczne i powoli rosn¹ce. Ze wzglêdu na podnosz¹c¹ siê zawartoœæ<br />
allelozwi¹zków, teoretycznie roœliny w stanie suszy mog³yby byæ odporniejsze na<br />
fitofagi, jednak równoczeœnie podnosi siê zawartoœæ stymulatorów ¿erowania. W takich<br />
warunkach doœæ czêsto obserwuje siê masowe pojawy szkodników. Wydaje siê,<br />
¿e przyczyn¹ tego jest w tych nowych warunkach zwiêkszona aktywnoœæ systemu<br />
detoksyfikacyjnego lub fizyczny rozk³ad preparatów u fitofagów. W warunkach<br />
bogatszego w sk³adniki pokarmowe po¿ywienia organizm owada czy roztocza mo¿e<br />
tak¿e uruchamiaæ w wiêkszym stoniu produkcjê wielofunkcyjnych oksydaz i innych<br />
enzymów rozk³adaj¹cych substancje specyficzne.<br />
Niektóre zwi¹zki, których zawartoœæ w roœlinie zestresowanej wzrasta (zarówno<br />
pokarmowe jak i specyficzne), mog¹ byæ dla szkodnika atraktantami i wabiæ go. Du¿e<br />
znaczenie w interakcjach szkodniki i ich roœliny ¿ywicielskie przypisuje siê takim<br />
zwi¹zkom jak inozitol i prolina, które gromadz¹ siê w roœlinach w czasie suszy. S¹ to<br />
zwi¹zki zwykle atrakcyjne dla owadów, pomagaj¹ce im w znajdowaniu roœlin ¿ywicielskich.<br />
Analogiczn¹ rolê mog¹ odgrywaæ wytwarzane w nadmiarze etylen, etanol<br />
i etan. Z drugiej jednak strony nale¿y pamiêtaæ, ¿e susza obni¿a wzglêdne stê¿enie<br />
niektórych terpenów, które mog¹ pe³niæ rolê atraktantów dla niektórych monoi<br />
oligofagów, co utrudnia tym fitofagom odnalezienie w³aœciwej roœliny ¿ywicielskiej.<br />
Poziom sk³adników od¿ywnych dla stawonogów: ogólny azot, bia³ka rozpuszczalne,<br />
aminokwasy, cukry proste jest w roœlinach z deficytem wodnym wy¿szy.<br />
W korzeniach i starszych organach nadziemnych spada zawartoϾ rozpuszczalnych<br />
zwi¹zków azotowych i aminokwasów, a wzrasta w organach m³odych. Wskutek<br />
zwiêkszenia aktywnoœci enzymów hydrolitycznych, wraz ze wzrostem natê¿enia<br />
suszy, wzrasta stê¿enie cukrów i ich alkoholowych pochodnych, a poziom skrobi<br />
spada. Poniewa¿ równoczeœnie nastêpuje ograniczenie podzia³ów komórkowych,<br />
roœliny ¿yj¹ce w stresie wodnym s¹ mniejsze, komórki wielu tkanek maj¹ grube,<br />
zlignifikowane œciany komórkowe. Zwykle w takich roœlinach podnosi siê poziom<br />
alkaloidów i wosków. Wskutek odk³adania siê warstw chroni¹cych roœlinê przed<br />
utrat¹ wody (kutyny, suberyny, woski) zwiêksza siê odbicie padaj¹cego œwiat³a od<br />
powierzchni liœci czy owoców, dziêki czemu roœliny staj¹ siê bardziej b³yszcz¹ce.<br />
Procesy fotosyntezy i ró¿nicowania siê organów wolniej reaguj¹ na niedobór<br />
wody. Jeœli równoczeœnie z brakiem wody wystêpuje wysoka temperatura, wtedy<br />
wzrost i ró¿nicowanie siê organów s¹ hamowane. D³u¿sza susza hamuje tworzenie siê<br />
chlorofilu lub powoduje jego rozk³ad i wtedy roœliny ¿ó³kn¹, nastêpuje ich chloroza.<br />
Roœliny nara¿one na brak wody maj¹ zamkniête szparki, wskutek czego nastêpuje<br />
ograniczenie transpiracji, temperatura ich jest wy¿sza o 2–4°C, a niekiedy nawet<br />
o 15°C. Przy d³u¿szym okresie suszy s³up wody w ksylemie liœci i ³odyg ulega<br />
przerwaniu i wytwarzaj¹ siê ultradŸwiêki. Na skutek nagromadzenia substancji<br />
osmotycznie czynnych (jony nieorganiczne, aminokwasy, cukry proste) potencja³<br />
osmotyczny tkanek staje siê bardziej ujemny. Wskutek wzrostu temperatury gleby
Sk³ad chemiczny roœlin … 9<br />
obni¿a siê w niej poziom wody, zmniejsza siê ruchliwoœæ jonów i ograniczeniu ulega<br />
wzrost korzeni. Korzenie korkowaciej¹, wskutek czego dochodzi do zmian w pobieraniu<br />
substancji mineralnych. W roœlinie gromadz¹ siê: chlor, potas, wapñ, magnez,<br />
azot, sód. Susza, podobnie jak inne stresy, powoduje nasilenie syntezy tak<br />
zwanych hormonów stresowych jak etylen i kwas abscysynowy [7].<br />
W ciele fitofaga ¿eruj¹cego na roœlinie w stresie wodnym istniej¹ szczególnie<br />
korzystne warunki do rozwoju organizmów symbiotycznych. Organizmy te dostarczaj¹<br />
fitofagom witamin, a ich rozwój przy wy¿szych temperaturach jest zwykle<br />
intensywniejszy. Silne nas³onecznienie i niska wilgotnoœæ w okresie suszy mog¹ tak¿e<br />
obni¿aæ wirulentnoœæ patogenów owadów i roztoczy, czêsto w decyduj¹cym stopniu<br />
reguluj¹cych ich populacje [7, 8].<br />
Warunki suszy mog¹ sprzyjaæ bezpoœrednio (nas³onecznienie, temperatura, wilgotnoœæ)<br />
i poœrednio (zmieniony pokarm) genetycznym zmianom w populacji fitofaga.<br />
Te nowe warunki mog¹ po prostu byæ korzystniejsze dla okreœlonych biotypów<br />
i na drodze selekcji naturalnej prowadziæ do ich intensywnego rozmna¿ania. Termiczne<br />
i pokarmowe wp³ywy suszy mog¹ tak¿e indukowaæ zmiany w samych genach<br />
fitofaga, prowadziæ do zmian w ich ekspresji, a tak¿e sprzyjaæ poliploidalnoœci<br />
komórek owada. Przyk³adem mog¹ byæ szarañczaki i mszyce, u których, jako reakcja<br />
na stres, tworz¹ siê inne morfy (np. liczne formy uskrzydlone).<br />
Niektóre stawonogi zmieniaj¹ sk³ad chemiczny swoich roœlin ¿ywicielskich przez<br />
wprowadzanie do nich œliny. Mszyce, szpeciele i wiele innych o aparacie gêbowym<br />
k³uj¹cym, a tak¿e tworz¹ce galasy, miny, powoduj¹ sp³yw substancji azotowych do<br />
miejsc ¿erowania i zwiêkszaj¹ poziom azotu w tych roœlinach. Czêsto obserwuje siê<br />
czerwienienie galasów, co wynika z gromadzenia siê w nich antocyjanów, w których<br />
sk³ad wchodzi azot. Tak¿e roœlino¿ercy o aparacie gêbowym gryz¹cym zmieniaj¹<br />
swój pokarm przez samo nagryzanie i kontakt ze œlin¹. Rodzaj pokarmu determinuje<br />
okres rozwoju pokolenia [4, 5, 20].<br />
Panuje tak¿e doœæ powszechnie opinia, ¿e przede wszystkim owady o aparacie<br />
gêbowym gryz¹cym i niektóre o aparacie ss¹cym wystêpuj¹ licznie w okresach suszy.<br />
Liczebnoœæ populacji fitofagów zjadaj¹cych liœcie, jak g¹sienice motyli, szarañczaki,<br />
chrz¹szcze, jest regulowana przez mechanizmy obronne roœlin, liczebnoœæ wrogów<br />
naturalnych, wartoœæ pokarmow¹ po¿ywienia oraz warunki zewnêtrzne. Susza, przez<br />
korzystne wp³ywy termiczne i pokarmowe sprzyja wzrostowi ich populacji. Owady<br />
¿eruj¹ce w drewnie, nasionach, owocach s¹ w zasadniczym stopniu zale¿ne od<br />
pokarmu w ich bezpoœrednim otoczeniu, Wrogowie naturalni maj¹ na ich liczebnoœæ<br />
mniejszy wp³yw.<br />
Drzewa i krzewy maj¹ w okresie suszy obni¿one zdolnoœci obronne, a fitofagi maj¹<br />
wtedy korzystne warunki do ¿erowania i rozmna¿ania. W okresach suszy, obserwuje siê<br />
czêsto na drzewach nasilone wystêpowanie skoczków, miodówek, wciornastków,<br />
przêdziorków. Trudno natomiast zawsze kojarzyæ liczebnoœæ populacji mszyc z susz¹.<br />
S¹ to szkodniki, których liczebnoœæ mo¿e byæ wysoka zarówno w okresie suszy jak
10 J. Boczek<br />
i w okresach o ch³odnej i wilgotnej pogodzie. S¹ lata, jak mówimy „mszycowe”<br />
i takie, kiedy mszyc jest mniej i trudno jednoznacznie okreœliæ, który z aktualnych<br />
czynników pogody odegra³ rolê w rozwoju danego gatunku mszycy. Podlegaj¹ one<br />
silnym wp³ywom wrogów naturalnych, jakoœci po¿ywienia i kompleksu czynników<br />
œrodowiska [7].<br />
W sumie, nie zawsze roœliny znajduj¹ce siê w stresie wodnym s¹ intensywniej<br />
atakowane przez szkodniki. W niektórych przypadkach susza indukuje reakcjê obronn¹<br />
roœliny, która jednoczeœnie zwiêksza odpornoœæ roœlin na fitofagi [10]. Autorzy ci<br />
porównywali poziom 5 substancji obronnych w pomidorach utrzymywanych w stresie<br />
wodnym. Trzy zwi¹zki: oksydaza polifenolowa, rutyna i kwas chlorogenowy<br />
wykazywa³y wy¿szy poziom, poziom peroksydazy nie zmienia³ siê. Poziom ogólnych<br />
zwi¹zków azotowych i rozpuszczalnych wêglowodanów wygl¹da³ ró¿nie, w zale¿noœci<br />
od intensywnoœci i okresu stresu wodnego.<br />
Opady wp³ywa³y na wzrost sosny w Danii, a to z kolei wi¹za³o siê ze zmianami<br />
liczebnoœci ¿eruj¹cych na nich g¹sienic Epinotia tedella [22]. Nie by³o prostej<br />
dodatniej korelacji miêdzy stresem roœliny a liczebnoœci¹ g¹sienic na soœnie. Krótki<br />
okres suszy powodowa³ wzrost olejków, ¿ywic i garbników oraz poziomu wêglowodanów.<br />
Wraz z przed³u¿aniem siê okresu suszy zdolnoœci obronne roœliny przed<br />
szkodnikami malej¹, gdy¿ zmniejsza siê intensywnoœæ wzrostu i fotosyntezy. Zhang<br />
i in. [34] badali wp³yw kwaœnego deszczu na przêdziorka szklarniowca, Tetranychus<br />
cinnabarinus. Stwierdzili, ¿e kwas wp³ywa³ na wra¿liwoœæ roœliny ¿ywicielskiej na<br />
pora¿enie przez tego fitofaga. Mechanizm tego wp³ywu móg³ siê wi¹zaæ ze zmianami<br />
aktywnoœci ochronnych enzymów i hydrolaz. Aktywnoœæ peroksydazy, nadtlenku<br />
dismutazy i katalazy wzrasta³a z zakwaszeniem, a to wp³ywa³o na liczebnoœæ populacji<br />
szkodnika.<br />
Huberty i Denno [14] porównywali prze¿ywalnoœæ, p³odnoœæ, liczebnoœæ<br />
i dynamikê populacji i preferencje sk³adania jaj owadów ss¹cych (floem, mezofil<br />
i xylen) i gryz¹cych (wolno ¿yj¹ce, minuj¹ce, tworz¹ce galasy i dr¹¿¹ce kana³y) na<br />
stres wodny roœlin ¿ywicielskich. Z przegl¹du wielu prac z okresu 1955–2002<br />
wnioskuj¹, ¿e reakcja tych poszczególnych grup owadów o ró¿nym typie ¿erowania<br />
na roœlinach na taki stres by³a ró¿na. Stwierdzili pozytywne dzia³anie takiego stresu na<br />
liczebnoœæ dla owadów dr¹¿¹cych kana³y, a negatywne na tworz¹ce galasy i nieistotne<br />
dzia³anie na wolno ¿yj¹ce, a ró¿ne dzia³anie na poszczególne gatunki minuj¹ce. Przy<br />
ci¹g³ym stresie wodnym liczne owady, a zw³aszcza ss¹ce, wykazywa³y ujemny<br />
wp³yw na parametry demograficzne gatunków. Chocia¿ wzrasta³ wtedy poziom azotu<br />
w takich roœlinach, ale spada³ ich turgor, zawartoœæ wody i w efekcie spada³o<br />
wykorzystanie azotu. Wed³ug tych autorów to by³a g³ówna przyczyna ujemnego<br />
dzia³ania wodnego stresu na fitofagi. Nie mo¿na tutaj tak¿e nie uwzglêdniaæ wp³ywu<br />
wrogów naturalnych, których liczebnoœæ jest uzale¿niona od liczebnoœci ofiar i nawet<br />
od substancji lotnych roœlin.
Sk³ad chemiczny roœlin … 11<br />
Warto tutaj tak¿e wspomnieæ o wp³ywie podwy¿szonego poziomu CO2 na liczebnoœæ<br />
szkodników. Bezemer i Jones [2] porównywali laboratoryjnie 43 gatunki fitofagów<br />
tworz¹cych 61 powi¹zañ roœlina-fitofag. Uwzglêdniali wp³yw CO2 na jakoœæ<br />
roœlin ¿ywicielskich (poziom azotu), zawartoœæ wody oraz wêglowodanów i metabolitów<br />
wtórnych. Stwierdzili obni¿ony poziom azotu w roœlinach (o 15%), wzrost<br />
poziomu wêglowodanów (o 47%) i fenoli (o 31%). Iloœæ zjadanego po¿ywienia<br />
zale¿a³a od poziomu wêglowodanów i zwi¹zków azotowych. Fitofagi o gryz¹cych<br />
aparatach gêbowych, przy obni¿onym poziomie azotu w roœlinach, zjada³y wiêcej<br />
pokarmu. Fitofagi ¿eruj¹ce w nasionach nie wykazywa³y reakcji na podwy¿szony<br />
poziom CO2. Korzystne oddzia³ywanie CO2 stwierdzono na fitofagi od¿ywiaj¹ce siê<br />
floemem lub zawartoœci¹ mezofilu. Ogólnie, podwy¿szony poziom CO2 zwiêksza³<br />
liczebnoœæ populacji szkodników, a czas rozwoju owadów ¿eruj¹cych na floemie<br />
skraca³ siê o 17%. M³ode stadia owadów silniej reagowa³y na wzrost poziomu CO2,<br />
ni¿ starsze stadia.<br />
Podsumowanie<br />
Z przedstawionego przegl¹du widaæ, ¿e ocieplanie siê klimatu, stres wodny,<br />
wzrost poziomu CO2 w atmosferze i inne stresy mog¹ bardzo ró¿nie oddzia³ywaæ na<br />
stawonogi ¿yj¹ce z roœlinami, zarówno fitofagiczne jak i ich entomofagi. Liczebnoœæ<br />
stawonogów ¿yj¹cych na roœlinach znajduj¹cych siê w stresie niekoniecznie zawsze<br />
wzrasta. Czêsto nie wi¹¿e siê to tylko z chemizmem roœliny ¿ywicielskiej. Zale¿y od<br />
wielu czynników, takich jak gatunek fitofaga i jego sposób ¿erowania, okres dzia³ania<br />
stresu, gatunek roœliny i warunki, w jakich siê rozwija, mo¿liwoœæ aklimatyzacji<br />
i przystosowania do tych zmienionych warunków, okres wegetacji, poziom CO2.<br />
Czynniki te oddzia³uj¹ tak¿e na paso¿yty i drapie¿ce ¿yj¹ce na roœlinach.<br />
Wraz z ocieplaniem siê klimatu warunki do rozwoju fitofagów, dziêki podwy¿szonej<br />
rocznej œredniej temperaturze, d³u¿szemu okresowi rozwoju w sezonie<br />
wegetacji, nastêpuje rozwój dodatkowych pokoleñ, pojaw gatunków obcych, kwarantannowych,<br />
ras lepiej przystosowanych, dla których te warunki zapewniaj¹ mo¿liwoœæ<br />
prze¿ywania zimy. U nas wzrost znaczenia ekonomicznego szkodników<br />
w ocieplaj¹cym siê klimacie mo¿e wynikaæ z rozwoju w roku, np. pe³nych 2 lub nawet<br />
3 pokoleñ stonki ziemniaczanej, omacnicy prosowianki oraz pojawu gatunków takich<br />
jak oprzêdnica jesienna, tarcznik niszczyciel, stonka kukurydziana, gatunki guzaków<br />
dotychczas niewystêpuj¹ce w Polsce i inne. Te nowe warunki sprzyjaj¹ rozwojowi<br />
chwastów i patogenów roœlin. Wraz z ocieplaniem siê klimatu bêdzie ros³o znaczenie<br />
ochrony roœlin i koszty z ni¹ zwi¹zane.<br />
Podziêkowanie<br />
Bardzo dziêkujê Prof. Annie Tomczyk za du¿¹ pomoc przy przygotowaniu tego<br />
artyku³u.
12 J. Boczek<br />
Literatura<br />
[1] Atkinson D. 1993. Global climate change: implications for crop protection. BCPC Monograph no. 56, Farnham:<br />
102 ss.<br />
[2] Bezemer T.M., Jones T.H. 1998. Plant-insect herbivore interactions in elevated atmospheric CO2: quantitative<br />
analyses and guild effects. Oikos 82: 212–222.<br />
[3] Bis K., Demidowicz G., Deputat T., Górski T., Harasim A., Krasowicz S. 1993. Ekonomiczne konsekwencje<br />
zmian klimatu w rolnictwie polskim. Problemy Agrofizyki 68: 33 ss.<br />
[4] Boczek J. 1984. Jak roœliny broni¹ siê przed szkodnikami. Ochrona Roœlin 6: 19–20.<br />
[5] Boczek J. 1984. Dlaczego tak ró¿ne bywa pora¿enie roœlin przez szkodniki, Ochrona Roœlin 9: 15–17.<br />
[6] Boczek J., Davis R., Pankiewicz D., Kruk M. 1985. Termiczne zdolnoœci adaptacyjne owadów. Wiad.Entomol.<br />
5(3–4): 127–134.<br />
[7] Boczek J., Kie³kiewicz M. 1989. Wp³yw suszy na wystêpowanie niektórych szkodników. Ochrona Roœlin 1:<br />
10–11.<br />
[8] Boczek J., Szlendak E. 1992. Wp³yw stresów roœlinnych na pora¿enie roœlin przez szkodniki. Post.Nauk Rol.2:<br />
3–17<br />
[9] Davis R. Boczek J. 1988. Thermal acclimation in the grain mite Acarus siro (Acari: Acaridae). Exp. Appl.<br />
Acarol. 5: 175–179.<br />
[10] English-Loeb G., Stout M.J., Duffey S.S. 1997. Drough stress in tomatoes: changes in plant chemistry and<br />
potential nonlinear consequences for insect herbivores. Oikos 79: 456–468.<br />
[11] Hale B.K., Bale J.S., Pritchard J., Masters G.J., Brown V.K. 2003. Effects of host plant drought stress on the<br />
performance of the bird cherry-out aphid, Rhopalosiphum padi. Ecol. Entomol. 28: 666–677.<br />
[12] Hawkins B.A., Holyoak M. 1998. Transcontinental crashes of insect populations. Amer.Naturalist 152:<br />
480–484.<br />
[13] Hemila K. 1995. Opening speech. Proc. Int. Symp. „Global climate change and agriculture in the North”,<br />
Helsinki: 225–227.<br />
[14] Huberty A.F., Denno R.F. 2004. Plant water stress and its consequences for herbivorous insects: a new<br />
synthesis. Ecology 85(5): 1383–1398.<br />
[15] Huberty A.F., Denno R.F. 2006. Consequences of nitrogen and phosphorus limitation for the performance of<br />
two planthoppers with divergent life-history strategies. Oecologia 149(3): 444–455.<br />
[16] Inbar M., Doostdar H., Mayer R.T. 2001. Suitability of stressed and vigorous plants to various insect herbivores.<br />
Oikos 94: 228–235.<br />
[17] Larsson S. 1989. Stressful times for the plant stress – insect performance hypothesis. Oikos 56: 277–283.<br />
[18] Lipa J.J. 1997. Zmiany klimatu ziemi – konsekwencje dla rolnictwa i ochrony roœlin. Post.w Ochr. Roœlin 37(1):<br />
27–35.<br />
[19] Masters G.J., Brown V.K., Clarke I.P., Whittaker J.B. 1998. Direct and indirect effects of climate change on<br />
insect herbivores: Auchenorhyncha (Homoptera). Ecol. Entomol. 23: 45–52.<br />
[20] Mattson W.J. 1980. Herbivory in relation to plant nitrogen content. Annu. Rev. Ecol. Syst. 11: 119–161.<br />
[21] Mela T.J.N. 1995. Northern agriculture: constrains and responses to global climate change. Agric. Food Sci.in<br />
Finland: 229–234.<br />
[22] Mopper S., Whitham T.G. 1992. The plant stress paradox: effects of pinyon sawfly sex ratios and fecundity.<br />
Ecology 73: 515–525.<br />
[23] Münster-Swendsen M. 1984. The effect of precipitation on radial increment in Norway Spruce (Picea abies<br />
KARST.) and on the dynamics of a lepidopteran pest insect. J. Appl. Ecol. 24: 563–571.<br />
[24] Peacock L., Worner S., Sedcole R. 2006. Climate variables and their role in site discrimination of invasive insect<br />
species distributions. Environ. Entomol. 35: 958–963.<br />
[25] Preszler R.W., Price P.W. 1995. A test of plant-vigor, plant-stress, and plant genotype effects on leaf-miner<br />
oviposition and performance. Oikos 74: 485–492.<br />
[26] Ryszkowski L., Kêdziora A. 1993. Rolnictwo a efekt cieplarniany. Kosmos 42: 123–149.<br />
[27] Shure D.J., Mooreside P.D., Ogle S.M. 1989. Rainfall effects on plant-herbivore processes in an upland oak<br />
forest. Ecology 79: 604–617.<br />
[28] Staley J.T., Mortimer S.R., Masters G.J., Morecroft M.D.., Brown V.K., Taylor M.E. 2006. Drought stress<br />
differentially affects leaf-mining species. Ecol. Entomol. 31: 460–469.
Sk³ad chemiczny roœlin … 13<br />
[29] Whittaker J.B. 2001. Insects and plants in changing atmosphere. J. Ecol. 89: 507–518.<br />
[30] White T.C.R. 1969. An index to measure weather-induced stress of trees associated with outbreaks of psyllids in<br />
Australia. Ecology 50: 905–909.<br />
[31] White T.C.R. 1984. The abundance of invertebrate herbivores in relation to the availability of nitrogen in<br />
stressed food plants. Oecologia 63: 90–105.<br />
[32] Yoder J.A., Ark J.T., Benoit J.B., Rellinger E.J., Gribbins K.M. 2006. Water balance components in adults of<br />
terrestial red mite Balaustium sp. (Acarina: Erythraeidae). Ann. Etomol. Soc. Am. 99: 560–566.<br />
[33] Yolanda H. Chen, Welter S.C. 2005. Crop domestication disrupts a native tritrophic interaction associated with<br />
the sunflower, Helianthus annuus (Asterales: Asteraceae). Ecological Entomology 30: 673–683.<br />
[34] Zhang J.P., Wang J.J., Zhao Z.M., Dou W., Chen Y. 2004. Effects of simulated acid rain on the physiology of<br />
carmine spider mite, Tetranychus cinnabarinus (BOISDUVAL) (Acari: Tetranychidae). JEN 128(5): 342–347.<br />
Chemical composition of the plants, global climate<br />
change and arthropod plant pests<br />
Key words: climate change, host plant biochemistry, plant pests, plant<br />
stresses<br />
Summary<br />
Several authors put forward a hypothesis suggesting that herbivores benefit from<br />
host plants that are periodically drought stressed. The impact of climate change on<br />
phytophages is, however, difficult to predict, due in part to variation between species,<br />
or even populations, feeding guild patterns, duration of stress, plant responses to stress<br />
and other factors. Fundamental differences exist among different types of arthropods<br />
with respect to stress-induced changes in food quality. The level of plant nitrogen may<br />
affect both herbivores and their parasites and predators. There is a positive association<br />
between insect performance and plant growth. The mechanisms involve a combination<br />
of poor nutritional value and chemical defences. Phloem and whole – cell<br />
feeders show a positive CO2 response. Population sizes of arthropod pests generally<br />
increased in elevated CO2 and their time of development was reduced.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 15–26<br />
Patologiczne aspekty kondycjonowania nasion<br />
Dorota Szopiñska<br />
Katedra Nasiennictwa Ogrodniczego,<br />
<strong>Akademia</strong> Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu<br />
Baranowo, ul. Szamotulska 28, 62-081 PrzeŸmierowo<br />
e-mail: dorotasz@au.poznan.pl<br />
S³owa kluczowe: kondycjonowanie, zdrowotnoœæ nasion, zaprawianie<br />
nasion, biokondycjonowanie<br />
Wprowadzenie<br />
Czas pomiêdzy siewem a wschodami jest kluczow¹ faz¹ w cyklu produkcyjnym<br />
upraw jednorocznych. Przyspieszenie, zwiêkszenie i wyrównanie wschodów mo¿e<br />
mieæ znacz¹cy wp³yw na wielkoœæ i jakoœæ plonu, zw³aszcza u roœlin ogrodniczych.<br />
Tak¿e mo¿liwoœæ wykorzystania technik precyzyjnego siewu zale¿y od jak najwiêkszego<br />
prawdopodobieñstwa uzyskania roœliny z ka¿dego wysianego nasienia.<br />
Wzrastaj¹ce zainteresowanie nasionami mieszañcowymi, które s¹ drogie, wymusza<br />
na firmach nasiennych koniecznoœæ dostarczenia na rynek nasion gwarantuj¹cych<br />
wysokie wschody. Tymczasem warunki klimatyczne i glebowe czêsto nie sprzyjaj¹<br />
szybkiemu kie³kowaniu nasion i wzrostowi siewek. Stres fizjologiczny, wynikaj¹cy<br />
ze zbyt niskiej lub zbyt wysokiej temperatury, nadmiaru lub deficytu wody, zasolenia<br />
lub zaskorupienia gleby oraz czynniki biologiczne, do których nale¿y m.in. dzia³alnoœæ<br />
mikroorganizmów patogenicznych i szkodników, w po³¹czeniu ze zwiêkszon¹<br />
wra¿liwoœci¹ roœlin w okresie kie³kowania i wschodów, mog¹ utrudniæ uzyskanie<br />
wysokiego plonu dobrej jakoœci. Nie mo¿e wiêc zaskakiwaæ ogromne zainteresowanie<br />
<strong>nauk</strong>i i praktyki problemami przedsiewnego uszlachetniania, w tym tak¿e<br />
kondycjonowania nasion [2]. Niestety zabieg ten niejednokrotnie zwiêksza zasiedlenie<br />
nasion przez mikroorganizmy patogeniczne i saprotroficzne.<br />
Celem niniejszego artyku³u jest zaprezentowanie aktualnego stanu wiedzy na<br />
temat wp³ywu kondycjonowania nasion na ich zdrowotnoœæ oraz przegl¹d prac<br />
dotycz¹cych problematyki kondycjonowania i zaprawiania nasion.
16 D. Szopiñska<br />
Fizjologiczne metody uszlachetniania nasion<br />
– kondycjonowanie<br />
W uszlachetnianiu nasion powszechnie wykorzystuje siê metody fizjologiczne,<br />
do których nale¿y kondycjonowanie hydratacyjne [ang. priming lub conditioning],<br />
stosowane dla osi¹gniêcia przyspieszenia i wyrównania kie³kowania. Zabieg ten<br />
zyskuje coraz wiêksze zainteresowanie przemys³u nasiennego, obejmuj¹c coraz<br />
szerszy zakres gatunków, g³ównie warzyw i kwiatów, i polecany jest zw³aszcza tam,<br />
gdzie stresy œrodowiskowe mog¹ prowadziæ do opóŸnienia kie³kowania nasion<br />
i niezadowalaj¹cych wschodów [21].<br />
Podczas kondycjonowania nastêpuje indukcja wstêpnych etapów kie³kowania<br />
nasion. Proces ten polega na biochemicznej mobilizacji materia³ów zapasowych,<br />
wykorzystywanych do procesów syntezy substancji konstytucjonalnych najpierw<br />
zarodka, a póŸniej siewki. Mobilizacji tej towarzyszy wzrost aktywnoœci licznych<br />
enzymów, np. fosfataz, peroksydazy, dehydrogenaz i syntetaz, zw³aszcza bior¹cych<br />
udzia³ w biosyntezie bia³ek. Nastêpuje równie¿ wzmo¿enie metabolizmu kwasów<br />
nukleinowych, na co wskazuje zwiêkszona synteza ró¿nych frakcji RNA i aktywacja<br />
preegzystuj¹cych form RNA. U nasion niektórych gatunków roœlin obserwuje siê<br />
ponadto rozpad inhibitorów kie³kowania (m.in. kwasu abscysynowego – ABA).<br />
Poziom wody dostarczonej do nasion podczas kondycjonowania hydratacyjnego<br />
wystarcza na ogó³ do mobilizacji metabolizmu, lecz jest za niski dla takiego wzrostu<br />
zarodka, który warunkowa³by pojawienie siê kie³ka (korzenia zarodkowego) i siewki<br />
[17, 26]. Zmiany w ultrastrukturze zarodka kondycjonowanego nasienia odpowiadaj¹<br />
zmianom charakterystycznym dla pocz¹tkowych faz procesu kie³kowania i nastêpuj¹<br />
przede wszystkim w komórkach korzenia zarodkowego, a znacznie rzadziej w komórkach<br />
liœcieni [14, 63].<br />
Do najpowszechniej stosowanych zabiegów hydratacyjnych nale¿¹ hydro-, osmoi<br />
matrykondycjonowanie.<br />
Hydrokondycjonowanie (ang. hydropriming) jest najtañszym i jednoczeœnie<br />
najprostszym sposobem kondycjonowania. Najczêœciej nasiona moczy siê w okreœlonej<br />
iloœci wody, a nastêpnie przetrzymuje w takim stanie, w odpowiedniej temperaturze,<br />
przez wymagany czas. Nasiona mo¿na kondycjonowaæ równie¿ w kolumnach<br />
wype³nionych napowietrzan¹ wod¹, w atmosferze nasyconej par¹ wodn¹ lub<br />
w aerozolach. SkutecznoϾ hydrokondycjonowania bywa zazwyczaj najlepsza w odniesieniu<br />
do nasion czêœciowo zestarza³ych, poniewa¿ podczas pêcznienia s¹ uruchamiane<br />
biochemiczne mechanizmy naprawcze. Stan napêcznienia stwarza te¿ mo¿liwoœæ<br />
fizjologicznego rozwoju zarodka [17]. Wad¹ tej metody jest niemo¿noœæ<br />
kontrolowania szybkoœci pobierania wody, co zwiêksza ryzyko uszkodzenia tkanek<br />
pêczniej¹cego zarodka [44].<br />
Osmokondycjonowanie (ang. osmopriming, osmotic priming lub osmoconditioning)<br />
polega na kontrolowanym uwilgoceniu nasion w okreœlonej temperaturze
Patologiczne aspekty kondycjonowania nasion 17<br />
i czasie, w roztworach substancji osmotycznie czynnych o niskim potencjale osmotycznym,<br />
takich jak KNO3,K3PO4,KH2PO4, MgSO4, NaCl, glicerol, mannitol i glikol polietylenowy<br />
(PEG) [2, 22, 26, 42]. Glikol polietylenowy jest stosunkowo drogi i trudny do<br />
usuniêcia z powierzchni nasion, dlatego rzadko wykorzystywany w praktyce.<br />
Matrykondycjonowanie (ang. matriconditioning lub solid matrix priming) jest zabiegiem,<br />
w którym kontrolowany dostêp wody do nasion uzyskuje siê dziêki u¿yciu<br />
substancji sta³ych, o wysokim potencjale matrycowym [52]. Noœnikami mog¹ byæ<br />
zwi¹zki organiczne (torf) i nieorganiczne (piasek, wermikulit, Celite, Micro-Cel, Zonolite)<br />
[13, 66]. Nasiona miesza siê z noœnikiem i wod¹ w odpowiednich proporcjach tak,<br />
by uzyskaæ ¿¹dany potencja³ matrycowy, najczêœciej od –0,4 MPa do –1,5 MPa [56].<br />
Wp³yw kondycjonowania na zdrowotnoœæ nasion<br />
Liczni autorzy zwracaj¹ uwagê na mo¿liwoœæ pogorszenia siê zdrowotnoœci<br />
nasion po kondycjonowaniu. Zjawisko to zaobserwowano m.in. u hydrokondycjonowanych<br />
nasion buraka cukrowego (Beta vulgaris subsp. vulgaris convar. crassa ALEF.<br />
var altissima DÖLL), marchwi (Daucus carota L.), pora (Allium porrum L.) i pasternaku<br />
(Pastinaca sativa L.) [24, 59, 64, 65], osmokondycjonowanych nasion astra<br />
chiñskiego (Callistephus chinensis NEES.), cebuli (Allium cepa L.), marchwi, melona<br />
(Cucumis melo L.), pietruszki (Petroselinum sativum HOFFM.), pora i ry¿u (Oryza<br />
sativa L.) [1, 15, 16, 34, 38, 42, 58, 59, 62] i matrykondycjonowanych nasion cebuli,<br />
kukurydzy (Zea mays L.), marchwi i ogórka (Cucumis sativus L.) [18, 23, 36].<br />
Tylkowska i van den Bulk [59] stwierdzili zwiêkszenie zasiedlenia nasion marchwi<br />
przez grzyby rodzaju Alternaria po zabiegu hydro- i osmokondycjonowania, zw³aszcza,<br />
jeœli wczeœniej odznacza³y siê œrednim lub du¿ym poziomem pora¿enia. Równie¿<br />
Jensen i in. [24] zaobserwowali systematyczny wzrost zasiedlenia nasion marchwi<br />
przez te grzyby w trakcie procesu hydrokondycjonowania. Podobne zjawisko towarzyszy³o<br />
procesom matrykondycjonowania nasion marchwi, cebuli i ogórka w badaniach<br />
Janas i in. [23]. Tylkowska i van den Bulk [59] zaobserwowali jednoczeœnie, ¿e<br />
po osmokondycjonowaniu grzyby penetrowa³y wewnêtrzne czêœci nasion. Obecnoœæ<br />
grzybni i zarodników stwierdzano najczêœciej w pobli¿u wierzcho³ka wzrostu korzenia<br />
zarodkowego, co mo¿e sprzyjaæ zaka¿eniu podczas kie³kowania nasion. Podobn¹<br />
zale¿noœæ zaobserwowa³y równie¿ Szopiñska i Tylkowska [54], które stwierdzi³y<br />
pewn¹ tendencjê do rozprzestrzeniania siê grzybów po osmokondycjonowaniu w g³¹b<br />
nasion sa³aty (Lactuca sativa L.). Dotyczy³o to przede wszystkim grzybów: Alternaria<br />
alternata, Botrytis cinerea i Cladosporium spp. Niemniej osmokondycjonowanie<br />
nie mia³o istotnego wp³ywu na zwiêkszenie ogólnego pora¿enia tych nasion<br />
przez grzyby. Podobnie Maude i in. [30] nie zaobserwowali istotnych zmian w zasiedleniu<br />
nasion marchwi przez Alternaria dauci po ich osmokondycjonowaniu za<br />
pomoc¹ glikolu polietylenowego. Natomiast wyniki uzyskane przez Ruana i in. [46]<br />
wykaza³y istotny wzrost zasiedlenia przez grzyby rodzaju Fusarium osmokondycjo-
18 D. Szopiñska<br />
nowanych nasion ry¿u, przy jednoczesnym ograniczeniu wystêpowania grzybów<br />
rodzaju Cladosporium. Stwierdzono, ¿e zastosowanie ró¿nych technik kondycjonowania<br />
nasion mo¿e modyfikowaæ wra¿liwoœæ siewek z nich wyros³ych na pora¿enie<br />
przez patogeny zasiedlaj¹ce glebê. Rush [47] zaobserwowa³, ¿e po wysianiu matrykondycjonowanych<br />
nasion buraka do gleby sztucznie ska¿onej Pythium ultimum,<br />
wschody roœlin by³y szybsze, a ich pora¿enie przez patogena znacznie mniejsze, ni¿<br />
po wysianiu nasion osmokondycjonowanych.<br />
Pomimo znaczenia problemu, prawdopodobnie ze wzglêdu na zró¿nicowanie<br />
stosowanych technik i wynikaj¹ce st¹d sprzeczne doniesienia, dotychczas nie znaleziono<br />
jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, jakie s¹ przyczyny pogarszania siê<br />
zdrowotnoœci nasion podczas kondycjonowania. Przypuszczenie wysuwane m.in.<br />
przez Petcha [38], ¿e sam glikol polietylenowy, stosowany jako substancja osmotycznie<br />
czynna podczas kondycjonowania, mo¿e przyczyniaæ siê do nadmiernego<br />
wzrostu grzybów, nie znalaz³o potwierdzenia w pracy Szopiñskiej [53]. Autorka<br />
stwierdzi³a, ¿e nasiona inkubowane na bibule nas¹czonej roztworami PEG o ró¿nym<br />
potencjale osmotycznym, za ka¿dym razem wykazywa³y mniejsze zasiedlenie przez<br />
grzyby ni¿ nasiona inkubowane na bibule nas¹czonej wod¹ destylowan¹. Mexal<br />
i Reid [33] jednoznacznie stwierdzili, ¿e choæ glikol polietylenowy mo¿e byæ absorbowany<br />
przez grzyby, to jednak nie jest przez nie metabolizowany, jak wiele innych<br />
cukrów. Ponadto, nawet w du¿ych stê¿eniach, nie wykazuje on w³aœciwoœci toksycznych.<br />
Na podstawie doniesienia Machado i in. [28] mo¿na tak¿e wyeliminowaæ<br />
przypuszczenie, ¿e na poziom pora¿enia nasion mo¿e mieæ wp³yw ograniczona<br />
dostêpnoœæ wody, spowodowana u¿yciem substancji osmotycznie czynnej. Cytowani<br />
autorzy stwierdzili, ¿e zmienny potencja³ osmotyczny pod³o¿a (agarowa po¿ywka<br />
dekstrozowo-ziemniaczana z dodatkiem ró¿nych substancji osmotycznie czynnych,<br />
m.in. PEG 6000) powodowa³ zahamowanie kie³kowania nasion, ale nie ogranicza³<br />
wzrostu grzybów. Sadowski i in. [48, 49] zaobserwowali, ¿e pocz¹tkowa wilgotnoœæ<br />
nasion ³ubinu ¿ó³tego (Lupinus luteus L.) nie mia³a bezpoœredniego wp³ywu na<br />
zdrowotnoœæ roœlin, ale jej podwy¿szenie powodowa³o zwiêkszenie zasiedlenia nasion<br />
przez grzyby rodzaju Penicillium. Zwiêkszenie zasiedlenia nasion przez grzyby<br />
obserwowano równie¿ u nasion poddanych zabiegom hydro- i matrykondycjonowania,<br />
nie wykorzystuj¹cym substancji osmotycznie czynnych [23, 24, 38]. Nascimento<br />
i West [34] wnioskuj¹, ¿e temperatura i stosunkowo ³atwy dostêp wody, oraz obecnoœæ<br />
zwi¹zków wydzielanych przez pêczniej¹ce nasiona, niejednokrotnie uszkodzone<br />
w trakcie imbibicji, sprzyjaj¹ wzrostowi i rozprzestrzenianiu siê grzybów podczas<br />
kondycjonowania. I choæ bardzo czêsto s¹ to mikroorganizmy saprotroficzne, to<br />
wystêpuj¹c w du¿ym nasileniu, mog¹ niekorzystnie wp³ywaæ zarówno na jakoœæ<br />
nasion, jak i wschody roœlin. Podobne wyniki uzyskali Sadowski i in. [48], stwierdzaj¹c,<br />
¿e zwi¹zki wydzielane przez pêczniej¹ce nasiona ³ubinu ¿ó³tego by³y lepszym<br />
pod³o¿em do wzrostu grzybów ni¿ agarowa po¿ywka dekstrozowo-ziemniaczana. Na<br />
podstawie analiz chemicznych mo¿na stwierdziæ, ¿e wiêkszoœæ wêglowodanów
Patologiczne aspekty kondycjonowania nasion 19<br />
obecnych w wydzielinie z nasion, to cukry proste zdolne do stymulacji kie³kowania<br />
zarodników i wzrostu strzêpek.<br />
Zasiedlenie nasion przez mikroorganizmy, zw³aszcza patogeniczne, stwarza zagro¿enie<br />
dla iloœci, a zw³aszcza jakoœci plonu roœlin z nich wyros³ych. Habdas i in.<br />
[18], badaj¹c nasiona cebuli i marchwi pora¿one po zabiegu matrykondycjonowania,<br />
stwierdzi³y obecnoœæ grzybów patogenicznych na ³upinie nasiennej i owocni, w bielmie<br />
oraz w zarodku. Badania cytologiczne przeprowadzone przez Janas i in. [23]<br />
uwidoczni³y istotne zmiany w zarodkach pora¿onych, matrykondycjonowanych nasion<br />
marchwi. Zaobserwowane zmiany prowadzi³y do nietypowej hydrolizy substancji<br />
zapasowych, ca³kowitej lizy tkanek zarodka i piknotyzacji j¹der komórkowych.<br />
U bielmowych nasion cebuli autorki stwierdzi³y kontrakcjê i plazmolizê cytoplazmy,<br />
piknotyzacjê j¹der i hydrolizê substancji zapasowych, a w wyniku tych procesów<br />
ca³kowity rozpad komórek bielma. W œwietle tych badañ oczywiste wydaje siê<br />
stwierdzenie, ¿e wystêpowanie na nasionach fitopatogenicznych grzybów czêsto<br />
prowadzi do pogorszenia kie³kowania. Doniesienia wskazuj¹ce, ¿e kondycjonowanie<br />
nie tylko nie pogarsza, ale w poszczególnych przypadkach nawet poprawia zdrowotnoœæ<br />
nasion, pozostawiaj¹ nierozwi¹zan¹ kwestiê zagro¿enia roœlin przez chorobotwórcze<br />
mikroorganizmy pochodz¹ce z gleby, tym bardziej, ¿e podczas imbibicji<br />
mo¿e dojœæ do powstania mikroszczelin w okrywie nasiennej, które mog¹ byæ<br />
wrotami zaka¿enia dla tego typu mikroorganizmów [43]. Aby przeciwdzia³aæ temu<br />
zagro¿eniu konieczne jest stosowanie zabiegu zaprawiania.<br />
Zaprawianie nasion<br />
Najczêœciej stosuje siê zaprawianie chemiczne za pomoc¹ preparatów opartych na<br />
pojedynczych fungicydach lub ich mieszaninach. Zastosowanie tego zabiegu w po-<br />
³¹czeniu z kondycjonowaniem, nie zawsze korzystnie wp³ywa na jakoœæ nasion, choæ<br />
z praktycznego punktu widzenia jest warte badania [3]. Biniek [1] zauwa¿y³a, ¿e<br />
nasiona marchwi poddane osmokondycjonowaniu i zaprawianiu fungicydem tiuram<br />
kie³kowa³y wolniej ni¿ nasiona kondycjonowane, ale niezaprawiane. Zale¿noœæ ta<br />
by³a wyraŸnie widoczna u nasion charakteryzuj¹cych siê wysok¹ zdolnoœci¹ kie³kowania.<br />
Jednoczeœnie nasiona kondycjonowane dawa³y lepsze wschody pomimo<br />
suszy. Tylkowska i Biniek [58] stwierdzi³y wzmo¿one zasiedlenie nasion marchwi<br />
przez grzyby, zarówno patogeniczne jak i saprotroficzne, po osmokondycjonowaniu.<br />
Dodanie fungicydów – tiuramu i iprodionu – do PEG nie by³o w pe³ni efektywne,<br />
jednoczeœnie spowolni³o kie³kowanie nasion. Maude i in. [30] zaobserwowali, ¿e<br />
dodanie tiuramu i iprodionu do roztworu osmotycznie czynnego tylko czêœciowo<br />
redukowa³o pora¿enie nasion, dodanie zaœ samego tiuramu do roztworu PEG, a nastêpnie<br />
zaprawianie suchych nasion iprodionem ju¿ po kondycjonowaniu poprawia³o<br />
wschody siewek w polu oraz plon marchwi. Nascimento i West [34] stwierdzili, ¿e po<br />
osmokondycjonowaniu o 75% zwiêkszy³o siê zasiedlenie nasion melona przez grzy-
20 D. Szopiñska<br />
by rodzajów Alternaria, Cladosporium, Epicoccum i Stemphylium, a zastosowanie<br />
preparatu Kaptan (s.a. kaptan) w trakcie zabiegu zmniejszy³o je w niewielkim tylko<br />
stopniu. Wyniki badañ Dorny i in. [16] wykaza³y, ¿e po³¹czenie osmokondycjonowania<br />
i preparatu Rovral (s.a. iprodion) w wiêkszoœci przypadków zmniejszy³o<br />
zasiedlenie nasion astra chiñskiego przez grzyby, w porównaniu z samym kondycjonowaniem,<br />
jednak¿e ¿adna z zastosowanych kombinacji nie ogranicza³a w pe³ni<br />
wystêpowania grzybów. Petch [38] zaobserwowa³, ¿e po osmokondycjonowaniu<br />
wzrasta zasiedlenie nasion pora przez grzyby Cladosporium herbarum (PERS.) LINK,<br />
Penicillium spp. i Stemphylium botryosum WALLROTH. Po³¹czenie kondycjonowania<br />
z zaprawianiem nasion preparatem Benlate T (s.a. benomyl i tiuram) ograniczy³o<br />
wystêpowanie tych grzybów, a jednoczeœnie nie mia³o wp³ywu na efektywnoœæ<br />
kondycjonowania. Khan i in. [27] stwierdzili, ¿e osmokondycjonowanie nasion<br />
buraka æwik³owego (Beta vulgaris subsp. vulgaris convar. crassa ALEF. var. conditiva<br />
ALEF.), po³¹czone z zaprawianiem nasion metalaksylem i tiuramem, wp³ynê³o na<br />
lepsze wschody siewek i ich wiêksz¹ prze¿ywalnoœæ w glebie ska¿onej grzybem<br />
Rhizoctonia solani KÜHN, ni¿ w wypadku zastosowania tylko jednego z tych zabiegów.<br />
Szopiñska i Tylkowska [55] zaobserwowa³y, ¿e zastosowanie preparatu Funaben<br />
T (s.a. karbendazym i tiuram) podczas osmokondycjonowania nasion sa³aty,<br />
powodowa³o pogorszenie ich zdolnoœci i szybkoœci kie³kowania, natomiast u¿ycie<br />
tego samego fungicydu po kondycjonowaniu, pozwoli³o na utrzymanie korzystnych<br />
rezultatów tego zabiegu, poprawiaj¹c jednoczeœnie zdrowotnoœæ nasion. Osburn<br />
i Schroth [35] wykazali, ¿e ju¿ samo osmokondycjonowanie nasion buraka cukrowego<br />
poprawia wschody roœlin w glebie naturalnie ska¿onej Pythium ultimum TROW,<br />
a dodanie metalaksylu do roztworu osmotycznie czynnego, potêgowa³o to korzystne<br />
dzia³anie. Podobnie, w doœwiadczeniu Sadowskiego i in. [50], po³¹czenie kondycjonowania<br />
i zaprawiania nasion grochu (Pisum sativum L.) Super Homai (s.a. tiofanat<br />
metylowy, tiuram i diazynon), Sibutolem (s.a. bitertanol i fuberidazol) i Funabenem T<br />
(s.a. karbendazym i tiuram) istotnie poprawi³o wschody roœlin, chroni¹c je przed<br />
grzybami z rodzajów Phoma i Rhizoctonia, choæ ju¿ samo kondycjonowanie korzystnie<br />
wp³ywa³o na zdrowotnoœæ roœlin. Do dezynfekcji nasion kukurydzy podczas<br />
matrykondycjonowania u¿yto równie¿ podchlorynu sodowego (NaOCl), którego<br />
dzia³anie by³o porównywalne z dzia³aniem testowanych fungicydów. Traktowanie<br />
nasion w ten sposób dawa³o istotn¹ poprawê wschodów w polu zarówno w porównaniu<br />
z nasionami nietraktowanymi, jak i tylko kondycjonowanymi [37].<br />
Metod¹ na pograniczu zaprawiania chemicznego i biologicznego jest traktowanie<br />
nasion substancjami pochodzenia roœlinnego. Metoda ta, uznana za ekologiczn¹, staje<br />
siê coraz bardziej popularna. Nie dziwi wiêc fakt, ¿e podjêto równie¿ próby kondycjonowania<br />
nasion z dodatkiem materia³u roœlinnego. Wyniki badañ przeprowadzonych<br />
przez Kambang i in. [25] wykaza³y, ¿e matrykondycjonowanie nasion papryki<br />
(Capsicum annuum L.) z dodatkiem suszu z liœci goŸdzikowca (Eugenia caryophyllata<br />
THUNB.) ogranicza znacz¹co pora¿enie nasion przez grzyb Colletotrichum<br />
capsici, poprawiaj¹c istotnie zdolnoœæ kie³kowania i wigor nasion.
Patologiczne aspekty kondycjonowania nasion 21<br />
Biokondycjonowanie<br />
W ostatnich latach biologiczne metody zaprawiania nasion, wykorzystuj¹ce antagonistyczne<br />
w³aœciwoœci niektórych mikroorganizmów wobec patogenów zyskuj¹<br />
coraz wiêksze zainteresowanie [4, 7, 9, 12, 40, 41, 51]. Zastosowanie mikroorganizmów<br />
antagonistycznych do zaprawiania nasion jest obecnie intensywnie badane.<br />
Do najczêœciej badanych mikroorganizmów nale¿¹ bakterie rodzajów Pseudomonas,<br />
Enterobacter, Erwinia, Bacillus i Streptomyces oraz grzyby rodzajów Trichoderma<br />
i Gliocladium [11]. Nale¿y wspomnieæ, ¿e niektóre gatunki mikroorganizmów antagonistycznych<br />
nale¿¹cych do niedawna do rodzaju Pseudomonas zalicza siê obecnie<br />
do rodzaju Burkholderia.<br />
Na skutecznoœæ biologicznego traktowania nasion mog¹ wp³ywaæ liczne czynniki,<br />
takie jak pH pod³o¿a, koncentracja jonów ¿elaza, wilgotnoœæ, temperatura, iloœæ<br />
inokulum, a tak¿e sposób przedsiewnego traktowania nasion [7, 51]. W przeciwieñstwie<br />
do zaprawiania chemicznego, zaprawianie biologiczne i równoczesne kondycjonowanie,<br />
zwane biokondycjonowaniem [5], nie by³o do tej pory szeroko badane.<br />
Tym bardziej, ¿e poszczególni autorzy czasami b³êdnie przypisuj¹ ten termin procesom,<br />
podczas których nasiona s¹ kondycjonowane, suszone i dopiero wtedy traktowane<br />
mikroorganizmem antagonistycznym [10, 29].<br />
Paradoksalnie punktem wyjœcia badañ nad biokondycjonowaniem sta³y siê informacje<br />
o zwiêkszaj¹cym siê podczas kondycjonowania zasiedleniu nasion zarówno<br />
przez bakterie, jak i grzyby. Informacjê tê uzyskano analizuj¹c roztwory osmotyczne<br />
pod k¹tem ich ponownego wykorzystania w procesach kondycjonowania na skalê<br />
przemys³ow¹ [39]. Podobnie, badania nad dynamik¹ zmian populacji mikroorganizmów<br />
w trakcie hydrokondycjonowania nasion w rotacyjnych cylindrach (ang. drum<br />
priming), wykaza³y intensywny wzrost populacji bakterii i grzybów podczas kondycjonowania<br />
i ich prze¿ywanie na tym samym poziomie po wysuszeniu nasion. Ta<br />
obserwacja pozwoli³a postawiæ tezê, ¿e podczas tego zabiegu równie¿ mikroorganizmy<br />
antagonistyczne znajd¹ korzystne warunki wzrostu [60, 65]. Procedury hydroi<br />
matrykondycjonowania stosowane na skalê przemys³ow¹ teoretycznie sprzyjaj¹<br />
inokulacji nasion, bowiem przypominaj¹ te wykorzystywane w masowej produkcji<br />
kultur grzybowych i bakteryjnych. Mo¿na tu wymieniæ chocia¿by, obok sta³ej temperatury<br />
i wilgotnoœci, regularne mieszanie i napowietrzanie, zapewniaj¹ce odpowiedni¹<br />
wymianê gazow¹, co zapobiega lokalnemu zagrzewaniu masy nasiennej,<br />
a tym samym sprzyja zachowaniu ¿ywotnoœci zarówno przez nasiona, jak i organizmy<br />
antagonistyczne [32]. Informacje te wp³ynê³y na podjêcie wielu badañ. Harman<br />
i Taylor [19] zaobserwowali, ¿e traktowanie nasion ogórka (Cucumis sativus L.)<br />
i pomidora (Lycopersicon esculentum MILL.) podczas matrykondycjonowania ró¿nymi<br />
szczepami grzyba Trichoderma harzianum przyspiesza³o wschody roœlin w glebie<br />
ska¿onej Pythium ultimum i gwarantowa³o szybszy wzrost siewek ni¿ u roœlin wyros-<br />
³ych z nasion tylko kondycjonowanych oraz kondycjonowanych z dodatkiem tiura-
22 D. Szopiñska<br />
mu. Kolejne doœwiadczenie Harmana i in. [20] wykaza³o, ¿e zastosowanie testowanych<br />
szczepów tego samego grzyba podczas matrykondycjonowania nasion bawe³ny<br />
(Gossypium spp.), fasoli (Phaseolus vulgaris L.), grochu, kukurydzy, ogórka i pszenicy<br />
(Triticum aestivum L.) istotnie poprawia³o wschody roœlin w glebie ska¿onej<br />
grzybami Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, Fusarium graminearum i Sclerotium<br />
rolfsii. Dorna i in. [15], w celu ograniczenia wzrostu grzybów zasiedlaj¹cych nasiona<br />
cebuli, ³¹czyli osmo- i hydrokondycjonowanie z zaprawianiem fungicydami Penncozeb<br />
80 WP (s.a. mankozeb) i Apron 35 SD (s.a. metalaksyl) lub preparatem biologicznym<br />
Promot, zawieraj¹cym zarodniki grzybów Trichoderma koningii i T. harzianum.<br />
Autorzy stwierdzili, ¿e fungicydy same i w po³¹czeniu z kondycjonowaniem ogranicza³y<br />
wystêpowanie grzybów w wiêkszym stopniu ni¿ Promot. Jensen i in. [24]<br />
zaobserwowali, ¿e biokondycjonowanie nasion marchwi z wykorzystaniem szczepu<br />
Clonostachys rosea IK726 znacz¹co poprawia³o zdrowotnoœæ nasion pora¿onych<br />
przez Alternaria radicina i A. dauci, nie maj¹c jednoczeœnie negatywnego wp³ywu na<br />
ich kie³kowanie. Kolejnym mikroorganizmem antagonistycznym stosowanym wraz<br />
z kondycjonowaniem nasion by³a bakteria Pseudomonas aureofaciens AB 254 [5, 6,<br />
45, 61]. Callan i in. [5, 6] stwierdzili, ¿e zastosowanie Pseudomonas aureofaciens AB<br />
254 z równoczesnym osmokondycjonowaniem nasion tak samo dobrze chroni³o<br />
siewki kukurydzy przed zgorzel¹, wywo³an¹ przez grzyb Pythium ultimum, jak<br />
zaprawianie nasion metalaksylem. Podobne wyniki otrzymali Warren i Bennett [61]<br />
z biokondycjonowaniem nasion pomidora, równie¿ przeciwko zgorzeli siewek. Uzyskali<br />
oni jednak lepsze wyniki po zaprawianiu nasion P. aureofaciens AB 254 ni¿ po<br />
³¹cznym zaprawianiu i kondycjonowaniu. Z kolei Szafirowska i in. [52] podaj¹, ¿e<br />
traktowanie nasion fasoli wielokwiatowej (Phaseolus coccineus L.) preparatem<br />
Kodiak, zawieraj¹cym bakteriê Bacillus subtilis, w po³¹czeniu z osmokondycjonowaniem<br />
z powodzeniem zastêpowa³o standardowe zaprawianie chemiczne.<br />
Niestety, nie zawsze zastosowanie czynnika biologicznego podczas kondycjonowania<br />
gwarantuje skuteczn¹ ochronê roœlin, co wynika zarówno z ograniczonego spektrum<br />
dzia³ania poszczególnych mikroorganizmów antagonistycznych, jak i utraty przez<br />
nie ¿ywotnoœci ju¿ w trakcie zabiegu lub podczas procesów suszenia i przechowywania<br />
nasion. Dodatkowym czynnikiem stresowym jest zastosowanie w trakcie lub po kondycjonowaniu<br />
ró¿nych fungicydów, które wype³niaj¹ luki w ochronie nasion, wynikaj¹ce<br />
z niekiedy w¹skiego spektrum dzia³ania antagonisty [64]. Wymusza to koniecznoœæ<br />
dodatkowego testowania zgodnoœci poszczególnych mikroorganizmów i fungicydów<br />
[57]. Wszyscy autorzy zgadzaj¹ siê jednak, ¿e biokondycjonowanie powinno byæ nadal<br />
przedmiotem badañ, poniewa¿ poprzez wyeliminowanie lub ograniczenie stosowania<br />
œrodków chemicznych, odpowiada na potrzeby i naciski spo³eczeñstwa spowodowane<br />
wzrastaj¹cym zanieczyszczeniem œrodowiska oraz wychodzi naprzeciw ¿¹daniom<br />
producentów, oczekuj¹cych nasion wysokiej jakoœci.
Patologiczne aspekty kondycjonowania nasion 23<br />
Podsumowanie<br />
Potrzeba kondycjonowania nasion mo¿e budziæ w¹tpliwoœci, zw³aszcza wtedy,<br />
kiedy warunki œrodowiska nie stwarzaj¹ zagro¿enia dla nasion i siewek podczas siewu<br />
i wschodów. Nale¿y jednak pamiêtaæ, ¿e ka¿da partia nasion ma indywidualne cechy,<br />
takie jak stopieñ dojrza³oœci nasion, ich rozmiar czy te¿ ró¿na podatnoœæ na zapadanie<br />
w stan spoczynku, które modyfikuj¹ ich zdolnoœæ do szybkich i równomiernych<br />
wschodów w zmiennych warunkach œrodowiska.<br />
Nasiona wolne od mikroorganizmów, przede wszystkim patogenicznych, to jeden<br />
z niezbêdnych warunków uzyskania korzystnych rezultatów kondycjonowania [8].<br />
Nie zawsze mamy do czynienia z takimi nasionami, dlatego Tylkowska i van den Bulk<br />
[59] sugeruj¹ koniecznoœæ testowania nasion pod wzglêdem zdrowotnoœci, zanim<br />
zostan¹ one poddane kondycjonowaniu. Niestety, ocena laboratoryjna nasion nie<br />
zawsze uwzglêdnia tak szczegó³owe badania. Ponadto oprócz dobrej zdrowotnoœci<br />
nasion konieczna jest ochrona nasion, kie³ków i siewek przed infekcjami pochodz¹cymi<br />
z gleby. Dlatego te¿, w wypadku braku szczegó³owych danych o zdrowotnoœci<br />
materia³u siewnego oraz mikroorganizmach zasiedlaj¹cych pod³o¿e do wysiewu,<br />
zaprawianie nasion nale¿y uznaæ za konieczne.<br />
Pomimo kosztów przedsiewnego uszlachetniania nasion obci¹¿aj¹cych potencjalnych<br />
nabywców, zwiêkszaj¹cy siê asortyment kondycjonowanych nasion warzyw,<br />
traw i kwiatów dostêpnych na rynkach, szczególnie krajów wysoko rozwiniêtych,<br />
dowodzi, ¿e zyski czêsto przewy¿szaj¹ wzrastaj¹ce koszty. Bêdzie to równie¿<br />
w naturalny sposób wp³ywa³o na podejmowanie kolejnych wyzwañ badawczych<br />
w obrêbie problematyki poruszanej w artykule. Szczególnie zainteresowany kupnem<br />
nasion wysokiej jakoœci jest sektor zajmuj¹cy siê produkcj¹ rozsady, a wysokie koszty<br />
tej produkcji musz¹ byæ zrównowa¿one przez przyspieszone i wyrównane wschody<br />
roœlin, pozwalaj¹ce na szybk¹ sprzeda¿ zdrowego materia³u wysokiej jakoœci i rozpoczêcie<br />
nowego cyklu produkcyjnego w pomieszczeniach szklarniowych [31].<br />
Literatura<br />
[1] Biniek A. 1994. The influence of osmoconditioning in polyethylene glycol [PEG 6000] on the germination and<br />
emergence of carrot and parsley seeds. Acta Hort. 371: 77–81.<br />
[2] Bradford K.J. 1986. Manipulation of seed water relations via osmotic priming to improve germination under<br />
stress conditions. HortSci. 21(5): 1105–1112.<br />
[3] Brocklehurst P.A., Dearman J., Drew R.L.K. 1987. Recent developments in osmotic treatment of vegetable<br />
seeds. Acta Hort. 215: 193–200.<br />
[4] Burgess D. R., Keane P. J. 1997. Biological control of Botrytis cinerea on chickpea seed with Trichoderma spp.<br />
and Gliocladium roseum: indigenous versus non-indigenous isolates. Plant Pathol. 46: 910–918.<br />
[5] Callan N.W., Mathre D.E., Miller J.B. 1990. Bio-priming seed treatment for biological control of Pythium<br />
ultimum preemergence damping-off in sh2 sweet corn. Plant Dis. 74(5): 368–372.<br />
[6] Callan N.W., Mathre D.E., Miller J.B. 1991. Field performance of sweet corn seed bio-primed and coated with<br />
Pseudomonas fluorescens AB254. HortSci. 26(9): 1163–1165.
24 D. Szopiñska<br />
[7] Callan N.W., Mathre D.E., Miller J.B., Vavrina C.S. 1997. Biological seed treatments: factors involved in<br />
efficacy. HortSci. 32(2): 179–183.<br />
[8] Cantliffe D.J., Elballa M., Guedes A., Odell G.B., Perkins-Veazie P., Schultheis J.R., Seale D.N., Shuler K.D.,<br />
Tanne I., Watkins J.T. 1987. Improving stand establishment of direct seeded vegetables in Florida. Proc. Fla.<br />
State. Hort. Soc.100: 213–216.<br />
[9] Chet I., Inbar J. 1994. Biological control of fungal pathogens. App. Biochem. Biotech. 48: 37–43.<br />
[10] Conway K.E., Mereddy R., Kahn B.A., Wu Y., Hallgren S.W., Wu L. 2001. Beneficial effects of solid matrix<br />
chemo-priming in okra. Plant Dis. 85: 535–537.<br />
[11] Cook R.J. 1993. Making greater use of introduced microorganisms for biological control of plant pathogens.<br />
Ann. Rev. Phytopathol. 31: 53–80.<br />
[12] Cook D.W.M., Long P.G., Ganesh S., Cheah L-H. 1997. Attachment microbes antagonistic against Botrytis<br />
cinerea – biological control and scanning electron microscope studies in vivo. Ann. Appl. Biol. 131: 503–518.<br />
[13] D¹browska B. 1998. Wp³yw niektórych czynników na wynik przedsiewnego traktowania nasion roœlin<br />
warzywnych. Materia³y z konferencji: Nasiennictwo roœlin ogrodniczych w Polsce – perspektywy integracji<br />
<strong>nauk</strong>i z praktyk¹. Skierniewice, 22 kwietnia: 41–45.<br />
[14] Dawidowicz-Grzegorzewska A. 1997. Ultrastructure of carrot seeds during matriconditioning with Micro-Cel<br />
E. Ann. Bot. 79: 535–545.<br />
[15] Dorna H., Tylkowska K., Wei Yahong, Marcinek R. 2005. Germination and health of onion (Allium cepa) seeds<br />
after priming combined with chemical or biological treatments. Phytopathol. Pol. 37: 69–81.<br />
[16] Dorna H., Tylkowska K., Zhao X. 2001. Effects of osmopriming and Rovral on health and germination of china<br />
aster seeds. Phytopathol. Pol. 21: 35–44.<br />
[17] Górecki R.J., Grzesiuk S. 1994. Œwiatowe tendencje i kierunki uszlachetniania materia³ów nasiennych.<br />
Materia³y z konferencji „Uszlachetnianie materia³ów nasiennych”, Olsztyn-Kortowo, czerwiec: 9–24.<br />
[18] Habdas H., Staniaszek M., Szafirowska A. 1997. Cytologiczne zmiany w nasionach cebuli i marchwi<br />
matrykondycjonowanych substancj¹ Micro-Cel E. Materia³y VII Ogólnopolskiego Zjazdu Hodowców Roœlin<br />
Ogrodniczych „Hodowla Nasiennictwo i Szkó³karstwo Roœlin Ogrodniczych o Podwy¿szonej Jakoœci”,<br />
Szczecin, 11–13 wrzeœnia 1997: 368–372.<br />
[19] Harman G.E., Taylor A.G. 1988. Improved seedling performance by integration of biological control agents at<br />
favorable pH levels with solid matrix priming. Phytopathol. 78: 520–525.<br />
[20] Harman G.E., Taylor A.G., Stasz T.E. 1989. Combining effective strains of Trichoderma harzianum and solid<br />
matrix priming to improve biological seed treatments. Plant Dis. 73: 631–637.<br />
[21] Harper S., Gummerson R., Osborne R., Halmer P. 1997. Advantage: a commercial treatment to advance the<br />
germination and emergence of sugar beet seeds. Technical Paper, Germain’s UK Ltd, June.<br />
[22] Heydecker W., Higgins J., Turner Y.J., 1975. Invigoration of seeds? Seed Sci. Technol. 3: 881–888.<br />
[23] Janas R., Habdas H., Szafirowska A. 2000. Health status and cytological changes in matriconditioned seeds.<br />
Phytopathol. Pol. 19: 117–125.<br />
[24] Jensen B., Knudsen I.M.B., Madsen M., Jensen D.F. 2004. Biopriming of infected carrot seed with an<br />
antagonist, Clonostachys rosea, selected for control of seedborne Alternaria spp. Phytopathol. 94(6): 551–560.<br />
[25] Kambang Vetrani Asie, Sudarsono, Satriyas Ilyas 2005. Matriconditioning plus Clove leaf powder improves<br />
seed quality of hot pepper seed infected by Colletotrichum capsici during storage. 5th ISTA – SHC Seed Health<br />
Symposium, Angers, France, May 10–13. Abstract Booklet: 37.<br />
[26] Khan A.A. 1992. Preplant physiological seed conditioning. Hort. Rev. 13: 131–181.<br />
[27] Khan A.A., Abawi G.S., Maguire J.D. 1992. Integrating matriconditioning and fungicide treatment of table beet<br />
seed to improve stand establishment and yield. Crop Sci. 32: 231–237.<br />
[28] Machado J.C., Carvalho J.C.B., Vieira M.G.C., Guimarães R.M. 2001. Methodology for infecting seeds by<br />
fungi using water restriction technique. 26 International Seed Testing Congress – Seed Symposium – Abstracts,<br />
Angers, France, June 18–20: 62.<br />
[29] Mao W., Lumsden R.D., Lewis J.A. Habbar P.K. 1998. Seed treatment using pre-infiltration and biological<br />
control agents to reduce damping-off of corn caused by Pythium and Fusarium. Plant Dis. 82: 294–299.<br />
[30] Maude R.B., Drew R.L.K., Gray D., Petch G.M., Bujalski W., Nienow A.W. 1992. Strategies for control of<br />
seed-borne Alternaria dauci [leaf blight] of carrots in priming and process engineering systems. Plant Pathol.<br />
41: 204-214.<br />
[31] McDonald M.B. 2000. Seed priming. W: Seed Technology. Wyd. Black M., Bewley J.D., Sheffield Academic<br />
Press: 287–325.
Patologiczne aspekty kondycjonowania nasion 25<br />
[32] McQuilken M., Halmer P., Rhodes D.J. 1998. Application of microorganisms to seeds. W: Formulation of<br />
Microbial Biopesticides: Beneficial Microorganisms, Nematodes and Seed Treatments. Wyd. Burgess H.D.,<br />
Kluwer Academic Publishers, Dordrecht: 255–285.<br />
[33] Mexal J., Reid C.P.P. 1973. The growth of selected mycorrhizal fungi in response to induced water stress. Can.<br />
J. Bot. 51: 1579–1588.<br />
[34] Nascimento W.M., West S.H. 1998. Microorganism growth during muskmelon seed priming. Seed Sci.<br />
Technol. 26: 531–534.<br />
[35] Osburn R.M., Schroth M.N. 1989. Effect of osmopriming sugar beet seed on germination rate and incidence of<br />
Pythium ultimum damping-off. Plant Dis. 73: 21–24.<br />
[36] Parera C.A., Cantliffe D.J. 1991. Improved germination and modified imbibition of shrunken-2 sweet corn by<br />
seed disinfection and solid matrix priming. J. Am. Soc. Hort. Sci. 116(6): 942–945.<br />
[37] Parera C.A., Cantliffe D.J. 1992. Enhanced emergence and seedling vigour in shrunken 2 sweet corn via seed<br />
disinfection and solid matrix priming. J. Am. Soc. Hort. Sci. 117: 400–403.<br />
[38] Petch G.M. 1989. The implications of microbial changes resulting from seed priming and film-coating during<br />
the process engineering of vegetable seeds. School of Chemical Engineering, University of Birmingham,<br />
England.<br />
[39] Petch G.M., Maude R.B., Bujalski W., Nienow A.W. 1991. The effects of re-use of polyethylene glycol priming<br />
osmotica upon the development of microbial population of leeks and carrots. Ann. Appl. Biol. 119: 367–372.<br />
[40] Pietr S.J., Sobiczewski P. 1993. Mo¿liwoœci i ograniczenia zastosowania bakterii do ochrony roœlin przed<br />
chorobami. Materia³y z Sympozjum „Biotyczne œrodowisko uprawne a zagro¿enie chorobowe roœlin”, Olsztyn,<br />
7–9 wrzeœnia: 47–58.<br />
[41] Piêta D. 1997. Niektóre aspekty wykorzystania mikroorganizmów antagonistycznych do zwalczania chorób<br />
roœlin. Ann. Univ. Mariae Curie-Sk³odowska, Lublin – Polonia, sec. E, V: 1–8.<br />
[42] Pill W.G. 1995. Low water potential and presowing germination treatment to improve seed quality. W: Seed<br />
Quality: Basic Mechanisms and Agricultural Implications. Wyd. Basra A.S., Food Product Press: 319–359.<br />
[43] Powell A.A. 1989. The importance of genetically determined seed coat characteristics to seed quality in grain<br />
legumes. Ann. Bot. 63: 169–175.<br />
[44] Powell A.A., Matthews S. 1978. The damaging effect of water on dry pea embryos during imbibition. J. Exp.<br />
Bot. 29: 1215–1229.<br />
[45] Reese C.D., Fritz V.A., Pfleger F.L. 1998. Impact of pressure infusion of sh-2 sweet corn seed with<br />
Pseudomonas aureofaciens on seedling emergence. HortSci. 33(1): 24–27.<br />
[46] Ruan S., Xue Q., Tylkowska K. 2002. Effects of priming on germination and health of rice (Oryza sativa L.)<br />
seeds. Seed Sci. Technol. 30: 451–458.<br />
[47] Rush C.M. 1991. Comparison of seed priming techniques with regard to seedling emergence and Pythium<br />
damping-off in sugar beet. Phytopathol. 81: 878–882.<br />
[48] Sadowski Cz., Prusiñski J., Baranowska M., Lemañczyk G. 1996. The effect of initial water content in yellow<br />
lupine seeds on their survival and fungi growth under water and chilling stress. Plant Breed. Seed Sci. 40(1–2):<br />
139–147.<br />
[49] Sadowski Cz., Prusiñski J., Zieliñski D., Krzysiak A. 1995. Effect of yellow lupine seed conditioning on plant<br />
healthiness of the plants. Proceedings of the 3rd EFPP conference: Environmental biotic factors in integrated<br />
plant disease control, Poznañ, 5–9 September 1995: 461–465.<br />
[50] Sadowski Cz., Skinder Z., Prusiñski J., Zieliñski D. 1995. Effect of pea seed conditioning on healthiness of the<br />
plants. Proceedings of the 3rd EFPP conference: Environmental biotic factors in integrated plant disease<br />
control, Poznañ, 5–9 September 1995: 467–471.<br />
[51] Smith V.L. 1996. Enhancement of snap bean emergence by Gliocladium virens. HortSci. 31: 984–985.<br />
[52] Szafirowska A., Soko³owska A., Janas R. 1998. Badania nad uszlachetnianiem nasion roœlin warzywnych.<br />
Materia³y z konferencji: Nasiennictwo roœlin ogrodniczych w Polsce – perspektywy integracji <strong>nauk</strong>i z praktyk¹,<br />
Skierniewice, 22 kwietnia 1998: 29–37.<br />
[53] Szopiñska D. 2001. Wp³yw wybranych metod uszlachetniania na wigor i zdrowotnoœæ nasion sa³aty (Lactuca<br />
sativa L.). Praca doktorska. Katedra Nasiennictwa Ogrodniczego. <strong>Akademia</strong> Rolnicza im. A. Cieszkowskiego<br />
w Poznaniu.<br />
[54] Szopiñska D., Tylkowska K. 2003. Effect of osmopriming on location of seed-borne fungi in lettuce (Lactuca<br />
sativa) seeds. Phytopathol. Pol. 29: 69–80.<br />
[55] Szopiñska D., Tylkowska K. 2004. Effects of osmopriming and fungicide treatment on germination, vigour and<br />
health of lettuce (Lactuca sativa) seeds. Phytopathol. Pol. 31: 45–56.
26 D. Szopiñska<br />
[56] Taylor A.G., Allen P.S., Bennet M.A., Bradford K.J., Burris J.S., Misra M.K. 1998. Seed enhancements. Seed<br />
Sci. Res. 8: 245–256.<br />
[57] Taylor A.G., Harman G.E., Nielsen P.A. 1994. Biological seed treatments using Trichoderma harzianum for<br />
horticultural crops. Hort Technol. 4(2): 105–108.<br />
[58] Tylkowska K., Biniek A. 1996. Fungi and germination of carrot and parsley seeds under osmoconditioning and<br />
fungicide treatment. Phytopathol. Pol. 12: 51–61.<br />
[59] Tylkowska K., van den Bulk R.W. 2001. Effects of osmo- and hydropriming on fungal infestation levels and<br />
germination of carrot (Daucus carota L.) seeds contaminated with Alternaria spp. Seed Sci. Technol. 29:<br />
365–375.<br />
[60] Warren J.E., Bennett M.A. 1997. Seed hydration using the drum priming system. HortSci. 32: 1220–1221.<br />
[61] Warren J.E., Bennett M.A. 1999. Bio-osmopriming tomato (Lycopersicon esculentum MILL.) seed for improved<br />
stand establishment. Seed Sci. Technol. 27: 489–499.<br />
[62] Wei Yahong, Dorna H. 2006. Effects of priming, fungicide and biological treatments on onion (Allium cepa L.)<br />
seeds. Jour. of Northwest Sci-Tech Univ. of Agri. and For. (Nat. Sci. Ed.) 34(1): 54–66.<br />
[63] Wiœniewska M., £otocka B., Suchorska-Tropi³o K., D¹browska B. 2006. Embryo ultrastructure in Origanum<br />
majorana L. (Lamiaceae) after seed conditioning. Acta Biol. Cracow., Ser. Bot. 48(2): 105–116.<br />
[64] Wright B., Rowse H., Whipps J.M. 2003. Application of beneficial microorganisms to seeds during drum<br />
priming. Biocontrol Sci. Technol. 13(6): 599–614.<br />
[65] Wright B., Rowse H., Whipps J.M. 2003. Microbial population dynamics on seeds during drum and steeping<br />
priming. Plant Soil 255: 631–640.<br />
[66] Zhang S., Hu J., Liu N., Zhu Z. 2006. Presowing seed hydration treatment enhances the cold tolerance of<br />
direct-sown rice. Seed. Sci. Technol. 34(3): 593–601.<br />
Pathological aspects of seed conditioning<br />
Key words: conditioning, seed health, seed treatment, bio-conditioning<br />
Summary<br />
Seed conditioning has been reported to accelerate the germination and improve<br />
the seedling uniformity of many species, especially under unfavorable conditions.<br />
This technique consists of imbibing seeds under controlled conditions that allows<br />
pre-germinative metabolism to proceed, but prevents radicle protrusion through the<br />
seed coat. Among the factors affecting seed conditioning, microbial contamination<br />
was cited. Seeds free from microorganisms are essential for good conditioning results.<br />
Since, it is not always possible to obtain such seeds, the use of fungicides and<br />
biological control agents during seed conditioning has become a common seed<br />
treatment. The paper gives a review of most important and actual works concerning<br />
pathological aspects of seed conditioning.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 27–39<br />
Rola korzeni oraz ryzosfery<br />
we wzroœcie i plonowaniu roœlin sadowniczych<br />
Lidia Sas-Paszt, S³awomir G³uszek<br />
Instytut Sadownictwa i Kwiaciarstwa,<br />
ul. Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice<br />
Lidia.Sas-Paszt@insad.pl<br />
S³owa kluczowe: ryzosfera, roœliny sadownicze, mikoryza, PGPR,<br />
zrównowa¿one warunki uprawy<br />
Wstêp<br />
Termin „ryzosfera” wprowadzi³ po raz pierwszy niemiecki uczony Lorenz Hiltner<br />
w 1904 roku. Stanowi ona cienk¹ warstwê gleby otaczaj¹c¹ korzeñ, zazwyczaj nie<br />
przekraczaj¹c¹ 1–5 mm gruboœci. Strefa ta ró¿ni siê wieloma w³aœciwoœciami od<br />
gleby. Z powodu metabolizmu korzeni oraz oddzia³ywania biotycznych i abiotycznych<br />
komponentów glebowych, w strefie tej zachodz¹ aktywne procesy biologiczne<br />
i chemiczne, takie jak:<br />
� wymiana jonów miêdzy roœlin¹ i gleb¹, tj. pobieranie wody i sk³adników mineralnych<br />
oraz zwi¹zanej z tym zmiany pH oraz form i stê¿eñ sk³adników mineralnych;<br />
� wydzielanie H + oraz anionów zwi¹zków organicznych lub mineralnych przez<br />
korzenie;<br />
� zmiany potencja³u oksydoredukcyjnego;<br />
� aktywnoœæ mikroorganizmów glebowych i grzybów mikoryzowych, aktywnoœæ<br />
enzymów korzeniowych, grzybowych i bakteryjnych.<br />
Wymienione powy¿ej procesy odgrywaj¹ wa¿n¹ rolê w funkcjonowaniu ekosystemów<br />
roœlin uprawnych, gdy¿ maj¹ one bezpoœredni wp³yw na ich produktywnoœæ,<br />
bioró¿norodnoœæ i zrównowa¿enie. Oddzia³ywania w ryzosferze obejmuj¹ bio-geochemiczne<br />
interakcje pomiêdzy roœlin¹, gleb¹ a mikroorganizmami. Pomimo stuletniej<br />
historii <strong>nauk</strong>i o ryzosferze oraz intensywnemu w ostatnich latach rozwojowi<br />
badañ w tej dziedzinie wiedza na temat procesów zachodz¹cych w tej strefie jest<br />
wci¹¿ ograniczona. Najwiêcej badañ w tym zakresie prowadzi siê na roœlinach<br />
leœnych i <strong>rolniczych</strong>. Niniejsza praca opisuje postêp w badaniach korzeni i ryzosfery<br />
roœlin sadowniczych.
28 L. Sas-Paszt, S. G³uszek<br />
W dobie rozwoju nowych, proekologicznych metod uprawy roœlin w warunkach<br />
zrównowa¿onego œrodowiska naturalnego bardzo wa¿nym jest badanie procesów<br />
zachodz¹cych w roœlinach i w ryzosferze. Celem tych badañ jest zwiêkszenie efektywnoœci<br />
pobierania i przyswajania sk³adników od¿ywczych i regulatorów wzrostu<br />
roœlin z biostymulatorów (tj. bionawozy i bioregulatory) dla ograniczenia stosowania<br />
syntetycznych nawozów mineralnych i innych chemicznych œrodków produkcji<br />
roœlin. Bioregulatory i bionawozy to substancje i zwi¹zki pochodzenia roœlinnego<br />
[29] lub zwierzêcego (produkowane na bazie ekstraktów z roœlin l¹dowych i wodnych,<br />
kompostów oraz hydrolizowanych tkanek roœlinnych i zwierzêcych). Zawieraj¹<br />
one zwi¹zki mineralne i organiczne (t.j. substancje humusowe, witaminy, aminokwasy,<br />
peptydy, kwasy nukleinowe, wêglowodany, hormony roœlinne i inne substancje<br />
o dzia³aniu reguluj¹cym takie jak sterole i prowitaminy itp.). Produkty te stosowane<br />
s¹ dolistnie, doglebowo lub ³¹cznie [55]. Mackowiak i in. [26] stwierdzili, ¿e<br />
w warunkach laboratoryjnych obecnoœæ kwasów humusowych zwiêksza iloœæ dostêpnych<br />
dla roœlin pszenicy jonów ¿elaza i cynku. Ekstrakty z glonów morskich, takie jak<br />
np. Goëmar BM86 lub Kelpak SL, wp³ywaj¹ na poprawê jakoœci owoców mandarynki<br />
[15], jab³oni [4] i truskawki [29], a tak¿e zwiêkszenie plonowania pomidorów<br />
[9] i sa³aty [8]. Najnowsze badania w tym zakresie, prowadzone w Instytucie Sadownictwa<br />
i Kwiaciarstwa w Skierniewicach we wspó³pracy z europejskimi oœrodkami<br />
<strong>nauk</strong>owymi i producentami bionawozów, wykaza³y, ¿e preparaty na bazie kwasów<br />
humusowych zwiêkszaj¹ tak¿e wzrost wegetatywny i plonowanie roœlin truskawki<br />
i jab³oni [56]. Badania te s¹ kontynuowane, a uzyskane wyniki doœwiadczeñ poszerz¹<br />
dotychczasowy stan wiedzy i przyczyni¹ siê do dalszego postêpu i rozwoju nowych<br />
metod produkcji wysokiej jakoœci owoców.<br />
Ze wzglêdu na korzystny wp³yw biostymulatorów na wzrost i plonowanie roœlin,<br />
istnieje potrzeba opracowania proekologicznych metod uprawy i nawo¿enia roœlin sadowniczych<br />
w celu ochrony œrodowiska naturalnego. Wi¹¿e siê to z koniecznoœci¹<br />
utrzymania agrobiocenoz na plantacjach roœlin sadowniczych w naturalnej równowadze<br />
ekologicznej. InnowacyjnoϾ tych metod polega na zastosowaniu zredukowanego<br />
nawo¿enia NPK w po³¹czeniu z mikoryzacj¹ roœlin (inokulowaniem korzeni roœlin<br />
symbiotycznymi szczepami grzybów mikoryzowych), œció³kowaniem (substratem torfowym,<br />
kompostem, s³om¹, a tak¿e trocinami i wiórami drzewnymi) lub aplikacj¹ biostymulatorów<br />
dla poprawy stanu od¿ywienia oraz wzrostu i plonowania roœlin. Wykazano<br />
tak¿e korzystny wp³yw okrywania gleby z u¿yciem tradycyjnych folii plastikowych<br />
i agrow³óknin na poprawê warunków wzrostu i plonowania roœlin truskawki [54]<br />
oraz wielu gatunków warzyw [44]. Okrywanie gleby foli¹ przed wysadzaniem roœlin w<br />
polu znacz¹co obni¿y³o poziom przetrwalników patogenicznych grzybów glebowych<br />
w polowej uprawie pomidorów [47]. Prowadzone s¹ tak¿e badania w celu uzyskania<br />
nowych, ulegaj¹cych biodegradacji materia³ów, np. Biolice otrzymywany z przetworzonych<br />
zbó¿, które zostan¹ wykorzystane jako okrycia gleby w praktyce ogrodniczej<br />
[http://ec.europa.eu/environment/etap/pdfs/july06_biode_agri_films.pdf].
Rola korzeni oraz ryzosfery … 29<br />
Postêp w badaniach korzeni i ryzosfery roœlin sadowniczych oraz wyniki badañ<br />
w tym zakresie s¹ ju¿ praktycznie wykorzystywane do opracowania zrównowa¿onych<br />
metod produkcji owoców. Wprowadzenie proekologicznych metod uprawy do<br />
praktyki sadowniczej wp³ynie na poprawê stanu od¿ywienia roœlin w sk³adniki<br />
mineralne oraz ich wzrost i plonowanie, a w konsekwencji ochronê œrodowiska<br />
naturalnego i poprawê dochodowoœci gospodarstw sadowniczych. Dziêki korzystnemu<br />
wp³ywowi mikoryzacji roœlin i œció³kowania na wzrost i plonowanie roœlin oraz<br />
braku destrukcyjnego wp³ywu na œrodowisko mo¿liwe jest ich powszechne stosowanie<br />
w organicznej, integrowanej i konwencjonalnej uprawie roœlin sadowniczych.<br />
Ten kierunek badañ jest zgodny z wymogami ochrony œrodowiska naturalnego<br />
wprowadzanymi sukcesywnie w naszym kraju, a tak¿e obowi¹zuj¹cymi w pañstwach<br />
Unii Europejskiej. Wobec procesu integracji Polski z Uni¹ Europejsk¹ zachodzi<br />
bowiem niezbêdna potrzeba zintensyfikowania i rozszerzenia tego kierunku badañ.<br />
Badania procesów zachodz¹cych w ryzosferze roœlin sadowniczych podejmowane<br />
s¹ w�celach poznawczych i praktycznych m.in. dla opracowania kompleksowych<br />
metod uprawy i nawo¿enia roœlin w warunkach zrównowa¿onego œrodowiska<br />
naturalnego. Badania ryzosfery znajduj¹ ju¿ praktyczne zastosowanie w zrównowa-<br />
¿onym rolnictwie i w leœnictwie, w mikrobiologii, gleboznawstwie, ekologii, ochronie<br />
roœlin i fitoremediacji. Istotnym aspektem w rozwoju rolnictwa zrównowa¿onego<br />
i ekologicznego jest rosn¹ce znaczenie biologicznego zapobiegania chorobom roœlin<br />
uprawnych wywo³ywanych przez patogeniczne grzyby i bakterie.<br />
Niewiele jest danych na temat korzeni i ryzosfery roœlin sadowniczych i dotycz¹<br />
one g³ównie upraw sadowniczych klimatu tropikalnego [10, 11] poprzez drzewa<br />
i krzewy owocowe stref oko³ozwrotnikowych [3, 19, 30] do upraw w strefach klimatu<br />
œródziemnomorskiego i umiarkowanego [6, 14, 41, 49, 50, 51, 52]. Omawiane<br />
w niniejszej pracy wyniki badañ w³asnych wnosz¹ nowe informacje dotycz¹ce roli<br />
korzeni i ryzosfery we wzroœcie i plonowaniu roœlin sadowniczych uprawianych<br />
w warunkach Polski [27, 36, 39, 40, 42, 43, 45, 56].<br />
Badania ryzosfery roœlin uprawnych dotycz¹ oddzia³ywañ komponentów ryzosfery<br />
na wzrost korzeni i pêdów, np. wp³ywu warunków glebowych lub wydzielin<br />
korzeniowych na d³ugoœæ ¿ycia korzeni drobnych [5, 23] i pobieranie substancji<br />
od¿ywczych z gleby [24], oddzia³ywañ allelopatycznych miêdzy roœlinami uprawnymi<br />
[21], wp³ywu mikoryzacji roœlin na wielkoœæ i jakoœæ plonu [20] oraz stan<br />
zdrowotny i si³ê wzrostu roœlin [1, 7, 46, 48]. Badania prowadzone s¹ zarówno<br />
w warunkach polowych jak i kontrolowanych (szklarnie, fitotrony, laboratoria)<br />
i obejmuj¹ bardzo szerokie spektrum metod pobierania i przygotowywania prób,<br />
obserwacji i analiz, badañ ró¿norodnoœci biologicznej gleby, dynamiki wzrostu<br />
i rozwoju korzeni roœlin [17, 18, 23]. Stosowane s¹ zarówno metody inwazyjne,<br />
zwi¹zane z usuwaniem korzeni z gleby, izolowaniem i badaniami gleby ryzosferowej<br />
w laboratoriach, jak i nieinwazyjne zwi¹zane z obserwacj¹ korzeni w glebie [32, 45].<br />
Du¿e znaczenie odgrywaj¹ tak¿e metody analizy molekularnej [46].
30 L. Sas-Paszt, S. G³uszek<br />
Badania wzrostu i fizjologii korzeni m³odych roœlin prowadzi siê w œciœle kontrolowanych<br />
warunkach, niejednokrotnie w kulturach hydroponicznych [31]. Jednak¿e<br />
badania prowadzone w warunkach kontrolowanych mog¹ mieæ ograniczone zastosowanie<br />
do opisania zjawisk wystêpuj¹cych w korzeniach roœlin rosn¹cych w naturalnych<br />
warunkach wzrostu. W odró¿nieniu od korzeni drobnych roœlin jednorocznych<br />
[25], korzenie drobne drzew i krzewów ró¿ni¹ siê rozwojem i fizjologi¹, mog¹ ¿yæ<br />
i funkcjonowaæ przez wiele miesiêcy, a nawet lat [12, 50, 51, 53]. Korzenie wszystkich<br />
roœlin aktywnie oddzia³ywuj¹ na otaczaj¹c¹ je ryzosferê poprzez wydzielanie do<br />
niej jonów i ró¿nych zwi¹zków organicznych, które bezpoœrednio i poœrednio wp³ywaj¹<br />
na aktywnoœæ i przebieg procesów biologiczno-fizyczno-chemicznych [34] oraz<br />
na dostêpnoœæ zwi¹zków mineralnych dla roœlin [28]. Pobieranie tych zwi¹zków jest<br />
u³atwione dziêki korzystnym oddzia³ywaniom symbiotycznych mikroorganizmów<br />
glebowych, takich jak grzyby mikoryzowe i bakterie ryzosferowe [33]. Mikroorganizmy<br />
te mog¹ tak¿e zwiêkszaæ odpornoœæ korzeni roœlin na infekcje powodowane<br />
przez patogeny glebowe i szkodniki [2], których wp³yw na wzrost i rozwój<br />
korzeni jest równie¿ szeroko badany [22, 52].<br />
W 2001 roku w Zak³adzie Uprawy i Nawo¿enia Roœlin Sadowniczych (obecnie<br />
Zak³ad Agrotechniki, Pracownia Ryzosfery) Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa<br />
w Skierniewicach podjêto badania korzeni i ryzosfery. Celem tych badañ jest rozwój<br />
proekologicznych metod nawo¿enia wa¿nych gospodarczo odmian i gatunków roœlin<br />
sadowniczych (m.in. truskawki, porzeczki czarnej, jab³oni i czereœni). Badania w tym<br />
zakresie maj¹ na celu okreœlenie mo¿liwoœci praktycznego zastosowania w sadownictwie<br />
mikroorganizmów (PGPR – bakterie ryzosferowe i arbuskularne grzyby mikoryzowe)<br />
oraz stymulatorów wzrostu i rozwoju roœlin, zw³aszcza tych pochodzenia<br />
naturalnego (m.in. bionawozów, otrzymywanych z przetworzonych pozosta³oœci<br />
roœlinnych i zwierzêcych) zwiêkszaj¹cych stan od¿ywienia i zdrowotnoœæ roœlin dla<br />
produkcji zdrowych i wysokiej jakoœci owoców. Bionawozy zawieraj¹ jeden lub kilka<br />
biologicznie aktywnych zwi¹zków stymuluj¹cych wzrost i wigor roœlin uprawnych.<br />
Preparaty te, zwane tak¿e biostymulatorami, otrzymywane s¹ przemys³owo z materia³u<br />
pochodzenia roœlinnego lub zwierzêcego i zawieraj¹ zwi¹zki biologicznie<br />
aktywne (aminokwasy, bia³ka, enzymy, witaminy, cukry, kwasy huminowe) [16].<br />
Biostymulatory s¹ bardzo ró¿norodnymi zwi¹zkami wp³ywaj¹cymi korzystnie na<br />
wzrost i rozwój roœlin poprzez ró¿ne mechanizmy ich dzia³ania. Nieznany jest w pe³ni<br />
wp³yw biostymulatorów na procesy fizjologiczne i pobieranie jonów przez roœliny.<br />
Na rynku polskim i europejskim istnieje wiele tego typu produktów (organiczno-mineralne<br />
bionawozy, inokula mikoryzowe i bakteryjne, biopreparaty bêd¹ce szczepionkami<br />
do zwalczania chorób i szkodników). Stosowane s¹ przyjazne dla œrodowiska,<br />
naturalne komponenty biosfery gleby oraz nowej generacji nawozy pochodzenia<br />
organicznego zwiêkszaj¹ce ¿yznoœæ gleby i nie zaburzaj¹ce jej równowagi<br />
ekologicznej, stymuluj¹ce wzrost korzeni i zwi¹zan¹ z tym aktywnoœæ procesów<br />
zachodz¹cych w ryzosferze. Badania ryzosfery oraz korzeni roœlin sadowniczych
Rola korzeni oraz ryzosfery … 31<br />
obejmuj¹ m.in. zintegrowane doglebowe i dolistne stosowanie stymulatorów wzrostu<br />
roœlin pochodzenia naturalnego dla zwiêkszenia efektywnoœci pobierania i wykorzystania<br />
sk³adników mineralnych przez roœliny. Badana jest tak¿e rola wydzielin<br />
korzeniowych, zmian pH ryzosfery oraz procesów utleniania i redukcji w zwiêkszaniu<br />
dostêpnoœci sk³adników mineralnych w ryzosferze oraz ich efektywnym pobieraniu<br />
przez korzenie roœlin. Dla dalszego rozwoju zrównowa¿onej i ekologicznej<br />
produkcji owoców prowadzone s¹ badania nad modelowaniem wzrostu i rozwoju<br />
korzeni, pobierania sk³adników mineralnych w ryzosferze oraz nad oddzia³ywaniem<br />
naturalnych komponentów biosfery gleby. Badane s¹ korzystne oddzia³ywania mikroorganizmów<br />
na stan od¿ywienia roœlin sadowniczych, ich wzrost i plonowanie,<br />
m.in. stymulacja pobierania sk³adników mineralnych (P, N, K, Zn, Cu, Mn i inne)<br />
i wody oraz poprawa w³aœciwoœci fizykochemicznych gleby. Opracowywane s¹<br />
metody nawo¿enia roœlin sadowniczych na glebach kwaœnych, o ma³ej ¿yznoœci oraz<br />
zanieczyszczonych lub zdegradowanych poprzez u¿ycie odpowiednich nawozów (m.in.<br />
odkwaszaj¹cych), kontrolê pH wody, zastosowanie materii organicznej i bionawozów.<br />
Najwa¿niejsze osi¹gniêcia badañ<br />
ryzosfery roœlin sadowniczych<br />
Wp³yw genotypu na procesy zachodz¹ce w ryzosferze<br />
Badania odmianowe w tym zakresie obejmuj¹ selekcjê najbardziej wartoœciowych<br />
genotypów roœlin sadowniczych, tj. o du¿ej efektywnoœci pobierania sk³adników<br />
mineralnych w ryzosferze, odpornych na czynniki stresowe i patogeny oraz<br />
lepiej przystosowanych do warunków uprawowych dla ograniczenia stosowania<br />
syntetycznych nawozów mineralnych i innych chemicznych œrodków produkcji.<br />
Badane odmiany roœlin sadowniczych ró¿ni¹ siê zdolnoœci¹ modyfikowania procesów<br />
zachodz¹cych w ryzosferze, m.in. uzyskano ró¿nice odmianowe w modyfikowaniu<br />
pH ryzosfery oraz w reakcji roœlin po zastosowaniu substratu bakteryjno-mikoryzowego.<br />
Wykazano tak¿e ró¿nice w morfologii oraz dynamice wzrostu i rozwoju<br />
korzeni roœlin sadowniczych z u¿yciem miniryzotronów. Uzyskano ró¿nice odmianowe<br />
roœlin truskawki we wzroœcie korzeni i modyfikowaniu procesów zachodz¹cych<br />
w ryzosferze, tj. zró¿nicowane zakwaszenie w ryzosferze zwi¹zane z wydzielaniem<br />
przez korzenie jonów H + . Spoœród badanych odmian truskawki roœliny mikoryzowane<br />
odmiany ‘Senga Sengana’ charakteryzowa³y siê istotnie wiêksz¹ d³ugoœci¹,<br />
œrednic¹ oraz liczb¹ wierzcho³ków korzeni, a tak¿e bardziej intensywnym pobieraniem<br />
sk³adników mineralnych i wiêkszym wydzielaniem jonów wodorowych w ryzosferze<br />
[43, 27].
32 L. Sas-Paszt, S. G³uszek<br />
Indukowane przez korzenie zmiany pH ryzosfery<br />
Badania zmian pH ryzosfery maj¹ na celu okreœlenie zdolnoœci ró¿nych genotypów<br />
roœlin sadowniczych do modyfikowania odczynu w strefie korzeni. Wykazano,<br />
¿e pH ryzosfery roœlin sadowniczych istotnie ró¿ni siê od pH otaczaj¹cej gleby, co<br />
zwi¹zane jest z aktywnym oddzia³ywaniem korzeni roœlin. Zmiany pH w ryzosferze<br />
roœlin indukowane s¹ przez korzenie, w wyniku wydzielania jonów H + i pobierania<br />
kationów sk³adników mineralnych (NH4 + ,Al3 + ) lub wydzielania anionów HCO3 – ,<br />
anionów kwasów organicznych i�innych anionów [36, 37, 39]. Du¿e roœliny maj¹<br />
wiêksz¹ zdolnoœæ modyfikowania pH ryzosfery ni¿ roœliny ma³e. Wierzcho³ki korzeni<br />
s¹ bardziej efektywne w podwy¿szaniu pH ryzosfery, ni¿ pozosta³e strefy korzeni.<br />
Najwy¿sze wartoœci pH odnotowano w ryzosferze wierzcho³ków korzeni, ni¿sze<br />
w strefie korzeni œrodkowych i najni¿sze u podstaw korzeni. Wskazuje to na najwiêksze<br />
zdolnoœci aktywnie rosn¹cych stref korzeni do pobierania i wydzielania<br />
jonów w ryzosferze [39, 40, 41, 43].<br />
Wp³yw form azotu na zmiany pH ryzosfery<br />
Nawo¿enie azotem amonowym lub azotanowym mo¿e wywieraæ du¿y wp³yw na<br />
pobieranie innych sk³adników mineralnych przez roœliny oraz na zwi¹zane z tym<br />
aktywne wydzielanie przez korzenie protonów, anionów mineralnych lub organicznych.<br />
Modyfikuje to pH w pod³o¿u roœlin, a szczególnie ryzosfery. Jednak¿e ró¿ne<br />
gatunki roœlin od¿ywiane t¹ sam¹ form¹ azotu, np. azotanow¹, ró¿nie oddzia³ywuj¹ na<br />
zmiany pH ryzosfery. Uzyskane wyniki badañ wykaza³y, ¿e wartoœci pH ryzosfery<br />
w najwiêkszym stopniu zale¿¹ od formy N pobieranej przez roœliny, a tak¿e od<br />
sposobu nawo¿enia, odmiany, wieku roœlin i innych czynników [39, 40, 43]. Zmiany<br />
pH w ryzosferze roœlin indukowane s¹ – jak ju¿ wspomniano – przez korzenie.<br />
Zró¿nicowane nawo¿enie azotowe istotnie modyfikowa³o wzrost korzeni i pêdów<br />
roœlin truskawki oraz pH gleby ryzosferowej. Najwiêkszy spadek pH ryzosfery<br />
odnotowano pod wp³ywem nawo¿enia (NH4)2SO4 a�najwiêkszy wzrost przy od¿ywianiu<br />
roœlin Ca(NO3)2. Roœliny nawo¿one N–NH4 + mia³y najni¿sze pH ryzosfery, co<br />
by³o zwi¹zane z intensywnym wydzielaniem jonów H + do ryzosfery i zakwaszeniem<br />
w strefie korzeni (rys. 1). Od¿ywianie roœlin N–NO3 – , powodowa³o wydzielanie<br />
anionów OH – lub HCO3 – oraz wzrost pH ryzosfery. Wskazuje to na najwiêkszy wp³yw<br />
form azotu na zmiany pH w ryzosferze i zwi¹zane z tym pobieranie kationów i<br />
anionów.<br />
Wp³yw jonów glinu na zmiany pH ryzosfery<br />
Roœliny uprawiane na glebach kwaœnych „broni¹ siê” przed dzia³aniem czynników<br />
toksycznych (Al3 + ,H + ) w zakwaszonym œrodowisku. Jednym z mechanizmów<br />
tolerancyjnoœci roœlin na niskie pH i jony glinu jest zdolnoœæ korzeni roœlin do<br />
podwy¿szania pH ryzosfery, co jest zwi¹zane z aktywnym wydzielaniem jonów przez<br />
korzenie. Wykazano, ¿e wartoœæ pH ryzosfery roœlin sadowniczych zale¿y od aktyw-
Rola korzeni oraz ryzosfery … 33<br />
Rysunek 1. Niedestrukcyjny test wizualizacji zmian pH w�ryzosferze roœlin truskawki z u¿yciem<br />
techniki agarowej<br />
noœci korzeni oraz obecnoœci i stê¿eñ wymiennego Al w glebie [39; 40]. Najwy¿sz¹<br />
wartoœæ pH odnotowano w ryzosferze roœlin kontrolnych (nie nawo¿onych glinem)<br />
a najni¿sze przy nawo¿eniu roœlin 3,0 mmol Al3 + ·kg –1 gleby. Roœliny nawo¿one<br />
1,0 mmol Al3 + ·kg –1 gleby zwiêksza³y pH ryzosfery do poziomu kontroli. pH gleby<br />
i ryzosfery zale¿ne by³o od obecnoœci i stê¿enia wymiennego Al w glebie. Wierzcho³kowe<br />
partie korzeni s¹ najbardziej efektywne w modyfikowaniu pH ryzosfery<br />
oraz w zale¿noœci od nawo¿enia roœlin i odmiany. W obecnoœci najwy¿szej dawki<br />
glinu du¿e roœliny w wiêkszym stopniu podwy¿szaj¹ pH ryzosfery ni¿ roœliny ma³e.
34 L. Sas-Paszt, S. G³uszek<br />
Wp³yw mikoryzacji i œció³kowania<br />
na procesy zachodz¹ce w ryzosferze i wzrost roœlin<br />
Badania ryzosfery roœlin sadowniczych ukierunkowane s¹ na okreœlenie wp³ywu<br />
korzystnych bakterii (PGPR), inokulów mikoryzowych oraz œció³ek organicznych<br />
i bionawozów na wzrost i rozwój korzeni, procesy zachodz¹ce w ryzosferze, stan<br />
od¿ywienia roœlin w sk³adniki mineralne oraz wielkoœæ i jakoœæ plonowania. Badany<br />
jest tak¿e wp³yw mikoryzacji roœlin i œció³ek organicznych na ¿yznoœæ i w³aœciwoœci<br />
fizykochemiczne gleby, dostêpnoœæ dla roœlin sk³adników mineralnych w ryzosferze.<br />
Zastosowanie w sadzie œció³ek organicznych przyczyni³o siê do poprawy wilgotnoœci<br />
i ¿yznoœci gleby, zwiêkszenia aktywnoœci naturalnych komponentów biosfery gleby<br />
(tj. bakterii i grzybów mikoryzowych), dostêpnoœci sk³adników mineralnych w ryzosferze,<br />
dekontaminacji gleb zanieczyszczonych metalami ciê¿kimi (Zn, Pb, Ti, Cd)<br />
i innymi substancjami toksycznymi. Badania obejmuj¹ tak¿e okreœlenie wp³ywu<br />
mikoryzacji roœlin sadowniczych na cechy wzrostu korzeni, tj. d³ugoœæ korzeni,<br />
ca³kowite pole powierzchni, objêtoœæ, œrednica i liczba wierzcho³ków korzeni (z u¿yciem<br />
skanera korzeniowego firmy Hewlett Packard, USA). Badane s¹ oddzia³ywania<br />
naturalnych komponentów biosfery gleby na cechy wzrostu pêdów, m.in. zielon¹<br />
barwê liœci, wielkoœæ roœlin, pokrój krzewu, œrednicê pnia, intensywnoœæ kwitnienia<br />
oraz wielkoœæ i jakoœæ plonowania roœlin.<br />
Uzyskano korzystny wp³yw mikoryzacji roœlin na wzrost pêdów i korzeni oraz<br />
procesy biochemiczne zachodz¹ce w ryzosferze roœlin truskawki [27]. W porównaniu<br />
do roœlin kontrolnych (nawo¿onych standardowo NPK), roœliny mikoryzowane mia³y<br />
istotnie wiêksz¹ liczbê i biomasê liœci, œwie¿¹ i such¹ masê korzeni oraz objêtoœæ i pole<br />
powierzchni korzeni. W porównaniu do roœlin kontrolnych, roœliny inokulowane<br />
charakteryzowa³y siê tak¿e wiêkszym zakwaszeniem w strefie ryzosfery i bardziej<br />
efektywnym pobieraniem jonów sk³adników mineralnych (P, K, Fe, Zn i Mn).<br />
Wp³yw bionawozów na procesy zachodz¹ce w ryzosferze i wzrost roœlin<br />
Bionawozy to innowacyjne stymulatory wzrostu i rozwoju roœlin pozyskiwane<br />
z surowców biologicznych. Bardzo istotnym jest praktyczne wykorzystanie naturalnych<br />
i przyjaznych dla œrodowiska bionawozów, zapewniaj¹cych poprawê jakoœci<br />
plonów, zrównowa¿ony rozwój oraz ochronê œrodowiska naturalnego. Badania w tym<br />
zakresie dotycz¹ wp³ywu tych produktów na wzrost i rozwój roœlin, wielkoœæ i jakoœæ<br />
ich plonowania oraz aktywnoϾ ryzosfery.<br />
Praktyczne zastosowanie innowacyjnych biostymulatorów w uprawie roœlin mo¿e<br />
przyczyniæ siê do zwiêkszenia jakoœci i wielkoœci plonowania, poprawy zdrowotnoœci<br />
roœlin, podwy¿szenia odpornoœci roœlin na choroby i szkodniki oraz do zwiêkszenia<br />
¿yznoœci gleby poprzez korzystny wp³yw na aktywnoœæ mikrobiologiczn¹ ryzosfery.<br />
Badane bionawozy stymulowa³y wzrost korzeni i pêdów, a tak¿e aktywnoœæ enzymatyczn¹<br />
peroksydaz w liœciach i korzeniach roœlin truskawki odmiany ‘Senga Sengana’.<br />
Zastosowane bionawozy istotnie modyfikowa³y zawartoœæ sk³adników mine-
Rola korzeni oraz ryzosfery … 35<br />
ralnych w liœciach i korzeniach roœlin oraz w glebie ryzosferowej. Bionawozy mia³y<br />
tak¿e stymuluj¹cy wp³yw na zwiêkszenie ogólnej liczby bakterii w glebie ryzosferowej.<br />
Niektóre z zastosowanych bionawozów modyfikowa³y sk³ad populacji bakterii<br />
glebowych, a tak¿e zwiêksza³y ich potencja³ z ukierunkowaniem na eliminacjê<br />
wp³ywu patogenów glebowych na badane roœliny. Zwiêkszenie jakoœci, niezawodnoœci,<br />
bezpieczeñstwa oraz powszechnej akceptacji przyjaznych dla œrodowiska<br />
innowacyjnych stymulatorów wzrostu roœlin umo¿liwi ich powszechne stosowanie<br />
w praktyce sadowniczej. Jest to zgodne z priorytetami tematycznymi Komisji Europejskiej,<br />
ukierunkowanymi na rozwój zrównowa¿onego rolnictwa oraz produkcjê<br />
zdrowej ¿ywnoœci. Dziêki gwarantowanej jakoœci i w³aœciwoœciom zdrowotnym<br />
bionawozów mo¿liwym jest ich powszechne stosowanie w organicznej i konwencjonalnej<br />
produkcji roœlin uprawnych.<br />
Wp³yw mikroelementów na wzrost korzeni i pêdów roœlin truskawki<br />
Badania w tym zakresie dotycz¹ wp³ywu stosowania dolistnych nawozów mikroelementowych<br />
na wzrost i plonowanie roœlin sadowniczych. Przeprowadzone doœwiadczenia<br />
wykaza³y zró¿nicowany wp³yw dokarmiania dolistnego nawozami mikroelementowymi<br />
na wzrost korzeni i pêdów roœlin truskawki [42]. Nawo¿enie<br />
mikroelementami Fe, Cu, Mn, Zn i Ti mia³o korzystny wp³yw na rozwój wegetatywny<br />
roœlin truskawki odmiany ‘Senga Sengana’. W porównaniu z roœlinami kontrolnymi,<br />
d³ugoœæ roz³ogów roœlin truskawki oraz wzrost wyd³u¿eniowy korzeni tych roœlin<br />
w najwiêkszym stopniu stymulowa³o dolistne dokarmianie Tytanitem, a nastêpnie<br />
chelatami cynku, manganu i miedzi. Spoœród przebadanych mikroelementów, mangan<br />
w najwiêkszym stopniu stymulowa³ wzrost korzeni i pêdów roœlin truskawki.<br />
Stwierdzono tak¿e wyraŸny wp³yw manganu na zwiêkszenie liczby sadzonek roz³ogowych<br />
[sztuk na roœlinê] ni¿ w kontroli, jak i pozosta³ych mikroelementów (Cu, Fe,<br />
Zn, Ti). Wynik ten wskazuje na celowoϾ dokarmiania dolistnego manganem w produkcji<br />
kwalifikowanych sadzonek truskawki.<br />
Upowszechnienie w praktyce sadowniczej przyjaznych dla œrodowiska metod<br />
nawo¿enia roœlin sadowniczych jest zgodne z wymogami ochrony œrodowiska wprowadzanymi<br />
sukcesywnie w naszym kraju i obowi¹zuj¹cymi w pañstwach Unii<br />
Europejskiej. Rozwój zrównowa¿onych i ekologicznych metod nawo¿enia i uprawy<br />
roœlin sadowniczych przyczyni siê do utrzymania agrobiocenoz na plantacjach roœlin<br />
sadowniczych w naturalnej równowadze ekologicznej m.in. poprzez:<br />
� zmniejszenie zu¿ycia nawozów mineralnych i innych chemicznych œrodków<br />
produkcji roœlin,<br />
� ograniczenie ska¿enia wód gruntowych oraz procesu degradacji gleb;<br />
� ograniczenie strat wody poprzez zastosowanie œció³ek organicznych;<br />
� polepszenie ¿yznoœci i w³aœciwoœci fizykochemicznych gleby oraz ryzosfery;<br />
� stabilizacjê naturalnych agrobiocenoz (a tak¿e przywrócenie równowagi ekologicznej<br />
w agrocenozach o zaburzonej równowadze);
36 L. Sas-Paszt, S. G³uszek<br />
� stymulacjê wzrostu korzeni oraz zwiêkszenie efektywnoœci przyswajania sk³adników<br />
mineralnych i wody w ryzosferze;<br />
� zwiêkszenie naturalnej odpornoœci roœlin na patogeny i stresy œrodowiskowe;<br />
� przejœcie z intensywnej do zrównowa¿onej i ekologicznej produkcji owoców<br />
o du¿ych walorach jakoœciowych i zdrowotnych.<br />
Okreœlenie wp³ywu naturalnych komponentów biosfery gleby oraz biostymulatorów<br />
na wzrost i rozwój roœlin sadowniczych przyczyni siê do ich praktycznego<br />
zastosowania w produkcji wysokiej jakoœci owoców. Wprowadzenie metod uprawy<br />
i nawo¿enia w sadownictwie sprzyjaj¹cych ochronie œrodowiska i ograniczeniu pozosta³oœci<br />
œrodków ochrony w owocach jest zgodne z wymogami Komisji Europejskiej<br />
oraz oczekiwaniami nowoczesnych spo³eczeñstw i konsumentów. Upowszechnienie<br />
w praktyce sadowniczej przyjaznych dla œrodowiska metod nawo¿enia z u¿yciem<br />
substratów bakteryjno-mikoryzowych i bionawozów zwiêkszy postêp i konkurencyjnoœæ<br />
polskiego sadownictwa.<br />
Literatura<br />
[1] Andrade G., Mihara K.L., Linderman R.G., Bethlenfalvay G.J. 1997. Bacteria from rhizosphere and hyphosphere<br />
soils of different arbuscular-mycorrhizal fungi. Plant and Soil�192: 71–79.<br />
[2] Azcon-Aguilar C., Jaizme-Vega M.C., Calvet C. 2002. The Contribution of arbuscular mycorrhizal fungi to the<br />
control of soil-borne plant pathogens. W: Gianinazzi S., Schuepp H. (red.), Mycorrhizal Technology: from Genes<br />
to Bioproducts? Achievements and Hurdles in Arbuscular Mycorrhiza Research. Birkhauser, Basel: 187–198.<br />
[3] Bâ A.M., Plenchette C., Danthu P., Duponnois R., Guissou T. 2000. Functional compatibility of two arbuscular<br />
mycorrhizae with thirteen fruit trees in Senegal. Agroforestry Systems 50: 95–105.<br />
[4] Basak A. 2007. Effect of preharvest treatment with seaweed products Kelpak® and Goëmar BM 86® on the<br />
fruit quality in apple. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research (w druku).<br />
[5] Bertin C., Yang X., Weston L.A. 2003. The role of root exudates and allelochemicals in the rhizosphere. Plant<br />
and Soil 256: 67–83.<br />
[6] Canali S., Trinchera A., Di Bartolomeo E., Nisini L., Benedetti A., Intrigliolo F. 2002. Soil fertility camparison<br />
among organic and conventional managed citrus orchards in Sicily. Oral presentation 17th WCSS, 14–21<br />
August 2002, Thailand.<br />
[7] Chae D.H., Jin R.D., Hwangbo H., Kim Y.W., Kim Y.C., Park R.D., Krishnan H.B. Kim K.Y. 2006. Control of<br />
late blight (Phytophthora capsici) in pepper plant with a compost containing multitude of chitinase-producing<br />
bacteria. BioControl 51: 339–351.<br />
[8] Crough I.J., Beckett R.P., Van Staden J. 1990. Effect of seaweed concentrate on the growth and mineral<br />
nutrition of nutrient-stressed lettuce. Journal of Applied Phycology 2: 269–272.<br />
[9] Crough I.J., Van Staden J. 1992. Effect of seaweed concentrate on the establishment and yield of greenhouse<br />
tomato plants. Journal of Applied Phycology 4: 291–296.<br />
[10] Cruz A.F., Ishii T., Matsumoto I., Kadoya K. 2003. Evaluation of the mycelial network formed by arbuscular<br />
mycorrhizal hyphae in the rhizosphere of Papaya and other plants under intercropping system. Brazilian<br />
Journal of Microbiology 34: 72–76.<br />
[11] De Oliveira A.N., De Oliveira L.A. 2005. Seasonal dynamics of arbuscular mycorrhizal fungi in plants of<br />
Theobroma randiflorum SCHUM and Paullinia cupana MART. of an agroforestry system in Central Amazonia,<br />
Amazonas State, Brazil. Brazilian Journal of Microbiology 36: 262–270.<br />
[12] Eissenstat D.M., Wells C.E., Yanai R.D., Whitbeck J.L. 2000. Building roots in a changing environment:<br />
implications for root longevity. New Phytologist 147: 33–42.<br />
[13] Eissenstat D.M., Wells C.E., Wang L. 2001. Root efficiency and mineral nutrition in apple. Acta Hort. 564:<br />
165–184.<br />
[14] Espeleta J.F., Eissenstat D.M., Graham J.H. 1999. Citrus root responses to localized drying soil: A new<br />
approach to studying mycorrhizal effects on the roots of mature trees. Plant and Soil 206: 1–10.
Rola korzeni oraz ryzosfery … 37<br />
[15] Formes F., Sánches-Perales M., Guardiola J.L. 1995. Effect of a seaweed extract on citrus fruit maturation. w<br />
ISHS Acta Horticulturae 379. W: Gerasopoulos D., Olympios Ch., Passam H. (red.) International Symposium<br />
on Quality of Fruit and Vegetables: Influence of Pre- and Post- Harvest Factors and Technology.<br />
[16] Govi M., Ciavatta C. 1998. Estratti e sospensioni acquose. I fertilizzanti organici. PANDA/L’Informatore<br />
Agrario: 153–162.<br />
[17] Gupta C.P., Kumar B., Dubey R.C., Maheshwari D.K. 2006. Chitinase-mediated destructive antagonistic<br />
potential of Pseudomonas aeruginosa GRC1 against Sclerotinia sclerotiorum causing stem rot of peanut.<br />
BioControl 51: 821–835.<br />
[18] Hameeda B., Reddy Y., Rupela O.P., Kumar G.N., Reddy G. 2006. Effect of carbon substrates on rock<br />
phosphate solubilization by bacteria from compost and macrofauna. Current Microbiology 53: 298–302.<br />
[19] Janos D.P., Schroeder M.S., Schaffer B., Crane J.H. 2001. Inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi<br />
enhances growth of Litchi chinensis SONN. trees after propagation by air-layering. Plant and Soil 233: 85–94.<br />
[20] Khaosaad T., Vierheilig H., Nell., Zitter-Eglseer K., Novak J. 2006. Arbuscular mycorrhiza alter the<br />
concentration of Essentials oils in oregano (Origanum sp., Lamiaceae). Mycorrhiza 16: 443–446.<br />
[21] Kong C.H., Li H.B., Hu F. Xu X.H., Wang P. 2006. Allelochemicals released by rice roots and residues in soil.<br />
Plant and Soil 288: 47–56.<br />
[22] Kosola K.R., Eissenstat D.M., Grahm J.H. 1995. Root demography of mature citrus trees: the influence of<br />
Phytophthora nicotianae. Plant Soil 171: 283–288.<br />
[23] Kuzyakov Y., Hill P.W., Jones D.L. 2007. Root exudate components change litter decomposition in a simulated<br />
rhizosphere depending on temperature. Plant and Soil 290: 293–305.<br />
[24] Liebersbach H., Steingrobe B., Claassen N. 2004. Roots regulate ion transport in the rhizosphere to counteract<br />
reduced mobility in dry soils. Plant and Soil 260: 79–88.<br />
[25] Liedgens M., Soldati A., Stamp P., Richner W. 2000. Root development of maize (Zea mays L.) as observed<br />
with minirhizotrons in lysimeters. Crop Sci 40: 1665–1672.<br />
[26] Mackowiak C.L., Grossl P.R., Bugbee B.G. 2001. Beneficial effects of humic acid on micronutrient availability<br />
to wheat. Soil Sci. Soc. Am. J. 65: 1744–1750.<br />
[27] Malusa E., Sas Paszt L., Popiñska W., ¯urawicz E. 2007. The effect of a substrate containing arbuscular<br />
mycorrhizal fungi and rhizosphere microorganisms (Trichoderma, Bacillus, Pseudomonas and Streptomonas)<br />
and foliar fertilization on growth response and rhizosphere pH of three strawberry cultivars. International<br />
Journal of Fruit Science (w druku).<br />
[28] Marschner H. 1991. Root-induced changes in the availability of micronutrients in the rhizosphere: 503–528. W:<br />
Y. Waisel, A. Eshel and u. Kafkafi (red.). The plant roots, the hidden half. Marcel Dekker, New York, USA.<br />
[29] Masny A., Basak A., ¯urawicz E. 2004. Effects of foliar application of Kelpak Sl and Goemar BM 86<br />
preparations on yield and fruit quality in two strawberry cultivars. J. Fruit Ornam. Plant Res.12: 23–27<br />
[30] Mathur N., Vyas A. 1996. Biochemical changes in Ziziphus xylopyrus by VA mycorhizae. Bot. Bull. Acad. Sin.<br />
37: 209–212.<br />
[31] McCully M. 1999. Roots in soil: unearthing the complexities of roots and their rhizospheres. Ann. Rev. Plant<br />
Physiol. Plant Mol. Biol. 50: 695–718.<br />
[32] Pierret A., Doussan C., Garrigues E., Mckirby J. 2003. Observing plant roots in their environment: current<br />
imaging options and specific contribution of two-dimensional approaches. Agronomie 23: 471–479.<br />
[33] Rodriguez H., Fraga R. 1999. Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion. Biotech.<br />
Advances 17(4–5): 319–339.<br />
[34] Sas L., Mercik S., Smolarz K. 1996. Procesy chemiczne zachodz¹ce w rizosferze i metody ich badania. Post.<br />
Nauk. Rol. 5: 79–89.<br />
[35] Sas L., Mercik S., Matysiak B. 1999. Rola rizosfery w mineralnym od¿ywianiu siê roœlin. Post. Nauk Rol. 6: 27–36.<br />
[36] Sas L., Mercik S. 2001. Zawartoœæ K, Mg i Ca w liœciach podk³adek i okulantów jab³oni oraz w glebie w<br />
zale¿noœci od jej odczynu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 480: 307–317.<br />
[37] Sas L., Rengel Z., Tang C. 2001. Excess cation uptake and extrusion of proton and organic acid anions in<br />
Lupinus albus under P deficiency. Plant Science 160: 1191–1198.<br />
[38] Sas L., Tang C., Rengel Z. 2001. Suitability of hydroxyapatite and iron phosphate as P sources for Lupinus albus<br />
L. grown in nutrient solutions. Plant & Soil 235: 159–166.<br />
[39] Sas L., Marschner H., Römheld V., Mercik S. 2002. The influence of aluminium on rhizosphere and bulk soil pH<br />
and growth of strawberry plants. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 482: 467–474.<br />
[40] Sas L., Marschner H., Römheld V., Mercik S. 2003. Effect of nitrogen forms on growth and chemical changes in<br />
the rhizosphere of strawberry plants. Acta Physiologiae Plantarum 25(3): 241–247.
38 L. Sas-Paszt, S. G³uszek<br />
[41] Sas Paszt L., ¯urawicz E. 2004. The influence of nitrogen forms on root growth and pH changes in the<br />
rhizosphere of strawberry plants. Acta Horticulturae 649: 217–221.<br />
[42] Sas Paszt L., Jarociñski B.Z. 2005. The effect of micro-element fertilizers on the vegetative growth of<br />
strawberry plants cv. „Senga Sengana”. Chemistry for Agriculture 6: 260–264.<br />
[43] Sas Paszt L., ¯urawicz E. 2005. Studies of the rhizosphere of strawberry plants at the Research Institute of<br />
Pomology and Floriculture in Skierniewice, Poland. International Journal of Fruit Science 5(1): 115–126.<br />
[44] Sikora E. 2002. Dlaczego stosujemy w³ókninê? Dzia³kowiec 3: 36.<br />
[45] Sitarek M., Sas Paszt L. 2005. Studies of the root system in sweet cherry trees grafted on rootstocks –<br />
preliminary results. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 13: 25–37.<br />
[46] Smalla K., Wieland G., Buchner A., Zock A., Parzy J., Kaiser S., Roskot N., Heuer H., Berg G. 2001. Bulk and<br />
rhizosphere soil bacterial communities studied by denaturing gradient gel electrophoresis: plant – dependent<br />
enrichment and seasonal shift revealed. Applied and Environmental Microbiology 67(10): 4742–4751.<br />
[47] Stevens C., Khan V.A., Rodriguez-Kabana R., Ploper L.D., Backman P.A., Collins D.J., Brown J.E., Wilson<br />
M.A., Igwegbe E.C.K. 2003. Integration of soil solarization with chemical, biological and cultural control for<br />
the management of soilborne diseases of vegetables. Plant and Soil 253: 493–506.<br />
[48] Vessey J.K. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant and Soil 255: 571–586.<br />
[49] Wang R., Shi X.G., Wei Y.Z., Yang X., Uoti J. 2006. Yield and quality responses of citrus (Citrus reticulate) and tea<br />
(Podocarpus fleuryi HICKEL.) to compound fertilizers. Journal of Zhejiang University SCIENCE B 7(9): 696–701.<br />
[50] Wells C.E., Eissenstat D.M. 2001. Marked differences in survivorship among apple roots of different diameters.<br />
Ecology 82: 882–892.<br />
[51] Wells C.E., Glenn D. M., Eissenstat D.M. 2002. Changes in the risk of fine-root mortality with age: a case study<br />
in peach, Prunus persica (Rosaceae). Am. J. Bot. 89(1):�79–87.<br />
[52] Wells C.E., Glenn D. M., Eissenstat D.M. 2002. Soil insects alter fine root demography in peach (Prunus<br />
persica). Plant, Cell and Enviroment 25: 431–439.<br />
[53] Wells C.E., Eisenstat D.M. 2003. Beyond the roots of young seedlings: the influence of age and order on fine<br />
root physiology. Journal of Plant Growth Regulation 21: 324–334.<br />
[54] Zmarlicka A., ¯urawicz E. 2003. Truskawki polowe na zbiór przyspieszony. Has³o Ogrodnicze 11: 56–57.<br />
[55] ¯urawicz E., Masny A., Basak A. 2004. Productivity stimulation in strawberry by application of plant<br />
bioregulators. Acta Hort. 653: 155–162.<br />
[56] ¯urawicz E., Stutterheim N.C., Bruns C., Sas-Paszt L. 2006. Crop growth effects of processed raw materials<br />
applied as fertilizers or growth stimulators – a summary of partial EU project results. W:<br />
http://orgprints.org/7388/01/Public-Denmark.pdf<br />
Role of the rhizosphere<br />
in growth and yielding of fruit-bearing plants<br />
Keywords: rhizosphere, fruit-bearing plants, mycorrhiza, PGPR, sustainable<br />
cultivation measures<br />
Summary<br />
Studies on the rhizosphere (root zone) of fruit-bearing plants involve the<br />
experiments determining the role of that zone, roots and natural components of soil<br />
biosphere in plant nutrition, growth and yielding. An understanding of biological,<br />
physical and chemical processes in the rhizosphere and the role of symbiotic<br />
micro-organisms that have the greatest effect on availability and acquisition of the<br />
nutrients and plant health status will contribute to developing sustainable production<br />
methods of high quality fruits. Practical application of the useful bacteria and
Rola korzeni oraz ryzosfery … 39<br />
mycorrhizal fungi as well as organic bedding materials and bio-fertilizers, improving<br />
the soil fertility and reducing use of chemicals in fruit production; will also protect the<br />
natural environment. Precise qualitative and quantitative evaluation and simulation of<br />
the processes occuring in the root zone, at taking into consideration root-rhizosphere-soil<br />
interactions in particular, will enable to develop the techniques useful for<br />
sustainable development, including pro-ecological methods of plant fertilization,<br />
phytoremediation, plant protection and environment friendly plant cultivation. Thus it<br />
is very important to recognize those rhizosphere processes that may significantly<br />
affect the development of modern plant production methods jointly with the protection<br />
of natural environment. Results of experiments will enable to develop and apply in<br />
practice the eco-friendly fertilization methods for fruit-bearing plants and consequently<br />
ecologically sustainable fruit-farming meeting the current requirements in this respect.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 41–61<br />
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin<br />
Selim Kryczyñski<br />
Katedra Fitopatologii, Szko³a G³ówna Gospodarstwa Wiejskiego,<br />
Nowoursynowska 166, 02-787 Warszawa<br />
S³owa kluczowe: nazewnictwo wirusów, klasyfikacja wirusów, Raport ICTV<br />
Wstêp<br />
Przez 10 lat, w okresie od 1996 do 2006 roku, autor tego artyku³u mia³ zaszczyt<br />
reprezentowaæ Polskê w Miêdzynarodowym Komitecie Taksonomii Wirusów (International<br />
Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV). Efektem tej dzia³alnoœci by³y,<br />
miêdzy innymi, trzy publikacje w Postêpach Nauk Rolniczych [14, 15, 16]. Odchodz¹c<br />
w 2006 roku na emeryturê z³o¿y³em te¿ rezygnacjê z tej zaszczytnej funkcji.<br />
Kiedy jednak w pocz¹tku roku 2007 dotar³ do nas wreszcie najnowszy, ósmy Raport<br />
ICTV [10], uzna³em za potrzebne poinformowanie polskiego œrodowiska wirusologów<br />
roœlinnych o zmianach, jakie zasz³y w klasyfikacji wirusów w latach 2000–2004<br />
i zosta³y w tym raporcie uwzglêdnione. Tak narodzi³a siê ta publikacja. Tym razem<br />
postanowi³em uwzglêdniæ równie¿ wirusy bytuj¹ce w komórkach grzybów. Jest to<br />
uzasadnione wzglêdami praktycznymi, poniewa¿ niektóre z tych wirusów s¹ lub mog¹<br />
byæ patogenami grzybów uprawianych, takich jak pieczarka czy boczniak, a inne<br />
mog¹ byæ wykorzystane jako czynniki walki biologicznej z grzybami patogenicznymi<br />
dla roœlin. Uwzglêdniono tu równie¿ zmiany w klasyfikacji wiroidów.<br />
Omówienie najwa¿niejszych treœci 8. Raportu ICTV<br />
We wstêpie do 8. Raportu ICTV przewodnicz¹cy (President) Komitetu, profesor<br />
L. Andrew Ball [2] stwierdza, ¿e aktualny, ósmy Raport ICTV uwzglêdnia wszelkie<br />
propozycje taksonomiczne, jakie Komitet rozpatrywa³ po roku 2000 i które zosta³y<br />
zatwierdzone na 11. Kongresie Wirusologicznym w Sydney w 1999 roku i na 12.<br />
Kongresie w Pary¿u w 2002 roku, a tak¿e na odbywaj¹cych siê w tym czasie sesjach<br />
ICTV w latach 2001, 2002 i 2003. Raport ten jest wynikiem pracy ponad 500 wirusologów<br />
z ca³ego œwiata pracuj¹cych w ramach Grup Studyjnych, Podkomitetów oraz<br />
Komitetów Wykonawczych ICTV.
42 S. Kryczyñski<br />
Nowoœci taksonomiczne publikowane s¹ w Virology Division News (VDN),<br />
który to tytu³ stanowi sekcjê czasopisma „Archives of Virology”. Treœci te mo¿na<br />
znaleŸæ na stronie: »http:// www.danforthcenter.org./iltab/ictvnet/asp/MainPage.asp«.<br />
Aktualna pozostaje definicja gatunku podana przez van Regenmortela [20],<br />
mówi¹ca, ¿e „gatunek wirusa to politetyczny zbiór wirusów stanowi¹cych ci¹g³¹ liniê<br />
replikacyjn¹ i zajmuj¹cych okreœlon¹ niszê ekologiczn¹”. Klasyfikacyjny system<br />
politetyczny to taki, w którym okreœlony zbiór grupuje byty, które maj¹ ze sob¹ wiele<br />
cech wspólnych, choæ niekoniecznie wszystkie dziel¹ dowolnie wybran¹, konkretn¹<br />
jedn¹ cechê wspóln¹. Zasady klasyfikacji oraz wszelkie komentarze do nich zosta³y<br />
obszernie przedstawione przez van Regenmortela [21]. Przypomnimy tu najwa¿niejsze<br />
z nich i te, które przypominaæ warto ze wzglêdu na ci¹gle zg³aszane w¹tpliwoœci.<br />
� Wirusy s¹ realnie istniej¹cymi fizycznie bytami wytworzonymi przez ewolucjê<br />
biologiczn¹ i mechanizmy genetyczne, podczas gdy gatunki wirusów i wszystkie<br />
wy¿sze taksony s¹ abstrakcyjnymi kategoriami utworzonymi przez logiczn¹ i racjonaln¹<br />
myœl. Mo¿na wiêc uznaæ, ¿e wzajemna relacja pomiêdzy pojêciami „wirus”<br />
i „gatunek wirusa” jest odzwierciedleniem linii kontaktu z pogranicza biologii i logiki.<br />
� Wirusy (wszelkie ich izolaty, szczepy, warianty, typy, podtypy, serotypy itp.)<br />
powinny byæ, o ile to tylko jest mo¿liwe, przypisane do okreœlonego gatunku<br />
wirusa, choæ wiele wirusów nie zosta³o przypisanych do gatunków, poniewa¿<br />
wirusy te nie zosta³y dostatecznie scharakteryzowane.<br />
� Ka¿dy gatunek wirusa musi byæ reprezentowany przez co najmniej jeden izolat<br />
wirusa.<br />
� Prawie wszystkie gatunki wirusów zosta³y zaklasyfikowane do uznawanych<br />
rodzajów. Ci¹gle jednak s¹ nieliczne gatunki pozostaj¹ce w obrêbie okreœlonych<br />
rodzin, choæ nie zaliczono ich do konkretnych rodzajów.<br />
� Wiêkszoœæ rodzajów zaliczono do uznawanych rodzin. Niektóre rodzaje nie<br />
zosta³y jeszcze zaliczone do w³aœciwych rodzin. W przysz³oœci mog¹ one zostaæ<br />
w³¹czone do istniej¹cych ju¿ rodzin, albo mog¹ utworzyæ nowe rodziny z innymi,<br />
nie zaliczonymi dotychczas do rodzin rodzajami.<br />
� Niektóre z rodzin zaliczono do utworzonych i uznanych rzêdów: Caudovirales,<br />
Nidovirales i Mononegavirales.<br />
� System taksonomiczny wirusów przyj¹³ wiêc znan¹ z biologii hierarchiê taksonów:<br />
rz¹d (order), rodzina (family), podrodzina (sub-family), rodzaj (genus) i gatunek<br />
(species).<br />
� Tylko wymienione wy¿ej taksony s¹ oficjalnie uznane przez ICTV. Inne systemy<br />
grupowania wirusów (np. w klady, czy nadrodziny) mog¹ byæ w pewnych okolicznoœciach<br />
u¿yteczne ze wzglêdu na zawart¹ w podstawach tego grupowania informacjê,<br />
ale nie maj¹ one znacz¹cej rangi taksonomicznej. Podobnie, znacz¹cej treœci<br />
taksonomicznej nie ma koncepcja quasi-gatunku (ang. quasi-species), choæ przyznaæ<br />
trzeba, ¿e niesie ona w sobie cenn¹ myœl [8].<br />
Liczba oko³o 1550 gatunków wirusów wymienionych w siódmym raporcie ICTV<br />
zosta³a obecnie powiêkszona do oko³o 1950. Mimo ró¿nych g³osów krytycznych pocho-
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 43<br />
dz¹cych czêsto od prominentnych wirusologów [4, 6, 9, 11] utrzymano dotychczasow¹<br />
zasadê wyró¿niania oficjalnie uznanych taksonów przez pisanie ich nazw kursyw¹ [8, 19,<br />
22]. Trudno bowiem wyobraziæ sobie, by rozwi¹zanie alternatywne, to znaczy tworzenie<br />
od nowa prawie 2000 nazw gatunków spotka³o siê z aprobat¹ œrodowiska.<br />
Kszta³t 8. Raportu ICTV jest podobny do kszta³tu poprzedniego 7. Raportu<br />
omówionego wczeœniej [15]. Czêœæ I zawiera informacje wprowadzaj¹ce. Czêœæ II,<br />
zasadnicza czêœæ Raportu, zawiera opisy rzêdów, rodzin i rodzajów wirusów podaj¹c<br />
równie¿ nazwy gatunków zaliczanych do poszczególnych rodzajów. Czêœæ III ma<br />
charakter formalny i zawiera wykaz cz³onków ICTV, Statut Komitetu oraz Kodeks<br />
Klasyfikacji i Nomenklatury Wirusów. Czêœæ IV to obszerne indeksy – indeks nazw<br />
wirusów i indeks taksonów. Poza zmianami personalnymi, których chyba nie ma<br />
sensu tu omawiaæ, zmian formalnych raczej nie ma. Obowi¹zuje wci¹¿ ten sam<br />
Kodeks uchwalony w 1998 roku. Pewn¹, mo¿e istotn¹ zmian¹ jest to, ¿e praktycznie<br />
ka¿dy mo¿e zaproponowaæ utworzenie nowego taksonu, je¿eli spe³ni niezbyt ³atwe<br />
do spe³nienia warunki. Warunki te okreœlone s¹ na stronie internetowej:<br />
http://www.danforthcenter.org/iltab/ictvnet/asp.MainPage.asp<br />
Komentarze dotycz¹ce systemu klasyfikacyjnego wirusów<br />
proponowanego przez ICTV<br />
Zastrze¿enia dotycz¹ce rzekomego „chaosu” [11] wprowadzanego przez u¿ywanie<br />
tych samych nazw pisanych ró¿nym stylem (np. „tobacco mosaic virus”<br />
i„Tobacco mosaic virus”) mog¹ wydaæ siê ma³o uzasadnione specjalistom, dla<br />
których jêzyk angielski nie jest jêzykiem ojczystym, czy te¿ nie jest jêzykiem,<br />
w którym publikuj¹ swoje prace. Polskim wirusologom nie sprawi ¿adnej trudnoœci<br />
odró¿nienie nazw „wirus mozaiki tytoniu” i „Tobacco mosaic virus”. Mimo funkcjonowania<br />
od paruset lat dwucz³onowego, ³aciñskiego nazewnictwa gatunków roœlin<br />
i zwierz¹t, wygodne jest to, ¿e zwykli ludzie czy nawet specjaliœci w ró¿nych<br />
okolicznoœciach mog¹ pos³ugiwaæ siê pospolitymi nazwami roœlin, a tylko w pracach<br />
<strong>nauk</strong>owych, dla pe³nej jasnoœci i jednoznacznoœci u¿ywa siê <strong>nauk</strong>owych nazw<br />
³aciñskich. Ale i specjalistom u¿ywaj¹cym na co dzieñ jêzyka angielskiego, rozró¿nienie<br />
to nie powinno te¿ sprawiaæ szczególnych trudnoœci. W koñcu, po to w³aœnie<br />
ustalono inn¹ pisowniê, by wiadomo by³o, w jakim momencie chodzi o potoczn¹<br />
(zwyczajow¹) nazwê wirusa, a w jakim o nazwê gatunku, do którego wirus ten jest<br />
zaliczany. Oczywiœcie, ³atwo tu o b³¹d wynikaj¹cy z braku starannoœci przy przygotowywaniu<br />
tekstów do druku. Nikt jednak chyba nie kwestionuje zasadnoœci istnienia<br />
przepisów ruchu drogowego tylko dlatego, ¿e niektórym u¿ytkownikom dróg zdarza<br />
siê ich nie przestrzegaæ.<br />
Oczywiœcie, mo¿na by, wzorem zasad taksonomii przyjêtych w <strong>nauk</strong>ach biologicznych,<br />
próbowaæ tworzyæ ³aciñsk¹ terminologiê z dwucz³onowymi nazwami gatunku<br />
(nazwa rodzaju i nazwa gatunku), co przyjête jest w pracach <strong>nauk</strong>owych o roœlinach<br />
i zwierzêtach, a tak¿e innych organizmach ¿ywych. By³o kilka ju¿ prób tworzenia
44 S. Kryczyñski<br />
takiego dwucz³onowego, ³aciñskiego nazewnictwa dla wirusów [14], a dla wspomnianego<br />
ju¿ wy¿ej wirusa mozaiki tytoniu proponowano kilka ³aciñskich nazw dwucz³onowych<br />
(np. Marmor tabaci, Phytovirus nicomosaicum, czy Virothrix iwanowskii). Nazwy<br />
te nie przyjê³y siê, podczas gdy powszechnie zosta³y zaakceptowane nazwy w jêzyku<br />
angielskim. Przyczyna nie le¿y w tym, jak s¹dz¹ pewni ludzie, ¿e nikt nie ma w¹tpliwoœci,<br />
¿e roœliny, zwierzêta, bakterie, czy jednokomórkowe pierwotniaki s¹ organizmami<br />
¿ywymi, a co do wirusów, kwestia ta nigdy nie zosta³a jednoznacznie rozstrzygniêta,<br />
wiêc nie wiadomo, czy „przys³uguje im zaszczyt” ³aciñskiego nazewnictwa. Powód jest<br />
chyba znacznie prostszy. W czasach, kiedy tworzono zrêby i zasady taksonomii i nomenklatury<br />
roœlin i zwierz¹t, jêzykiem <strong>nauk</strong>i by³a ³acina. W czasach, w których tworzy<br />
siê zasady i zrêby taksonomii wirusów, w nauce dominuje jêzyk angielski.<br />
Wracaj¹c do treœci 8. Raportu ICTV (a równie¿ i wczeœniejszych Raportów)<br />
interesuj¹ce jest to, ¿e z jednej strony konsekwentnie podkreœla siê politetyczny (oparty<br />
na wielu kryteriach, wielu cechach) charakter uk³adu taksonomicznego wirusów,<br />
a z drugiej zawsze jednak na czo³o wysuwa siê okreœlone, pojedyncze cechy, a wœród<br />
nich budowê genomu wirusa. W tabeli 1w8.Raporcie [10] lista rodzin i rodzajów<br />
wirusów u³o¿ona jest zgodnie z budow¹ ich genomów. Otwieraj¹ j¹ wiêc wirusy,<br />
których genom stanowi dwuniciowy DNA(dsDNA), a kolejne pozycje w tabeli zajmuj¹<br />
wirusy o genomie w postaci jednoniciowego DNA (ssDNA), wirusy, których genomowy<br />
kwas nukleinowy namna¿a siê w cyklu, którego czêœci¹ jest proces odwrotnej<br />
transkrypcji (dsDNA-RT i ssRNA-RT), wirusy o genomie w postaci dwuniciowego<br />
RNA (dsRNA), wirusy o genomie w postaci niezdolnej do translacji pojedynczej nici<br />
RNA (NssRNA) i, na koniec, wirusy, których genom stanowi pojedyncza niæ RNA<br />
(ssRNA). Podobny uk³ad przyjêto na rysunkach zamieszczonych na stronach 14–18<br />
Raportu, a obrazuj¹cych schematycznie budowê cz¹stek wirusów bytuj¹cych w organizmach<br />
krêgowców, bezkrêgowców, bakterii, grzybów i pierwotniaków oraz<br />
w organizmach roœlin. Nie ulega w¹tpliwoœci, ¿e jest to cecha najwa¿niejsza.<br />
Budowa genomu wirusa jest równie¿ wa¿na dla ró¿nicowania rodzajów wirusów<br />
w obrêbie rodzin oraz gatunków w obrêbie rodzaju. W grê wchodzi tu ju¿ jednak nie typ<br />
kwasu nukleinowego (bo ten jest taki sam w obrêbie rodziny, czy rodzaju), lecz<br />
sekwencja nukleotydów w kwasie nukleinowym. Rysunek 1 zamieszczony na stronie 5<br />
Raportu wskazuje, ¿e poszczególne rodzaje (genera) w obrêbie tej samej rodziny maj¹<br />
sekwencje nukleotydów homologiczn¹ w 33–55%. Z kolei poszczególne gatunki w obrêbie<br />
tego samego rodzaju maj¹ sekwencje nukleotydów homologiczne w 56–67%.<br />
Jeœli zaœ badane izolaty bêd¹ mia³y sekwencje nukleotydów homologiczne w wiêcej ni¿<br />
68% pozycji, zaliczymy je do tego samego gatunku, ewentualnie jako ró¿ne szczepy<br />
[2]. Za³o¿enia takie maj¹ swoje Ÿródlo w teorii ewolucji kwasów nukleinowych [12].<br />
W treœci raportu znaleŸæ mo¿na wiêcej niekonsekwencji. Najbardziej zdumiewa<br />
chyba to, ¿e wiele uznanych oficjalnie gatunków wirusów (nazwy pisane kursyw¹) z 7.<br />
Raportu opublikowanego w 2000 roku znalaz³o siê obecnie, to znaczy w 8. Raporcie<br />
opublikowanym w 2005 roku, na liœcie gatunków kandyduj¹cych dopiero do zatwierdzenia.<br />
Najwiêcej takich przypadków, bo a¿ 5 jest w obrêbie rodzaju Begomovirus<br />
zaliczanego do rodziny Geminiviridae, ale zdarza siê to i w obrêbie innych taksonów
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 45<br />
(np. Rembrandt tulip breaking virus z rodzaju Potyvirus). Jeden gatunek (Solanum<br />
tomato leaf curl virus) wymieniany na liœcie gatunków zaliczanych do rodzaju Begomovirus<br />
w 7. Raporcie, znik³ zupe³nie, to znaczy nie mo¿na go odnaleŸæ w 8. Raporcie. Te<br />
„degradacje” uznanych ju¿ wczeœniej gatunków nie s¹ mo¿e liczne, ale nie powinny<br />
mieæ miejsca w ogóle. W przypadku licznych gatunków oficjalnie uznawanych przez<br />
ICTV w 7. Raporcie nazwa gatunku zosta³a zmieniona. Najbardziej zadziwiaj¹cym<br />
tego typu przypadkiem, bo odnosz¹cym siê do tzw. typowego dla rodzaju gatunku, jest<br />
Bean golden yellow mosaic virus uznany za typowy gatunek dla rodzaju Begomovirus.<br />
Nazywa³ siê on poprzednio Bean golden mosaic virus – Brasil. W wielu innych<br />
przypadkach oficjalnie uznane niegdyœ gatunki zosta³y obecnie zakwalifikowane jako<br />
szczepy, czy izolaty innych uznawanych oficjalnie gatunków. W wykazie gatunków<br />
uznanych oficjalnie znalaz³o siê tak¿e kilkanaœcie, a mo¿e i ponad 20 gatunków, dla<br />
których procedura oficjalnego zatwierdzenia nie zosta³a jeszcze zakoñczona. Oznaczono<br />
je w tekœcie 8. Raportu znakiem „‡”. To chyba równie¿ trzeba uznaæ za brak<br />
konsekwencji w przestrzeganiu sformu³owanych przez ICTV zasad. Wszystko to<br />
œwiadczy o tym, ¿e taksonomia wirusów dopiero siê rodzi, a kryteria rozró¿niania<br />
rodzajów, czy gatunków albo nie s¹ dostatecznie precyzyjne, albo nie s¹ konsekwentnie<br />
przestrzegane. Studiuj¹c raport i znaj¹c procedurê obowi¹zuj¹c¹ przy przyjmowaniu<br />
zmian odnosi siê wra¿enie, ¿e w grê wchodz¹ oba te czynniki, to znaczy brak<br />
precyzyjnych kryteriów i pochopne podejmowanie niektórych decyzji nie odpowiadaj¹cych<br />
tym kryteriom. Mo¿na wiêc z du¿¹ doz¹ prawdopodobieñstwa zak³adaæ, ¿e<br />
w taksonomii wirusów czeka nas jeszcze wiele zmian.<br />
Po raz pierwszy podano [2] w 8. Raporcie definicjê gatunku typowego dla rodzaju<br />
(ang. type species). Jest to gatunek, którego nazwa zwi¹zana jest z u¿ywaniem nazwy<br />
danego rodzaju. Tak nazwany rodzaj zawsze musi mieœciæ w sobie typowy dla siebie<br />
gatunek. Na przyk³ad, dla rodzaju Tospovirus gatunkiem typowym jest Tomato<br />
spotted wilt virus, a dla rodzaju Carlavirus, gatunkiem typowym jest Carnation latent<br />
virus. Ale i w tym przypadku brakuje konsekwencji. Nazwy wielu rodzajów wirusów<br />
roœlin nie maj¹ bowiem nic wspólnego z nazw¹ tzw. typowego gatunku (np. Badnavirus,<br />
Nanovirus, Pseudovirus, Metavirus, Nepovirus, Ilarvirus). Typowy gatunek<br />
niekoniecznie musi mieæ cechy najlepiej odpowiadaj¹ce charakterystyce rodzaju czy<br />
typowe dla tego rodzaju. Okreœlenie to ma w pewnym sensie charakter historyczny<br />
i zwi¹zane jest z utworzeniem nazwy rodzaju pochodz¹cej od nazwy typowego<br />
gatunku. Podobnie, w przypadku nazw gatunkowych, historia odgrywa czêsto zasadnicz¹<br />
rolê. Na przyk³ad gatunek Bean yellow mosaic virus (wirus ¿ó³tej mozaiki<br />
fasoli) jest spotykany czêœciej na przyk³ad na mieczykach ni¿ na fasoli i jest dla tych<br />
roœlin wa¿niejszym patogenem. Tym niemniej wirus ten zosta³ pierwotnie opisany na<br />
fasoli i takie jest historyczne uzasadnienie nazwy gatunku tego wirusa.<br />
Chc¹c unikn¹æ powtarzania w tekstach d³ugich czêsto nazw wirusów wirusolodzy<br />
wprowadzili tzw. akronimy wirusów, to znaczy literowe skróty nazw, które w tekstach<br />
pisanych funkcjonuj¹ tak, jak pe³ne nazwy wirusów. Akronimy te nie s¹ przedmiotem<br />
zainteresowañ ICTV i Komitet nie ustali³ w tej kwestii ¿adnych regu³. Akronimy<br />
wirusów s¹ wprawdzie podane w Raporcie, ale odnosz¹ siê do pospolitych nazw
46 S. Kryczyñski<br />
wirusów, a nie do nazw gatunków. Prawie wszyscy autorzy prac o wirusach trzymaj¹<br />
siê jednak w tym wzglêdzie ustalonych zwyczajów i akronimy te maj¹ powszechnie<br />
przyjêt¹ postaæ. Wskazówki na ten temat mo¿na zreszt¹ znaleŸæ w niektórych<br />
podrêcznikach wirusologii [13].<br />
Mnie osobiœcie bardzo brakuje w Raporcie ICTV [10] pewnych treœci, które moim<br />
zdaniem powinny siê tam znaleŸæ. Z samej nazwy „Raport ICTV” wynika chyba to, ¿e<br />
powinna to byæ pewna forma sprawozdania z tego, co robi³, czy co zrobi³ Komitet. Na<br />
przyk³ad, dobrze by chyba by³o, gdyby wyraŸnie zosta³o powiedziane, ¿e utworzono<br />
nowy rodzaj lub now¹ rodzinê i podano najwa¿niejsze przes³anki uzasadniaj¹ce<br />
podjêcie takiej decyzji. A takich nowych rodzajów, czy nawet rodzin jest w 8.<br />
Raporcie ICTV sporo. W obrêbie rodziny Geminiviridae utworzono nowy rodzaj<br />
Topocuvirus zaliczaj¹c do niego gatunek poprzednio zaliczany do rodzaju Curtovirus.<br />
Utworzono ca³kiem now¹ rodzinê Nanoviridae, do której, obok istniej¹cego dotychczas<br />
rodzaju Nanovirus zaliczono nowy rodzaj Babuvirus obejmuj¹cy gatunek zaliczany<br />
poprzednio do rodzaju Nanovirus. Utworzono zupe³nie nowy rodzaj Endornavirus,<br />
w którym pomieszczono 4 nowe gatunki wirusów. Rodzaj ten nie zosta³<br />
zaliczony do ¿adnej z uznanych rodzin. Kilka wirusów zaliczanych uprzednio do<br />
nepowirusów wy³¹czono z tej grupy tworz¹c dwa nowe rodzaje – Sadwavirus<br />
i Cheravirus. Wreszcie, kilka rodzajów wirusów o nitkowatych, powyginanych<br />
cz¹stkach zgrupowano w now¹ rodzinê Flexiviridae.<br />
Aktualny system taksonomiczny zalecany przez ICTV<br />
Proponowany obecnie system taksonomiczny wirusów zapewne, w przeciwieñstwie<br />
do systemów taksonomicznych roœlin, czy zwierz¹t, nie odzwierciedla filogenezy<br />
wirusów. Wirusy s¹ bowiem prawdopodobnie polifiletyczn¹ grup¹ [12], w której<br />
na dodatek czêsto wystêpuj¹ zjawiska rekombinacji i zmian uk³adów genów, co<br />
dodatkowo komplikuje sytuacjê i utrudnia œledzenie filogenezy wirusów [2]. Jest to<br />
najwa¿niejszy powód, dla którego ograniczono siê tymczasem do zaproponowania<br />
klasyfikacji do poziomu rodzin i, w pewnych przypadkach, rzêdów. Taksony wy¿szych<br />
rang bêd¹ mog³y byæ zaproponowane, kiedy uzyska siê uzasadniaj¹ce to dane.<br />
Zamieszczona poni¿ej tabela 1 podsumowuje uk³ad klasyfikacyjny zalecany w 8.<br />
Raporcie ICTV [10] w odniesieniu do wirusów i wiroidów roœlin oraz wirusów<br />
grzybów. Podano w niej nazwy wszystkich rodzajów wirusów uwzglêdniaj¹c przynale¿noœæ<br />
do odpowiednich rodzin. Dla ka¿dego rodzaju podano liczbê zaliczanych do<br />
niego gatunków, zarówno tych oficjalnie uznanych, jak i tych, które dopiero kandyduj¹<br />
do uznania. Podano tak¿e nazwê gatunku wirusa uznanego za typowy dla danego<br />
rodzaju. Poniewa¿ uwzglêdniono tym razem równie¿ wirusy grzybów, w ostatniej<br />
kolumnie tabeli podano, czy do rodzaju tego zalicza siê wirusy roœlin, czy wirusy<br />
grzybów (niekiedy i takie i takie). Niektóre z wirusów roœlin namna¿aj¹ siê równie¿<br />
w komórkach przenosz¹cych je owadów i czasem nawet wywo³uj¹ u swych przenosicieli<br />
zmiany patologiczne. Zaznaczono to uznaj¹c je równie¿ za wirusy owadów.
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 47<br />
Tabela 1. Taksony wirusów i wiroidów, w których reprezentowane s¹ patogeny roœlin lub<br />
grzybów<br />
Rodzina Rodzaj Liczba gatunków Typowy gatunek ¯ywiciel<br />
XXX* Rhizidiovirus 1 + 0** Rhizidiomyces virus G***<br />
Geminiviridae Mastrevirus<br />
Curtovirus<br />
Topocuvirus N<br />
11+6<br />
Maize streak virus<br />
R<br />
4+1<br />
1+0<br />
Beet curly top virus<br />
Tomato pseudo-curly top virus<br />
R<br />
R<br />
Begomovirus 115+54 Bean golden yellow mosaic virus R<br />
Nanoviridae N<br />
Nanovirus<br />
Babuvirus N<br />
4+0<br />
1+0<br />
Subterranean clover stunt virus<br />
Banana bunchy top virus<br />
R<br />
R<br />
Caulimoviridae Caulimovirus 8+4<br />
Cauliflower mosaic virus<br />
R<br />
Petuvirus 1+0<br />
Petunia vein clearing virus<br />
R<br />
Soymovirus 3+0<br />
Soybean chlorotic mottle virus R<br />
Cavemovirus 2+0<br />
Cassava vein mottle virus<br />
R<br />
Badnavirus 18+5<br />
Commelina yellow mottle virus R<br />
Tungrovirus 1+0<br />
Rice tungro bacilliform virus<br />
R<br />
Pseudoviridae Pseudovirus 20+0<br />
Saccharomyces cervisiae Ty1 virus R, G<br />
(1)**** Hemivirus 8+0<br />
Drosophila melanogaster copia virus G, O<br />
Sirevirus 5+0<br />
Glycine max SIRE1 virus<br />
R<br />
Metaviridae Metavirus 21+0 Saccharomyces cerevisiae Ty3 virus R, G, O<br />
Reoviridae Fijivirus 8+0<br />
Fiji disease virus<br />
R, O<br />
Phytoreovirus 3+1<br />
Wound tumor virus<br />
R, O<br />
Oryzavirus 2+0<br />
Rice ragged stunt virus<br />
R, O<br />
Totiviridae Totivirus 4+4 Saccharomycec cerevisiae virus L-A G<br />
Partitiviridae Partitivirus 14+3<br />
Atkinsonella hypoxylon virus<br />
G<br />
(1) Alphacryptovirus 16+10 White clover cryptic virus 1<br />
R<br />
Betacryptovirus 4+1<br />
White clover cryptic virus 2<br />
R<br />
Chrysoviridae Chrysovirus 4+1 Penicillium chrysogenum virus G<br />
Hypoviridae Hypovirus 4+0 Cryphonectria hypovirus 1 G<br />
XXX Endornavirus N<br />
4+0 Vicia faba endornavirus R<br />
Rhabdoviridae Cytorhabdovirus 8+0<br />
Lettuce necrotic yellows virus R<br />
(59) Nucleorhabdovir<br />
us<br />
7+0<br />
Potato yellow dwarf virus<br />
R<br />
XXX Varicosavirus 1+1 Lettuce big-vein associated virus R<br />
XXX Ophiovirus 5+1 Citrus psorosis virus R<br />
Bunyaviridae Tospovirus 8+6 Tomato spotted wilt virus R, O<br />
XXX Tenuivirus 6+5 Rice stripe virus R, O<br />
Narnaviridae Narnavirus 2+0<br />
Saccharomyces 20S narnavirus G<br />
Mitovirus 5+5<br />
Cryphonectria mitovirus 1<br />
G<br />
Sequiviridae Sequivirus 2+1<br />
Parsnip yellow fleck virus<br />
R<br />
Waikavirus 3+0<br />
Rice tungro spherical virus<br />
R<br />
XXX Sadwavirus N<br />
3+2 Satsuma dwarf virus R<br />
XXX Cheravirus N<br />
2+2 Cherry rasp leaf virus R<br />
Comoviridae Comovirus 15+0<br />
Cowpea mosaic virus<br />
R<br />
Fabavirus 3+0<br />
Broad bean wilt virus 1<br />
R<br />
Nepovirus 31+0<br />
Tobacco ringspot virus<br />
R
48 S. Kryczyñski<br />
Rodzina Rodzaj Liczba gatunków Typowy gatunek ¯ywiciel<br />
Potyviridae Potyvirus<br />
Ipomovirus<br />
Macluravirus<br />
Rymovirus<br />
Tritimovirus<br />
Bymovirus<br />
111+86<br />
3+1<br />
3+1<br />
3+03+06+0<br />
Potato virus Y<br />
Sweet potato mild mottle virus<br />
Maclura mosaic virus<br />
Ryegrass mosaic virus<br />
Wheat streak mosaic virus<br />
Barley yellow mosaic virus<br />
XXX Sobemovirus 13+4 Southern bean mosaic virus R<br />
Luteoviridae<br />
(11)<br />
Luteovirus<br />
Polerovirus<br />
Enamovirus<br />
5+0<br />
9+0<br />
1+0<br />
Barley yellow dwarf virus-PAV<br />
Potato leafroll virus<br />
Pea enation mosaic virus-1<br />
XXX Umbravirus 7+1 Carrot mottle virus R<br />
Tombusviridae Dianthovirus<br />
Tombusvirus<br />
Aureusvirus<br />
Avenavirus<br />
Carmovirus<br />
Necrovirus<br />
Panicovirus<br />
Machlomovirus<br />
3+3<br />
15+1<br />
2+0<br />
1+0<br />
14+8<br />
6+2<br />
1+1<br />
1+0<br />
Carnation ringspot virus<br />
Tomato bushy stunt virus<br />
Pothos latent virus<br />
Oat chlorotic stunt virus<br />
Carnation mottle virus<br />
Tobacco necrosis virus A<br />
Panicum mosaic virus<br />
Maize chlorotic mottle virus<br />
XXX Tobamovirus 22+1 Tobacco mosaic virus R<br />
XXX Tobravirus 3 + 0 Tobacco rattle virus R<br />
XXX Hordeivirus 4+0 Barley stripe mosaic virus R<br />
XXX Furovirus 5+0 Soil-borne wheat mosaic virus R<br />
XXX Pomovirus 4+0 Potato mop-top virus R<br />
XXX Pecluvirus 2+0 Peanut clump virus R<br />
XXX Benyvirus 2+2 Beet necrotic yellow vein virus R<br />
Bromoviridae Alfamovirus 1+0<br />
Alfalfa mosaic virus<br />
R<br />
Bromovirus 6+0<br />
Brome mosaic virus<br />
R<br />
Cucumovirus 3+0<br />
Cucumber mosaic virus<br />
R<br />
Ilarvirus 16+0<br />
Tobacco streak virus<br />
R<br />
Oleavirus 1+0<br />
Olive latent virus 2<br />
R<br />
XXX Ourmiavirus 3+0 Ourmia melon virus R<br />
XXX Idaeovirus 1+0 Raspberry bushy dwarf virus R<br />
Tymoviridae N<br />
Tymovirus 23+0<br />
Turnip yellow mosaic virus<br />
R<br />
(1) Marafivirus 3+2<br />
Maize rayado fino virus<br />
R<br />
MaculavirusN 1+1<br />
Grapevine fleck virus<br />
R<br />
Closteroviridae<br />
(5)<br />
Closterovirus<br />
Ampelovirus N<br />
7+4<br />
6+5<br />
Beet yellows virus<br />
Grapevine leafroll-associated virus 3<br />
R<br />
R<br />
Crinivirus 7+2<br />
Lettuce infectious yellows virus R<br />
Flexiviridae N<br />
(6)<br />
Potexvirus<br />
Mandarivirus N<br />
28+18<br />
1+0<br />
Potato virus X<br />
Indian citrus ringspot virus<br />
R<br />
R<br />
Carlavirus 35+29 Carnation latent virus<br />
R<br />
Foveavirus 3+0<br />
Apple stem pitting virus<br />
R<br />
Capillovirus 3+1<br />
Apple stem grooving virus<br />
R<br />
Vitivirus 4+1<br />
Grapevine virus A<br />
R<br />
Trichovirus 4+0<br />
Apple chlorotic leaf spot virus R<br />
Barnaviridae Barnavirus 1+0 Mushroom bacilliform virus G<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R
Rodzina Rodzaj Liczba gatunków Typowy gatunek ¯ywiciel<br />
Pospiviroidae Pospiviroid<br />
Hostuviroid<br />
Cocadoviroid<br />
Apscaviroid<br />
Coleoviroid<br />
Avsunviroidae<br />
(5)<br />
Avsunviroid<br />
Pelamoviroid<br />
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 49<br />
9+0<br />
1+0<br />
4+0<br />
8+2<br />
3+0<br />
1+0<br />
2+0<br />
Potato spindle tuber viroid<br />
Hop stunt viroid<br />
Coconut cadang cadang viroid<br />
Apple scar skin viroid<br />
Coleus blumei viroid 1<br />
Avocado sunblotch viroid<br />
Peach latent mosaic viroid<br />
Niesklasyfikowane wirusy grzybów 0 + 13 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx G<br />
Niesklasyfikowane wirusy roœlin 0 + 16 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx R<br />
* Znak „XXX” oznacza, ¿e chodzi o rodzaj niezaliczony do ¿adnej z uznanych rodzin.<br />
** na pierwszym miejscu podano liczbê oficjalnie uznanych, a na drugim liczbê kandyduj¹cych<br />
do zatwierdzenia gatunków.<br />
*** R – roœliny, G – grzyby, O – owady.<br />
**** Przy nazwach rodzin podano liczbê gatunków zaliczanych do rodziny, ale poza uznanymi<br />
rodzajami.<br />
N – nowa rodzina lub nowy rodzaj.<br />
Tekst ten wypada zakoñczyæ wykazem gatunków wirusów, które albo s¹ ca³kowicie<br />
nowe (to znaczy nie by³o ich w 7. Raporcie ICTV), albo zosta³y przeniesione<br />
z kategorii kandyduj¹cych do oficjalnego uznania do kategorii oficjalnie uznanych.<br />
Takie gatunki zostan¹ oznaczone znakiem „↑”, co ma oznaczaæ, ¿e „awansowa³y”. S¹<br />
te¿ przypadki odwrotne, w których poprzednio oficjalnie uznane gatunki w nowym<br />
raporcie zosta³y sklasyfikowane w kategorii oczekuj¹cych na oficjalne uznanie, to<br />
znaczy zosta³y „zdegradowane”. Takie gatunki zostan¹ oznaczone znakiem „↓”.<br />
Polskich nazw takich gatunków nale¿y szukaæ w poprzedniej publikacji [16]. Dla<br />
nowych gatunków zaproponowane zostan¹ polskie nazwy, podobnie jak to uczyni³em<br />
poprzednio [16]. Brak propozycji polskiej nazwy oznacza, ¿e albo nie jest to gatunek<br />
nowy (np. przeniesiony z innego rodzaju) i nazwa taka zosta³a ju¿ podana, albo<br />
podawanie propozycji polskiej nazwy jest zbêdne, bo nazwa wirusa sk³ada siê z ³aciñskiej<br />
nazwy ¿ywiciela i s³owa „virus”. Proponuj¹c polskie nazwy nowych gatunków<br />
wirusów korzysta³em, podobnie jak poprzednio [16] z ró¿nych s³owników<br />
i podrêczników [1, 3, 5, 7, 17, 18], a tak¿e z informacji o roœlinach i wirusach<br />
dostêpnych w internecie. Podkreœlam, ¿e podany poni¿ej wykaz obejmuje jedynie te<br />
taksony, w których pojawi³y siê nowe gatunki wirusów lub wiroidów lub zasz³y inne<br />
wczeœniej wspomniane zmiany. Uwzglêdniono tu wy³¹cznie gatunki nowe, to znaczy<br />
takie, których nazwy pojawi³y siê dopiero w 8. Raporcie ICTV [10] oraz te, w stosunku<br />
do których dokonano zmian klasyfikacyjnych. Poszukuj¹c wiêc propozycji<br />
polskich nazw wczeœniej ju¿ uznanych wirusów i wiroidów roœlin, albo chc¹c poznaæ<br />
pe³ny wykaz taksonów i zaliczanych do nich gatunków trzeba siêgn¹æ do wczeœniejszej<br />
publikacji [16].<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
R<br />
RR
50 S. Kryczyñski<br />
Rodzaj: Rhizidiovirus (Rodzina: Rhizidioviridae)<br />
Rhizidiomyces virus, RhV<br />
Rodzaj: Mastrevirus (Rodzina: Geminiviridae)<br />
Sugarcane streak Egypt virus, SSEV – egipski wirus pasiastoœci trzciny<br />
cukrowej<br />
Sugarcane streak Reunion virus, SSREV – wirus pasiastoœci trzciny cukrowej<br />
z wyspy Reunion<br />
Bromus striate mosaic virus↓<br />
Digitaria striate mosaic virus↓<br />
Millet streak virus, MlSV – wirus pasiastoœci prosa<br />
Paspalum striate mosaic virus↓<br />
Rodzaj: Curtovirus (Rodzina: Geminiviridae)<br />
Beet mild curly top virus, BMCTV – wirus ³agodnej wierzcho³kowej kêdzierzawki<br />
buraka<br />
Beet severe curly top virus, BSCTV – wirus ostrej wierzcho³kowej kêdzierzawki<br />
buraka<br />
Rodzaj: Topocuvirus (Rodzina: Geminiviridae)<br />
Tomato pseudo-curly top virus (dawniej Begomovirus)<br />
Rodzaj: Begomovirus (Rodzina: Geminiviridae)<br />
Ageratum enation virus, AEV – wirus enacji ¿eniszka<br />
Ageratum yellow vein China virus, AYVCNV – chiñski wirus ¿ó³kniêcia<br />
nerwów ¿eniszka<br />
Ageratum yellow vein Sri Lanka virus, AYVSLV – cejloñski wirus ¿ó³kniêcia<br />
nerwów ¿eniszka<br />
Ageratum yellow vein Taiwan virus, AYVTV – taiwañski wirus ¿ó³kniêcia<br />
nerwów ¿eniszka<br />
Bean golden yellow mosaic virus, BGYMV – wirus z³ocisto¿ó³tej mozaiki<br />
fasoli<br />
Cabbage leaf curl virus, CaLCuV – wirus kêdzierzawienia liœci kapusty<br />
Chayote yellow mosaic virus, ChaYMV –wirus ¿ó³tej mozaiki kolczocha<br />
Chilli leaf curl virus, ChiLCuV – wirus kêdzierzawienia liœci papryki ostrej<br />
Chino del tomato virus, CdTV – wirus Chino del tomato<br />
Cotton leaf curl Alabad virus↑, CLCuAV<br />
Cotton leaf curl Gezira virus↑, CLCuGV<br />
Cotton leaf curl Kokhran virus↑, CLCuKV<br />
Cotton leaf curl Multan virus↑, CLCuMV<br />
Cotton leaf curl Rajasthan virus↑, CLCuRV<br />
Cucurbit leaf curl virus, CuLCuV – wirus kêdzierzawienia liœci dyniowatych<br />
Dicliptera yellow mottle virus, DiYMoV – wirus ¿ó³tej pstroœci Dicliptera<br />
East African cassava mosaic Cameroon virus, EACMCV
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 51<br />
East African cassava mosaic Malavi virus, EACMMV<br />
East African cassava mosaic virus, EACMV<br />
East African cassava mosaic Zanzibar virus, EACMZM<br />
Eupatorium yellow vein virus, EpYVV – wirus ¿ó³kniêcia nerwów Eupatorium<br />
Euphorbia leaf curl virus, EuLCV – wirus kêdzierzawki liœci wilczomleczu<br />
Ipomea yellow vein virus, IYVV – wirus ¿ó³kniêcia nerwów batata<br />
Luffa yellow mosaic virus, LYMV – wirus ¿ó³tej mozaiki trykwy<br />
Macroptilium mosaic Puerto Rico virus, MaMPRV – portorykañski wirus<br />
mozaiki Macroptilium<br />
Macroptilium yellow mosaic Florida virus, MaYMFV<br />
Macroptilium yellow mosaic virus, MaYMV– wirus ¿ó³tej mozaiki Macroptilium<br />
Malvastrum yellow vein virus, MYVV – wirus ¿ó³kniêcia nerwów Malvastrum<br />
Mungbean yellow mosaic India virus, MYMIV – indyjski wirus ¿ó³tej mozaiki<br />
fasoli mungo<br />
Okra yellow vein mosaic virus, OYVMV – wirus mozaikowatego ¿ó³kniêcia<br />
nerwów ochry<br />
Papaya leaf curl China virus, PaLCCNV – chiñski wirus kêdzierzawki liœci<br />
papai<br />
Pepper golden mosaic virus, PepGMV – wirus z³ocistej mozaiki pieprzu<br />
Pepper leaf curl Bangladesh virus, PepLCBV – bengalski wirus kêdzierzawki<br />
liœci pieprzu<br />
Sida golden mosaic Costa Rica virus, SiGMCRV – kostarykañski wirus z³otej<br />
mozaiki Sida acuta<br />
Sida golden mosaic Florida virus, SiGMFV<br />
Sida golden mosaicHonduras virus, SiGMHV<br />
Sida golden yellow vein virus, SiGYVV – wirus z³ocistej ¿ó³taczki nerwów<br />
Sida acuta<br />
Sida mottle virus, SiMoV – wirus pstroœci Sida acuta<br />
Sida yellow mosaic virus, SiYMV –wirus ¿ó³tej mozaiki Sida acuta<br />
Sida yellow vein virus , SiYVV<br />
Soybean crinkle leaf virus, SbCLV – wirus kêdzierzawienia liœci soi<br />
Squash leaf curl Philippines virus, SLCPHV – filipiñski wirus kêdzierzawki<br />
liœci dyni<br />
Squash leaf curl Yunnan virus, SLCYNV<br />
Squash mild leaf curl virus, SMLCV – wirus ³agodnej kêdzierzawki liœci dyni<br />
Squash yellow mild mottle virus, SYMMoV– wirus ³agodnej ¿ó³tej pstroœci dyni<br />
Sri Lanka cassava mosaic virus, SLCMV – cejloñski wirus mozaiki manioku<br />
Stachytarpheta leaf curl virus, StaLCuV– wirus kêdzierzawki liœci Stachytarpheta<br />
Swet potato leaf curl Georgia virus, SPLCGV – georgijski wirus kêdzierzawki<br />
liœci batata
52 S. Kryczyñski<br />
Swet potato leaf curl virus, SPLCV – wirus kêdzierzawki liœci batata<br />
Tobacco curly shoot virus, TbCSV – wirus kêdzierzawienia pêdów tytoniu<br />
Tobacco leaf curl Japan virus, TbLCJV – japoñski wirus kêdzierzawki liœci<br />
tytoniu<br />
Tobacco leaf curl Kochi virus, TbLCKoV<br />
Tobacco leaf curl Yunnan virus, TbLCYNV<br />
Tobacco leaf curl Zimbabwe virus, TbLCZV<br />
Tomato chino La Paz virus, ToChLPV – wirus z La Paz pomidora chino<br />
Tomato chlorotic mottle virus, ToCMoV – wirus chlorotycznej pstroœci<br />
pomidora<br />
Tomato curly stunt virus, ToCSV – wirus kêdzierzawej kar³owatoœci pomidora<br />
Tomato golden mottle virus, TGMoV – wirus z³ocistej pstroœci pomidora<br />
Tomato mosaic Havana virus, ToMHV – hawañski wirus mozaiki pomidora<br />
Tomato severe rugose virus, ToSRV – wirus ostrej wyboistoœci pomidora<br />
Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV – wirus ¿ó³tej kêdzierzawki liœci<br />
pomidora<br />
Piêæ gatunków poprzednio uznawanych oficjalnie, obecnie na liœcie kandyduj¹cych:<br />
Acalypha yellow mosaic virus↓, AYMV<br />
Asystasia golden mosaic virus↓, AGMV<br />
Eclipta yellow vein virus↓, EYVV<br />
Euphorbia mosaic virus↓, EyMV<br />
Horsegram yellow mosaic virus↓, HgYMV<br />
Rodzaj: Babuvirus (Rodzina: Nanoviridae)<br />
Banana bunchy top virus, BBTV (dawniej Nanovirus)<br />
Rodzaj: Soymovirus (Rodzina: Caulimoviridae)<br />
Blueberry red ringspot virus, BBRSV (dawniej Caulimovirus)<br />
Rodzaj: Cavemovirus (Rodzina: Caulimoviridae)<br />
Tobacco vein clearing virus, TVCV – wirus przejaœnienia nerwów tytoniu<br />
Rodzaj: Badnavirus (Rodzina: Caulimoviridae)<br />
Banana streak GF virus, BSGFV – wirus pasiastoœci banana GF<br />
Banana streak Mysore virus, BSMyV – wirus pasiastoœci banana z Mysore<br />
Gooseberry vein banding associated virus, GVBAV – wirus otaœmienia<br />
nerwów agrestu<br />
Rubus yellow net virus, RYNV – wirus ¿ó³kniêcia nerwów je¿yny<br />
Spiraea yellow leaf spot virus, SYLSV – wirus ¿ó³tej plamistoœci liœci tawu³y<br />
Sugarcane bacillform IM virus, SCBIMV – bacillokszta³tny wirus IM trzciny<br />
cukrowej<br />
Sugarcane bacillform Mor virus, SCBMV – bacillokszta³tny wirus Mor<br />
trzciny cukrowej<br />
Taro bacilliform virus↑, TaBV
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 53<br />
Stilbocarpa mosaic bacilliform virus, SMBV – bacillokszta³tny wirus mozaiki<br />
Stilbocarpa<br />
Rodzaj: Pseudovirus (Rodzina: Pseudoviridae)<br />
Arabidopsis thaliana Art1 virus, AthArt1V<br />
Arabidopsis thaliana AtRE1 virus, AthAtRV<br />
Arabidopsis thaliana Evelknievel virus, AthEveV<br />
Brassica oleracea Melmoth virus, BolMelV<br />
Cajanus cajan Panzee virus, CcaPanV<br />
Glycine max Tgmr virus, GmaTgmV<br />
Oryza australiensis RIRE1 virus, OauRirV<br />
Oryza longistaminata Retrofit virus, OloRetV<br />
Physarum polycephalum Tp1 virus, PpoTp1V<br />
Saccharomyces cerevisiae Ty1 virus, SceTy1V<br />
Saccharomyces cerevisiae Ty2 virus, SceTy2V<br />
Saccharomyces cerevisiae Ty4 virus, SceTy4V<br />
Zea mays Sto–4 virus, ZmaStoV<br />
Rodzaj: Hemivirus (Rodzina: Pseudoviridae)<br />
Saccharomyces paradoxus Ty5 virus, SceTy5V<br />
Rodzaj: Sirevirus (Rodzina: Pseudoviridae)<br />
Arabidopsis thaliana Endovir virus, AthEndV<br />
Glycine max SIRE1 virus, GmaSIRV<br />
Lycopersicum esculentum ToRTL1 virus, LesToRV<br />
Zea mays Opie-2 virus, ZmaOp2V<br />
Zea mays Prem-2 virus, ZmaPr2V<br />
Rodzaj: Metavirus (Rodzina: Metaviridae)<br />
Arabidopsis thaliana Athila virus, AthAthV<br />
Arabidopsis thaliana Tat4 virus, AthTat4V<br />
Cladosporium fulvum T-1 virus, CfuT1V<br />
Dictyostelium discoideum Skipper virus, DdiSkiV<br />
Fusarium oxysporum Skippy virus, FoxSkiV<br />
Saccharomyces cerevisiae Ty3 virus, SceTy3V<br />
Schizosaccharomyces pombe Tf1 virus, SpoTf1V<br />
Schizosaccharomyces pombe Tf2 virus, SpoTf2V<br />
Rodzaj: Mycoreovirus (Rodzina: Reoviridae)<br />
Mycoreovirus 1, CpMYRV-1/9B21<br />
Mycoreovirus 2, CpMYRV-2/C18<br />
Mycoreovirus 3, RnMYRV-3/W370<br />
Rodzaj: Totivirus (Rodzina: Totiviridae)<br />
Helminthosporium victoriae virus 190S, HvV190S<br />
Saccharomyces cerevisiae virus L-A (L1), ScV-L-A
54 S. Kryczyñski<br />
Saccharomyces cerevisiae virus L-BC, ScV-L-BC<br />
Ustilago maydis virus H1, UmV-H1<br />
Aspergillus foetidus virus S, AfV-S<br />
Aspergillus niger virus S, AnV-S<br />
Gaeumannomyces graminis virus 87-1-H, GgV-87-1-H<br />
Mycogone perniciosa virus, MpV<br />
Rodzaj: Partitivirus (Rodzina: Partitiviridae)<br />
Agaricus bisporus virus 4, AbV-4<br />
Aspergillus ochraceous virus, AoV<br />
Atkinsonella hypoxylon virus, AhV<br />
Discula destructiva virus 1, DdV-1<br />
Discula destructiva virus 2, DdV-2<br />
Fusarium poae virus 1, FpV-1<br />
Fusarium solani virus 1, FsV-1<br />
Gaeumannomyces graminis virus 019/6-A, GgV-019/6-A<br />
Gaeumannomyces graminis virus T1-A, GgV-T1-A<br />
Gremmeniella abietina RNA virus MS1, GaRV-MS1<br />
Helicobasidium mompa virus, HmV<br />
Heterobasidion annosum virus, HaV<br />
Penicillium stoloniferum virus, S PsV-S<br />
Rhizoctonia solani virus 717, RhsV-717<br />
Diplocarpon rosae virus, DrV<br />
Penicillium stoloniferum virus F, PsV-F<br />
Phialophora radicicola virus 2-2-A, PrV-2-2-A<br />
Rodzaj: Chrysovirus (Rodzina: Chrysoviridae)<br />
Helminthosporium victoriae 145S virus, Hv145SV<br />
Penicillium brevicompactum virus, PbV<br />
Penicillium chrysogenum virus, PcV<br />
Penicillium cyaneo-fulvum virus, Pc-fV<br />
Agaricus bisporus virus 1, AbV-1<br />
Rodzaj: Hypovirus (Rodzina: Hypoviridae)<br />
Cryphonectria hypovirus 1, CHV-1<br />
Cryphonectria hypovirus 2, CHV-2<br />
Cryphonectria hypovirus 3, CHV-3<br />
Cryphonectria hypovirus 4, CHV-4<br />
Rodzaj: Endornavirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Oryza rufipogon endornavirus, ORV<br />
Oryza sativa endornavirus, OSV<br />
Phaseolus vulgaris endornavirus, PVuV<br />
Vicia faba endornavirus, VFV
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 55<br />
Rodzaj: Nucleorhabdovirus (Rodzina: Rhabdoviridae)<br />
Maize fine streak virus, MFSV – wirus delikatnej pasiastoœci kukurydzy<br />
Rodzaj: Ophiovirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Lettuce ring necrosis virus, LRNV – wirus pierœcieniowej nekrozy sa³aty<br />
Mirafiori lettuce virus, MiLV – wirus sa³aty z Mirafiori<br />
Freesia ophiovirus, FOV – ophiowirus frezji<br />
Rodzaj: Tospovirus (Rodzina: Bunyaviridae)<br />
Groundnut yellow spot virus, GYSV – wirus ¿ó³tej plamistoœci orzeszka<br />
ziemnego<br />
Capsicum chlorosis virus, CACV – wirus chlorozy papryki<br />
Rodzaj: Sequivirus (Rodzina: Sequiviridae)<br />
Lettuce mottle virus, LeMoV – wirus pstroœci sa³aty<br />
Rodzaj: Sadwavirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Satsuma dwarf virus, SDV (dawniej Nepovirus)<br />
Strawberry latent ringspot virus, SLRSV (dawniej Nepovirus)<br />
Strawberry mottle virus, SMoV (dawniej Nepovirus)<br />
Lucerne Australian symptomless virus, LASV – bezobjawowy australijski<br />
wirus lucerny<br />
Rubus Chinese seed-borne virus, RCSV – odnasienny chiñski wirus je¿yny<br />
Rodzaj: Cheravirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Apple latent spherical virus, ALSV – utajony kulisty wirus jab³oni<br />
Cherry rasp leaf virus, CRLV (dawniej Nepovirus)<br />
Arracacha virus B, AVB (dawniej Nepovirus)<br />
Artichoke vein banding virus, AVBV (dawniej Nepovirus)<br />
Rodzaj: Nepovirus (Rodzina: Comoviridae)<br />
Apricot latent ringspot virus, ALRSV – utajony wirus pierœcieniowej plamistoœci<br />
moreli<br />
Artichoke Aegean ringspot virus, AARSV – egejski wirus pierœcieniowej<br />
plamistoœci karczocha<br />
Rodzaj: Potyvirus (Rodzina: Potyviridae)<br />
Apium virus Y, ApVY – wirus Y selera<br />
Carrot virus Y, CtVY – wirus Y marchwi<br />
Clitoria virus Y, ClVY – wirus Y Clitorii<br />
Cypripedium virus Y, CypVY – wirus Y Cypripedium<br />
Diuris virus Y, DiVY – wirus Y Diuris<br />
Hibbertia virus Y, HiVY – wirus Y Hibbertii<br />
Japanese yam mosaic virus, JYMV – japoñski wirus mozaiki jama<br />
Lycoris mild mottle virus, LyMMoV – wirus ³agodnej pstroœci Lycoris<br />
Ornithogalum virus 2, OrV2 – wirus 2 Ornitogalum<br />
Ornithogalum virus 3, OrV3 – wirus 3 Ornitogalum
56 S. Kryczyñski<br />
Papaya leaf distortion mosaic virus, PLDMV – wirus mozaikowatego zniekszta³cenia<br />
liœci papai<br />
Pepper yellow mosaic virus, PepYMV – wirus ¿ó³tej mozaiki pieprzu<br />
Pleione virus Y, PlVY – wirus Y Pleione<br />
Rhopalanthe virus Y, RhVY – wirus Y Rhopalanthe<br />
Sarcochilus virus Y, SaVY – wirus Y Sarcochilus<br />
Scallion mosaic virus, ScMV – wirus mozaiki szczypioru<br />
Sunflower mosaic virus, SuMV – wirus mozaiki s³onecznika<br />
Sweet potato mild speckling virus, SPMSV – wirus ³agodnej plamistoœci batata<br />
Sweet potato virus G, SPVG – wirus G batata<br />
Tulip mosaic virus, TulMV – wirus mozaiki tulipana<br />
Watermelon leaf mottle virus, WLMV – wirus pstroœci liœci arbuza<br />
Yam mild mosaic virus, YMMV – wirus ³agodnej mozaiki jama<br />
Zantedeschia mosaic virus, ZaMV – wirus mozaiki cantedeskii<br />
Zea mosaic virus, ZeMV – wirus mozaiki kukurydzy<br />
Alstroemeria flower banding virus, AlFBV – wirus otaœmienia kwaitów<br />
alstromerii<br />
Chrysanthemum spot virus, ChSV – wirus plamistoœci chryzantemy<br />
Dioscorea dumentorum virus, DDV – wirus pochrzynu<br />
Melothria mottle virus, MeMoV – wirus pstroœci Melothrii<br />
Peanut chlorotic blotch virus, PeClBlV – wirus chlorotycznej plamistoœci<br />
orzeszka ziemnego<br />
Peanut top paralysis virus, PeTPV – wirus parali¿u wiercho³ka orzeszka<br />
ziemnego<br />
Rodzaj: Ipomovirus (Rodzina: Potyviridae)<br />
Cassava brown streak virus, CBSV – wirus brunatnej pasiastoœci manioku<br />
Cucumber vein yellowing virus, CVYV – wirus ¿ó³kniêcia nerwów ogórka<br />
Rodzaj: Macluravirus (Rodzina: Potyviridae)<br />
Chinese yam necrotic mosaic virus, CYNMV – chiñski wirus nekrotycznej<br />
mozaiki jama<br />
Rodzaj: Tritimovirus (Rodzina: Potyviridae)<br />
Brome streak mosaic virus, BrSMV – wirus pasiastej mozaiki stok³osy<br />
Rodzina: Potyviridae (gatunki poza uznanymi rodzajami)<br />
Spartina mottle virus, SpMoV – wirus pstrosci Spartina<br />
Sugarcane streak mosaic virus, SCSMV – wirus pasiastej mozaiki trzciny<br />
cukrowej<br />
Tomato mild mottle virus, TomMMoV – wirus ³agodnej pstroœci pomidora<br />
Rodzaj: Sobemovirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Ryegrass mottle virus, RGMoV – wirus pstroœci ¿ycicy<br />
Sesbania mosaic virus, SeMV – wirus mozaiki Sesbanii<br />
Rottboelia mottle virus, RoMoV – wirus pstroœci Rottboelii
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 57<br />
Rodzaj: Luteovirus (Rodzina: Luteoviridae)<br />
Barley yellow dwarf virus-PAS, BYDV-PAS – wirus ¿ó³tej kar³owatoœci<br />
jêczmienia – PAS<br />
Rodzaj: Polerovirus (Rodzina: Luteoviridae)<br />
Beet chlorosis virus, BChV – wirus chlorozy buraka cukrowego<br />
Cereal yellow dwarf virus-RPS, CYDV-RPS – wirus ¿ó³tej kar³owatoœci zbó¿-RPS<br />
Sugarcane yellow leaf virus, ScYLV – wirus ¿ó³kniêcia liœci trzciny cukrowej<br />
Turnip yellows virus, TuYV – wirus ¿ó³taczki rzepy<br />
Rodzina: Luteoviridae (gatunki poza uznanymi rodzajami)<br />
Barley yellow dwarf virus-SGV, BYDV-SGV – wirus ¿ó³tej kar³owatoœci<br />
jêczmienia-SGV<br />
Strawberry mild yellow edge associated virus, SMYEaV – wirus ³agodnego<br />
¿ó³kniêcia brzegów liœci truskawki<br />
Tobacco vein distorting virus, TVDV – wirus zniekszta³cenia nerwów tytoniu<br />
Rodzaj: Umbravirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Tobacco bushy top virus↑, TBTV<br />
Rodzaj: Dianthovirus (Rodzina: Tombusviridae)<br />
Rice virus X, RVX – wirus X ry¿u<br />
Sesame necrotic mosaic virus, SNMV – wirus nekrotycznej mozaiki sezamu<br />
Rodzaj: Tombusvirus (Rodzina: Tombusviridae)<br />
Cucumber Bulgarian latent virus, CBLV – utajony bu³garski wirus ogórka<br />
Pear latent virus, PeLV – utajony wirus gruszy<br />
Maize necrotic streak virus, MNeSV– wirus nekrotycznej pasiastoœci kukurydzy<br />
Rodzaj: Aureusvirus (Rodzina: Tombusviridae)<br />
Cucumber leaf spot virus, CLSV – wirus plamistoœci liœci ogórka<br />
Rodzaj: Carmovirus (Rodzina: Tombusviridae)<br />
Japanese iris necrotic ring virus, JINRV – japoñski wirus nekrotycznej<br />
pierœcieniowej plamistoœci irysa<br />
Pea stem necrosis virus, PSNV – wirus nekrozy ³odyg grochu<br />
Squash necrosis virus, SqNV – wirus nekrozy dyni<br />
Rodzaj: Necrovirus (Rodzina: Tombusviridae)<br />
Beet black scorch virus, BBSV – wirus czarnych oparzelin buraka<br />
Rodzaj: Tobamovirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Cucumber fruit mottle mosaic virus, CFMMV – wirus pstrej mozaiki owoców<br />
ogórka<br />
Hibiscus latent Fort Pierce virus, HLFPV– utajony wirus hibiskusa z Fort Pierce<br />
Hibiscus latent Singapore virus, HLSV – singapurski utajony wirus hibiskusa<br />
Tobacco latent virus, TLV – utajony wirus tytoniu<br />
Wasabi mottle virus, WMoV – wirus pstroœci chrzanu japoñskiego<br />
Zucchini green mottle mosaic virus, ZGMMV – wirus zielonej pstrej mozaiki<br />
cukini
58 S. Kryczyñski<br />
Rodzaj: Furovirus (poza uznanymi rodzinami)<br />
Chinese wheat mosaic virus, CWMV – chiñski wirus mozaik pszenicy<br />
Oat golden stripe virus, OGSV – wirus z³ocistej pasiastoœci owsa<br />
Soil-borne cereal mosaic virus, SBCMV – odglebowy wirus mozaiki zbó¿<br />
Sorghum chlorotic spot virus↑, SrCSV<br />
Rodzaj: Tymovirus (Rodzina: Tymoviridae)<br />
Chayote mosaic virus↑, ChMV<br />
Petunia vein banding virus, PetVBV – wirus otaœmienia nerwów petunii<br />
Rodzaj: Marafivirus (Rodzina: Tymoviridae)<br />
Grapevine asteroid mosaic-assocociated virus, GAMaV – wirus gwiaŸdzistej<br />
mozaiki winoroœli<br />
Grapevine rupestris vein feathering virus, GRVFV – wirus pierzastych nerwów<br />
Vitis rupestris<br />
Rodzaj: Maculavirus (Rodzina: Tymoviridae)<br />
Grapevine fleck virus, GFkV – wirus cêtkowatoœci winoroœli<br />
Grapevine red globe virus, GRGV – wirus winoroœli odmiany Red Globe<br />
Rodzaj: Ampelovirus (Rodzina: Closteroviridae)<br />
Grapevine leafroll-associated virus 1, GLRaV-1 (dawniej: Closterovirus)<br />
Grapevine leafroll-associated virus 3, GLRaV-3 (dawniej: Closterovirus)<br />
Grapevine leafroll-associated virus 5, GLRaV-5 (dawniej: Closterovirus)<br />
Little cherry virus 2, LChV-2 (dawniej: Closterovirus)<br />
Pineapple mealybug wilt-associated virus 1, PMWaV-1 (dawniej: Closterovirus)<br />
Pineapple mealybug wilt-associated virus 2, PMWaV-2 (dawniej: Closterovirus)<br />
Sugarcane mild mosaic virus, SMMV (dawniej: Closterovirus)<br />
Grapevine leafroll-associated virus 4, GLRaV-4 (dawniej: Closterovirus)<br />
Grapevine leafroll-associated virus 6, GLRaV-6 (dawniej: Closterovirus)<br />
Grapevine leafroll-associated virus 8, GLRa-8 (dawniej: Closterovirus)<br />
Plum bark necrosis and stem pitting associated virus, PBNSPaV – wirus<br />
nekrozy kory i jamkowatoœci pnia œliwy<br />
Rodzaj: Crinivirus (Rodzina: Closteroviridae)<br />
Potato yellow vein virus, PYVV – wirus ¿ó³kniêcia nerwów ziemniaka<br />
Rodzina: Closteroviridae (gatunki poza uznanymi rodzajami)<br />
Olive leaf yellowing-associated virus, OLYaV – wirus ¿ó³kniêcia liœci oliwki<br />
Rodzaj: Potexvirus (Rodzina: Flexiviridae)<br />
Alternanthera mosaic virus↑, AltMV<br />
Scallion virus X, ScaVX – wirus X szczypioru<br />
Boletus virus X, BolVX – wirus X borowika<br />
Rodzaj: Mandarivirus (Rodzina: Flexiviridae)<br />
Indian citrus ringspot virus, ICRSV – wirus pierœcieniowej plamistoœci<br />
mandarynki<br />
Rodzaj: Allexivirus (Rodzina: Flexiviridae)
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 59<br />
Garlic virus E, GarV-E – wirus E czosnku<br />
Rodzaj: Carlavirus (Rodzina: Flexiviridae)<br />
Cole latent virus↑, CoLV<br />
Potato latent virus, PotLV – utajony wirus ziemniaka<br />
Sint Jan’s onion latent virus, SJOLV – utajony wirus cebuli z Sint Jan<br />
Potato rough dwarf virus, PRDV – wirus szorstkiej kar³owatoœci ziemniaka<br />
Potato virus P, PVP – wirus P ziemniaka<br />
Rodzaj: Foveavirus (Rodzina: Flexiviridae)<br />
Apricot latent virus, ApLV – utajony wirus moreli<br />
Rodzaj: Trichovirus (Rodzina: Flexiviridae)<br />
Cherry mottle leaf virus, CMLV – wirus pstroœci liœci czereœni<br />
Peach mosaic virus, PcMV – wirus mozaiki brzoskwini<br />
Rodzaj: Barnavirus (Rodzina: Barnaviridae)<br />
Mushroom bacilliform virus, MBV – bacillokszta³tny wirus pieczarki<br />
Wirusy grzybów nie zaliczone do ¿adnego z uznanych taksonów<br />
Agaricus bisporus virus 1, ABV-1<br />
Allomyces arbuscula virus, AAV<br />
Aspergillus foetidus virus F, AFV-F<br />
Botrytis cinerea virus-CVG25, BCV-CVG25<br />
Botrytis cinerea virus F, BCV-F<br />
Colletotrichum lindemuthianum virus, CLV<br />
Diaporthe RNA virus, DRV<br />
Fusarium graminearum virus DK-21, FGV-DK21<br />
Gaeumannomyces graminis virus 45/101-C, GGV-45/101C<br />
Helminthosporium maydis virus, HMV<br />
LaFrance isometric virus, LFIV – izometryczny wirus LaFrance<br />
Lentinus edodes virus, LEV<br />
Perconia circinata virus, PeCV<br />
Wirusy roœlin nie zaliczone do ¿adnego z uznanych taksonów<br />
Chara australis virus, CAV<br />
Hawaiian rubus leaf curl virus, HRLCV – hawajski wirus kêdzierzawienia<br />
liœci maliny<br />
Pigeon pea sterile mosaic virus (PPSMV) – wirus sterylnej mozaiki nikli<br />
indyjskiej<br />
Tulip streak virus, TStV – wirus pasiastoœci tulipana<br />
Wiroidy<br />
Rodzaj: Pospiviroid (Rodzina: Pospiviroidae)<br />
Tomato chlorotic dwarf viroid, TCDVd – wiroid chlorotycznej kar³owatoœci<br />
pomidora<br />
Rodzina: Avsunviroidae (gatunki poza uznanymi rodzajami)
60 S. Kryczyñski<br />
Blueberry mosaic viroid-like RNA, BluMVd-RNA– wiroid mozaiki borówki<br />
wysokiej<br />
Burdock stunt viroid, BuSV – wiroid kar³owatoœci lopianu<br />
Eggplant latent viroid, ELVd – utajony wiroid ober¿yny<br />
Nicotiana glutinosa stunt viroid, NGSVd – wiroid kar³owatoœci tytoniu<br />
lepkiego<br />
Pigeon pea mosaic mottle viroid, PPMMoVd – wiroid pstrej mozaiki nikli<br />
indyjskiej<br />
Tomato bunchy top viroid, ToBTVd – wiroid kar³owatoœci wierzcho³kowej<br />
pomidora<br />
Literatura<br />
[1] Allen R.E. (red.) 1990. The concise Oxford Dictionary of current English. Clarendon Press, Oxford.<br />
[2] Ball L.A. 2005. The universal taxonomy of viruses in theory and practice. W: C.M. Fauquet, M.A. Mayo,<br />
J. Maniloff, U. Desselberger i L.A. Ball (red.) Virus taxonomy. Eighth Report of the International Committee on<br />
Taxonomy of Viruses. Elsevier, Academic Press, San Diego: 3–8.<br />
[3] Borecki Z. (red.) 1996. Polskie nazwy chorób roœlin uprawnych. Polskie Towarzystwo Fitopatologiczne, Poznañ.<br />
[4] Bos L. 2002. International naming of viruses – a digest of recent developments. Arch. Virol. 147: 1471–1477.<br />
[5] Bulas K., Whitfield F.J. 1969. The Koœciuszka Foundation Dictionary. English-Polish. Mouton & Co., The Hague.<br />
[6] Calisher C.H., Mahy B.W.J. 2003. Taxonomy: get it right or leave it alone. Am. J. Trop. Med. Hyg. 68: 505–506.<br />
[7] Chmiel H. (red.) 1980. Uprawa roœlin ozdobnych. PWRiL, Warszawa.<br />
[8] Domingo E., Escarmis C., Sevilla N., Moya A., Elena S.F., Quer J., Novella I.S.., Drebot M.A., Henchal E.,<br />
Hjelle B., LeDuc J.W., Repik J.T., Roehrig P.M., Schmaljohn C.S., Shope R.E., Tesh R.B., Weaver S.C.,<br />
Calisher C.H. 2002. Improved clarity of meaning from the use of both formal species names and common<br />
(vernacular) virus names in virological literature. Arch. Virol. 147: 2465–2472.<br />
[9] Eberhardt M. 2004. Virus taxonomy: one step forward, two steps back. Emerg. Infect. Dis. 10: 153–154.<br />
[10] Fauquet C.M., Mayo M.A., Maniloff J., Desselberger U., Ball L.A. (red.) 2005. Virus taxonomy. Eighth Report<br />
of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Elsevier, Academic Press, San Diego CA.<br />
[11] Gibbs A. 2000. Virus nomenclature descending into chaos. Arch. Virol. 145: 1505–1507.<br />
[12] Holland J.J. 1996. Basic concepts in RNA virus evolution. FASEB J. 10: 859–864.<br />
[13] Hull R. 2002. Matthews’ Plant Virology. Elsevier Academic Press, San Diego CA.<br />
[14] Kryczyñski S. 1997. Nazewnictwo i klasyfikacja wirusów roœlin – droga w nieznane? Post. Nauk Rol. 6: 15–30.<br />
[15] Kryczyñski S. 2002. Taksonomia wirusów roœlin. Siódmy Raport Miêdzynarodowego Komitetu Taksonomii<br />
Wirusów. Post. Nauk Rol. 4: 51–61.<br />
[16] Kryczyñski S. 2002. Klasyfikacja wirusów roœlin uznanych oficjalnie przez ICTV z propozycjami polskich<br />
nazw tych wirusów. Post. Nauk Rol. 4: 63–103.<br />
[17] Podbielkowski Z. 1989. S³ownik roœlin u¿ytkowych. Wyd. VI. PWRiL, Warszawa<br />
[18] Szweykowska A., Szweykowski J. 1993. Botanika. Tom II. Systematyka. PWN, Warszawa.<br />
[19] Van Regenmortel M.H.W. 1999. How to write the names of virus species. Arch. Virol. 144: 1041–1042.<br />
[20] Van Regenmortel M.H.W. 2000: Introduction to the species concept in virus taxonomy. Str. 3–16 w M.H.W.<br />
van Regenmortel, C.M. Fauquet, D.H.L. Bishop, E.B. Carstens, M.K. Estes, S.M. Lemon, J. Maniloff, M.A.<br />
Mayo, D.J. McGeoch, C.R. Pringle, R.B. Wickner (red.). „Virus taxonomy. Seventh Report of the International<br />
Committee on Taxonomy of Viruses. Academic Press, San Diego CA., 2000.<br />
[21] Van Regenmortel M.H.W. 2003. Viruses are real, virus species are man-made, taxonomic constructions. Arch.<br />
Virol. 148: 2483–2490.<br />
[22] Van Regenmortel M.H.W., Fauquet C.M. 2002. Only italicized species names of viruses have a taxonomic<br />
meaning. Arch. Virol. 147: 2247–2250.
Zmiany w taksonomii wirusów roœlin … 61<br />
The changes in plant virus taxonomy<br />
Key words: virus nomenclature, virus classification, ICTV Report<br />
Summary<br />
The contents of the 8th Report of International Committee on Taxonomy of<br />
Viruses are presented and commented as far as they concern plant viruses and viroids.<br />
The families and genera of viruses infecting plants and fungi are presented in table 1 as<br />
well as the families and genera of viroids of plants. The list of newly proposed virus<br />
and viroid species and the list of proposed taxonomic changes are attached.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 63–73<br />
Metody biometryczne i molekularne<br />
w przewidywaniu wartoœci kombinacji<br />
krzy¿ówkowych u roœlin samopylnych<br />
Anetta Kuczyñska, Maria Surma, Tadeusz Adamski<br />
Pracownia Genetyki Iloœciowej, Instytut Genetyki Roœlin Polskiej Akademii Nauk<br />
ul. Strzeszyñska 34, 60-479 Poznañ<br />
e-mail: akuc@igr.poznan.pl<br />
S³owa kluczowe: zró¿nicowanie genetyczne, heterozja, transgresja, markery<br />
molekularne, zbo¿a<br />
Wstêp<br />
Przez tysi¹ce lat cz³owiek ulepsza³ roœliny uprawne wybieraj¹c osobniki bardziej<br />
wartoœciowe od innych, plenniejsze, smaczniejsze, wczeœniej dojrzewaj¹ce itp. Wynikiem<br />
dzia³ania cz³owieka i selekcji pod wp³ywem czynników œrodowiska by³o<br />
powstanie form uprawnych w du¿ym stopniu ró¿ni¹cych siê od form wyjœciowych<br />
[13]. Intensywna hodowla doprowadzi³a jednak do zawê¿enia zmiennoœci genetycznej,<br />
czemu czêœciowo winne jest stosowanie programów hodowlanych w po³¹czeniu<br />
z nowoczesnymi zabiegami rolniczymi i gospodarczymi [4, 81]. Ograniczona pula<br />
genowa w hodowli roœlin sprawia, ¿e ró¿nice miêdzyodmianowe s¹ niewielkie. Z tego<br />
powodu okreœlenie genetycznego zró¿nicowania miêdzy odmianami uprawnymi<br />
tylko na podstawie cech fenotypowych (morfologicznych czy fizjologicznych) jest<br />
trudne. Zawê¿ona pula genowa z jednej strony i znacz¹cy wp³yw œrodowiska na<br />
kszta³towanie siê wartoœci fenotypowych wiêkszoœci cech agronomicznych z drugiej<br />
sprawia, ¿e wybór do krzy¿owañ komponentów o du¿ym potencjale genetycznym jest<br />
trudny. Ci¹gle poszukiwane s¹ metody u³atwiaj¹ce dobór takich form, których<br />
potomstwo by³oby bardziej wartoœciowe od rodziców [16, 29, 30].<br />
W pracy przedstawiono przegl¹d badañ dotycz¹cych przewidywania wartoœci<br />
i zmiennoœci genetycznej potomstwa par form rodzicielskich oraz prac poœwiêconych<br />
mo¿liwoœci wykorzystania markerów molekularnych do analizy genetycznego zró¿nicowania<br />
odmian w aspekcie wyboru komponentów do krzy¿owañ.
64 A. Kuczyñska, M. Surma, T. Adamski<br />
Przewidywanie potencja³u genetycznego<br />
kombinacji krzy¿ówkowych<br />
Pierwszym, a zarazem bardzo wa¿nym krokiem w hodowli nowych odmian jest<br />
dobór odpowiednich form do krzy¿owañ. Je¿eli hodowcy mogliby przewidzieæ<br />
potencjaln¹ wartoœæ danej kombinacji par rodzicielskich pod k¹tem uzyskania lepszego<br />
potomstwa ni¿ formy wyjœciowe, to wówczas g³ówne si³y programów hodowlanych<br />
mog³yby byæ skoncentrowane wy³¹cznie na najbardziej obiecuj¹cych kombinacjach<br />
krzy¿ówkowych.<br />
Postêp w hodowli roœlin samopylnych zwi¹zany jest z uzyskiwaniem form<br />
homozygotycznych o polepszonych w stosunku do form rodzicielskich wartoœciach<br />
cech. W populacjach linii homozygotycznych wszystkie linie, które trwale wykraczaj¹<br />
poza zakres zmiennoœci form rodzicielskich, okreœlane s¹ jako linie transgresyjne<br />
[2]. Zjawisko transgresji mo¿e byæ równie¿ obserwowane we wczesnych pokoleniach<br />
(F2,F3), ale w tych przypadkach transgresyjne genotypy mog¹ byæ heterozygotyczne,<br />
a ich przewaga nad genotypami rodzicielskimi mo¿e nie utrzymywaæ siê<br />
w nastêpnych pokoleniach. W hodowli roœlin na coraz szersz¹ skalê wykorzystuje siê<br />
techniki, które pozwalaj¹ z heterozygotycznych mieszañców otrzymaæ w stosunkowo<br />
krótkim czasie linie homozygotyczne (na przyk³ad haploidyzacja i uzyskiwanie linii<br />
podwojonych haploidów, DH, metoda pojedynczego ziarna, SSD) [9, 16, 51]. Populacje<br />
linii homozygotycznych, otrzymane bez stosowania selekcji, stanowi¹ bardzo<br />
dogodny materia³ do analizowania czêstoœci wystêpowania korzystnych rekombinantów<br />
[1, 37, 67, 73, 74].<br />
Czêstoœæ wystêpowania linii transgresyjnych w odniesieniu do tej samej cechy<br />
iloœciowej jest ró¿na w ró¿nych kombinacjach krzy¿ówkowych [2, 66]. Z hodowlanego<br />
punktu widzenia istotn¹ by³aby wiêc uzyskana a priori informacja o potencjalnej<br />
zdolnoœci danej pary form rodzicielskich do wydania transgresyjnego potomstwa. Jak<br />
dot¹d, mimo ogromnego postêpu w genetyce, nie uda³o siê opracowaæ metody doboru<br />
par rodzicielskich tylko na podstawie analizy materia³u wyjœciowego (to jest bez<br />
koniecznoœci badania mieszañców wczesnych pokoleñ). Opracowanie takiej metody<br />
znacznie zwiêkszy³oby efektywnoœæ hodowli i obni¿y³o koszty zwi¹zane z ocen¹<br />
potomstwa wielu nietrafionych kombinacji krzy¿ówkowych.<br />
W hodowli roœlin samopylnych istotne jest, czy i w jaki sposób mo¿na przewidzieæ<br />
czêstoœæ linii transgresyjnych w populacjach homozygotycznych. W latach<br />
szeœædziesi¹tych ubieg³ego wieku wraz z rozwojem metod biometrycznych uwa¿ano,<br />
¿e informacje o ogólnej zdolnoœci kombinacyjnej (GCA) form wyjœciowych (która<br />
jest oceniana na podstawie analizy mieszañców F1 lub F2) mog¹ byæ podstaw¹ doboru<br />
par rodzicielskich [22, 24]. Stwierdzono, ¿e przy pewnych za³o¿eniach ogólna<br />
zdolnoœæ kombinacyjna zwi¹zana jest z efektami addytywnego dzia³ania genów,<br />
które s¹ utrwalane w procesie hodowli [22]. Tak wiêc kombinacje krzy¿ówkowe<br />
pomiêdzy odmianami z istotnymi dodatnimi (lub ujemnymi, w zale¿noœci od celu
Metody biometryczne i molekularne … 65<br />
hodowli) efektami GCA dla obserwowanych cech powinny byæ bardziej obiecuj¹ce<br />
z punktu widzenia wystêpowania po¿¹danych transgresji, ni¿ miêdzy odmianami<br />
o niewielkich i nieistotnych wartoœciach GCA. Przeprowadzono wiele doœwiadczeñ<br />
dla oszacowania wariancji i efektów GCA u ró¿nych gatunków roœlin uprawnych, ale<br />
– niestety – niewiele jest badañ dotycz¹cych zwi¹zku pomiêdzy zdolnoœci¹ kombinacyjn¹<br />
odmian rodzicielskich a wystêpowaniem transgresji. Surma (1996) [66] analizowa³a<br />
czêstoœæ efektów transgresji w populacjach linii podwojonych haploidów<br />
w powi¹zaniu z GCA form rodzicielskich. W badaniach tych stwierdzono, ¿e dodatnie<br />
i ujemne segreganty pojawia³y siê wprawdzie czêœciej w krzy¿ówkach miêdzy<br />
rodzicami z odpowiednio dodatnim lub ujemnym efektami GCA, jednak¿e zale¿noœæ<br />
ta nie by³a obserwowana we wszystkich kombinacjach krzy¿ówkowych. Jak wspomniano<br />
wy¿ej szacowanie efektów GCA wymaga przeprowadzenia doœwiadczeñ z mieszañcami<br />
wczesnych pokoleñ uzyskanymi z krzy¿owañ wykonanych w odpowiednim<br />
uk³adzie (np. diallelicznym lub linia × tester). W przypadku roœlin samopylnych jest to<br />
proces czaso- i pracoch³onny, dlatego te¿ analiza materia³u wyjœciowego z punktu widzenia<br />
zdolnoœci kombinacyjnej jest stosowana g³ównie w hodowli roœlin obcopylnych.<br />
W 1976 r. Jinks i Pooni [30] wykazali, ¿e prawdopodobieñstwo pojawienia siê<br />
transgresyjnych segregantów w losowej próbie wszystkich mo¿liwych linii homozygotycznych<br />
wyprowadzonych z krzy¿ówki pomiêdzy dwiema homozygotycznymi<br />
formami rodzicielskimi mo¿na oszacowaæ na podstawie ilorazu efektów addytywnych<br />
[d] i pierwiastka kwadratowego z wariancji addytywnej, D. Prawdopodobieñstwo<br />
to jest tym wiêksze, im mniejsza jest wartoœæ tego ilorazu, a wiêc im mniejsza jest<br />
ocena efektów addytywnych i im wiêksza jest wariancja addytywna. Z genetyki cech<br />
iloœciowych wiadomo, ¿e wartoœæ oczekiwana parametru [d] jest iloczynem liczby<br />
segreguj¹cych loci (k), efektu pojedynczego locus (d) oraz wspó³czynnika rozk³adu<br />
genów u form rodzicielskich (r) [46]. W metodzie tej efekty addytywne szacowane s¹<br />
jako po³owa ró¿nicy miêdzy formami rodzicielskimi. Tak wiêc brak ró¿nic fenotypowych<br />
miêdzy rodzicami (nieistotna wartoœæ [d]) mo¿e wynikaæ zarówno z braku<br />
ró¿nic genetycznych miêdzy nimi (k = 0), jak i pe³nej dyspersji genów u form rodzicielskich<br />
(r = 0). Z punktu widzenia wystêpowania transgresji korzystna jest wiêc<br />
sytuacja, gdy niskim wartoœciom [d] wynikaj¹cym z dyspersji segreguj¹cych loci,<br />
towarzyszy du¿a wariancja genetyczna pochodzenia addytywnego. Metoda zaproponowana<br />
przez Jinksa i Pooni’ego nie znalaz³a szerszego zastosowania w praktycznej<br />
hodowli z uwagi na koniecznoϾ uzyskania ocen wariancji addytywnej, co wymaga<br />
przeprowadzenia dodatkowych doœwiadczeñ, poza programem hodowlanym, zwi¹zanych<br />
z koniecznoœci¹ jednoczesnej analizy mieszañców F2 oraz mieszañców z krzy-<br />
¿owañ wstecznych [46]. Jednak idea poszukiwania takich kombinacji par rodzicielskich,<br />
które s¹ podobne fenotypowo a ró¿ne genetycznie, leg³a u podstaw badañ<br />
zwi¹zanych z poszukiwaniem zale¿noœci miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ form rodzicielskich,<br />
okreœlan¹ na podstawie markerów molekularnych, a zmiennoœci¹ mieszañców<br />
wczesnych pokoleñ, wystêpowaniem efektów heterozji b¹dŸ czêstoœci¹ transgresyjnych<br />
segregantów.
66 A. Kuczyñska, M. Surma, T. Adamski<br />
Metody molekularne w badaniach genetycznego<br />
zró¿nicowania form wyjœciowych<br />
Postêp w rozwoju technik molekularnych, jaki dokona³ siê w ostatnich dwóch<br />
dekadach, zaowocowa³ mo¿liwoœci¹ generowania markerów molekularnych maj¹cych<br />
znaczn¹ przewagê nad stosowanymi dot¹d w hodowli markerami morfologicznymi<br />
czy bia³kowymi [82]. Markery molekularne wykorzystywane s¹ miêdzy<br />
innymi do badania czystoœci odmianowej, selekcji roœlin o po¿¹danym genotypie<br />
(tzw. marker assisted selection, MAS), a tak¿e do oceny genetycznego zró¿nicowania<br />
materia³ów wyjœciowych [1, 3, 4, 6, 17, 20, 27, 34, 36, 50, 77]. Stosowane s¹ takie<br />
techniki jak: losowo amplifikowany polimorficzny DNA – RAPD [79], polimorfizm<br />
d³ugoœci fragmentów restrykcyjnych DNA– RFLP [61], proste sekwencje powtarzalne<br />
– SSR [80, 82], polimorfizm d³ugoœci amplifikowanych fragmentów – AFLP [6,<br />
52, 82] oraz miejsca znaczone sekwencyjnie – STS [12]. Do okreœlania zró¿nicowania<br />
genetycznego (odleg³oœci/podobieñstwa genetycznego) odmian najczêœciej wykorzystywane<br />
s¹ markery RFLP, AFLP oraz RAPD [3, 4, 5, 10, 11, 15, 23, 60, 63].<br />
Najprostsz¹ w wykonaniu jest metoda wykrywania polimorfizmu losowo zamplifikowanych<br />
fragmentów DNA, pozwalaj¹ca na szybkie wykrycie ró¿nic w sekwencji<br />
DNA na obszarze ca³ego genomu [4, 21, 81]. Wszystkie wymienione systemy<br />
markerowe stosowane s¹ tak¿e w badaniach genetycznych do mapowania genomów<br />
roœlin, w tym do lokalizacji loci kontroluj¹cych cechy iloœciowe (quantitative trait<br />
loci, QTL) [31, 35, 53, 54, 76], przy czym markery STS znalaz³y zastosowanie przede<br />
wszystkim w pracach zwi¹zanych z genami odpornoœci [12, 18].<br />
Zale¿noœæ miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹<br />
form rodzicielskich a wartoœci¹ potomstwa<br />
Dotychczasowe badania nad wykorzystaniem markerów molekularnych do okreœlenia<br />
zró¿nicowania genetycznego form wyjœciowych, wykorzystywanego nastêpnie<br />
do przewidywania wartoœci ich potomstwa, prowadzone by³y miêdzy innymi na<br />
pszenicy, pszen¿ycie, owsie, ry¿u i kukurydzy, przy czym najczêœciej przedmiotem<br />
badañ by³y odmiany i ich mieszañce F1. Badano, czy istnieje zale¿noœæ miêdzy<br />
odleg³oœci¹ genetyczn¹ par form rodzicielskich a wartoœci¹ mieszañców, a wiêc, czy<br />
na podstawie odleg³oœci genetycznej mo¿na prognozowaæ wyst¹pienie heterozji [43].<br />
Barbosa-Neto i in. [3] badaj¹c efekty heterozji u 722 mieszañców pszenicy oraz<br />
prowadz¹c doœwiadczenia w ró¿nych œrodowiskach znaleŸli jedynie s³ab¹ korelacjê<br />
miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ form wyjœciowych, obliczon¹ na podstawie markerów<br />
RFLP, a efektami heterozji. Podobne badania przeprowadzili Corbellini i in. [19].<br />
Autorzy ci, na podstawie analizy efektów heterozji u 149 mieszañców F1 pszenicy,<br />
stwierdzili wprawdzie niewielk¹ (wspó³czynnik korelacji oko³o 0,20), lecz istotn¹
Metody biometryczne i molekularne … 67<br />
statystycznie korelacjê miêdzy efektami heterozji w plonie ziarna oraz w odniesieniu<br />
do niektórych komponentów jego struktury a odleg³oœci¹ genetyczn¹ odmian wyjœciowych,<br />
ocenion¹ na podstawie markerów RFLP i AFLP. W badaniach nad pszen-<br />
¿ytem Tams i in. [70] wykorzystali markery SSR. Stwierdzili, ¿e markery te s¹<br />
wprawdzie niezwykle efektywne w szacowaniu genetycznego zró¿nicowania form<br />
pszen¿yta, lecz uzyskane informacje tylko w niewielkim stopniu mog¹ byæ przydatne<br />
w hodowli. Podobne wnioski ta sama grupa wysnu³a badaj¹c zale¿noœæ miêdzy<br />
zró¿nicowaniem genetycznym form rodzicielskich, ocenionym na podstawie markerów<br />
AFLP, a ich zdolnoœci¹ kombinacyjn¹ [71]. U owsa Moser i Lee [49] badali<br />
zale¿noœæ miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ opart¹ na markerach RFLP a zmiennoœci¹<br />
genetyczn¹ mieszañców wczesnych pokoleñ w 35 kombinacjach krzy¿ówkowych<br />
w odniesieniu do plonu oraz piêciu wybranych cech agronomicznych. Tylko dla<br />
jednej cechy (plon s³omy) korelacja ta by³a istotna, przy czym okaza³o siê, ¿e<br />
w wypadku tej cechy równie¿ korelacja z odleg³oœci¹ genealogiczn¹ (okreœlon¹ na<br />
podstawie pochodzenia form wyjœciowych) by³a znacz¹ca. Z kolei u ry¿u Xiao i in.<br />
[83] zaobserwowali istotn¹ pozytywn¹ korelacjê miêdzy heterozj¹ w plonie a odleg³oœci¹<br />
genetyczn¹ opart¹ na markerach RAPD i SSR. Natomiast Kwon i in. [38],<br />
wykorzystuj¹c markery AFLP, nie stwierdzili zale¿noœci miêdzy zró¿nicowaniem<br />
genetycznym form rodzicielskich a wystêpowaniem efektów heterozji. Podobne<br />
badania prowadzone by³y na ry¿u przez Saghai Maroof i in. [59], którzy stwierdzili, ¿e<br />
zwi¹zek pomiêdzy genetycznym zró¿nicowaniem a heterozj¹ jest zmienny z powodu<br />
z³o¿onoœci genetycznych podstaw heterozji i w du¿ym stopniu zale¿y od genotypów<br />
u¿ytych w doœwiadczeniu [59, 84].<br />
Podobnie jak u roœlin samopylnych, równie¿ u obcopylnych nie mo¿na jednoznacznie<br />
stwierdziæ, ¿e odleg³oœæ genetyczna okreœlona za pomoc¹ markerów molekularnych<br />
jest skorelowana z wartoœci¹ mieszañców, a szczególnie z wystêpowaniem<br />
efektów heterozji. I tak na przyk³ad w badaniach nad kukurydz¹ Melchinger i in. [47]<br />
stwierdzili niewielk¹ korelacjê miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ opart¹ na markerach<br />
RLFP, a wyst¹pieniem efektów heterozji. Z kolei Lanza i in. [39] wykazali, ¿e<br />
markery RAPD dobrze obrazuj¹ zró¿nicowanie linii wsobnych kukurydzy i na ich<br />
podstawie mo¿na dokonaæ wyboru najbardziej obiecuj¹cych kombinacji krzy¿ówkowych.<br />
Tymczasem Shieh i Thseng [63] stwierdzili, ¿e odleg³oœæ genetyczna<br />
okreœlona na podstawie markerów RAPD jest w niewielkim tylko stopniu skorelowana<br />
z plonem mieszañców F1 i w zwi¹zku z tym nie mo¿na na tej podstawie<br />
dokonywaæ wyboru par rodzicielskich.<br />
Jak pokazano wy¿ej, w wielu doœwiadczeniach ocena potencja³u wybranych form<br />
do krzy¿owañ dokonywana jest na podstawie analizy wczesnych pokoleñ (najczêœciej<br />
F1). Niestety jedynie parê doniesieñ w literaturze dotyczy doœwiadczeñ, w których<br />
badany jest zwi¹zek miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ par rodzicielskich a wartoœci¹ ich<br />
homozygotycznego potomstwa w póŸniejszych pokoleniach (linie DH, SSD, RIL).<br />
Burkhamer i in. [14] badali zale¿noœæ miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ form rodziciel-
68 A. Kuczyñska, M. Surma, T. Adamski<br />
skich, opart¹ na markerach molekularnych (STS, AFLP), a genetycznym zró¿nicowaniem<br />
potomstwa (linie SSD F3/5) w 12 kombinacjach krzy¿ówkowych pszenicy<br />
twardej. Stwierdzili, ¿e odleg³oœæ genetyczna nie by³a wystarczaj¹cym parametrem,<br />
na podstawie którego mo¿na by przewidywaæ zakres zmiennoœci potomstwa oraz<br />
prawdopodobieñstwo wyst¹pienia transgresyjnych segregantów. Podobne badania<br />
zosta³y przeprowadzone na 30 populacjach SSD pszenicy przez Bohn i in. [10].<br />
Autorzy równie¿ stwierdzili brak zwi¹zku miêdzy podobieñstwem genetycznym par<br />
rodzicielskich a wartoœci¹ uzyskanego potomstwa. Kuczyñska i in. [37] wykazali<br />
u jêczmienia wystêpowanie zale¿noœci miêdzy zró¿nicowaniem genetycznym form<br />
rodzicielskich a czêstoœci¹ efektów transgresji w populacjach linii DH odniesieniu do<br />
niektórych cech agronomicznych. Stwierdzono, ¿e odleg³oœæ genetyczna, oszacowana<br />
na podstawie markerów RAPD, mo¿e byæ wykorzystana do wyboru par rodzicielskich<br />
daj¹cych najwiêksze szanse na uzyskanie transgresyjnego potomstwa, jednak¿e<br />
³¹cznie z informacj¹ o efektach addytywnego dzia³ania genów.<br />
Nieco inne podejœcie zastosowano w badaniach prowadzonych przez Beattie i in. na<br />
fasoli [5]. Analizowano zwi¹zek miêdzy odleg³oœci¹ genetyczn¹ linii RIL(recombinant<br />
inbred lines), okreœlon¹ z wykorzystaniem markerów RAPD, a ich zró¿nicowaniem<br />
fenotypowym w odniesieniu do plonu oraz wybranych cech agronomicznych. Badano<br />
³¹cznie 110 linii w doœwiadczeniach przeprowadzonych w trzech ró¿nych œrodowiskach<br />
przez dwa lata. Autorzy stwierdzili, ¿e metoda selekcji wykorzystuj¹ca<br />
opart¹ na markerach analizê skupieñ mo¿e z powodzeniem towarzyszyæ selekcji<br />
fenotypowej i byæ przydatn¹ poprzez mo¿liwoœæ wybrania sub-populacji linii o najwiêkszym<br />
potencjale hodowlanym.<br />
Podsumowanie<br />
Rezultaty cytowanych prac wskazuj¹ na niewielk¹ i tylko w niewielu wypadkach<br />
istotn¹ korelacjê miêdzy zró¿nicowaniem form rodzicielskich na poziomie molekularnym<br />
a zmiennoœci¹ mieszañców oraz wystêpowaniem efektów heterozji czy<br />
transgresji, i to niezale¿nie od zastosowanych systemów markerowych. Tak wiêc<br />
mimo olbrzymich osi¹gniêæ genetyki w ostatnich latach problem przewidywania<br />
potencja³u genetycznego danej pary rodzicielskiej w odniesieniu do cech iloœciowych<br />
pozostaje ci¹gle nierozwi¹zany. Dlatego te¿ g³ówne wysi³ki skupia siê na znalezieniu<br />
takich markerów molekularnych, które z ³atwoœci¹ bêd¹ mog³y byæ wykorzystane<br />
w pracach hodowlanych [58]. Nadziej¹ mog¹ byæ markery dotycz¹ce bezpoœrednio<br />
QTL (quantitative trait loci) dla interesuj¹cych hodowcê cech agronomicznych<br />
o charakterze iloœciowym. Od kilkunastu lat trwaj¹ badania nad lokalizacj¹ QTL<br />
u wielu gatunków uprawnych (na przyk³ad w ramach pó³nocno-amerykañskiego<br />
projektu mapowania genomu jêczmienia – The North American Barley Genome<br />
Mapping Project) [58, 75]. Mimo to, jak dot¹d, nie wyodrêbniono takich markerów<br />
molekularnych, o których z ca³¹ pewnoœci¹ mo¿na by s¹dziæ, ¿e bêd¹ w³aœciwe dla
Metody biometryczne i molekularne … 69<br />
dowolnej (ka¿dej) kombinacji krzy¿ówkowej w obrêbie danego gatunku. Liczba<br />
i lokalizacja wykrytych QTL odnosz¹ siê g³ównie do populacji, na bazie której zosta³y<br />
zmapowane. Ró¿ne QTL s¹ lokalizowane w ró¿nych populacjach, poniewa¿ mog¹<br />
segregowaæ inne allele, ponadto doœwiadczenia wykorzystuj¹ce ró¿ne próby z tej<br />
samej populacji mog¹ wykryæ inne QTL, czy wreszcie badania prowadzone z zastosowaniem<br />
ró¿nych systemów molekularnych mog¹ lokalizowaæ QTL w ró¿nych<br />
regionach genomu [75]. Zdarza siê równie¿, ¿e QTL dla ró¿nych cech s¹ czêsto<br />
lokalizowane w tych samych rejonach genomu [25].<br />
Tak du¿e rozbie¿noœci w wynikach prac ró¿nych zespo³ów badawczych nie daj¹,<br />
jak dot¹d, podstaw do przewidywania potencja³u genetycznego par form rodzicielskich<br />
na podstawie ich odleg³oœci genetycznej ocenionej za pomoc¹ markerów<br />
molekularnych. Pewne szanse mo¿na upatrywaæ w zintegrowanych mapach dla<br />
danego gatunku, które zawieraj¹ QTL wspólne dla wielu populacji. Prawdopodobnie<br />
odleg³oœæ genetyczna okreœlona na podstawie takich w³aœnie markerów by³aby bardziej<br />
w³aœciwa do przewidywania wyst¹pienia transgresyjnych segregantów. Nale¿y<br />
mieæ nadziejê, ¿e przysz³e, poszerzone badania ³¹cz¹ce metody genetyki iloœciowej<br />
z metodami molekularnymi pozwol¹ na rozwi¹zanie problemu doboru komponentów<br />
do krzy¿owañ.<br />
Literatura<br />
[1] Backes G., Granner A., Foroughi-Wehr B., Fischbeck G., Wenzel G., Jahoor A. 1995. Localization of<br />
quantitative trait loci (QTL) for agronomic important characters by the use of a RFLP map in barley (Hordeum<br />
vulgare L.). Theor. Appl. Genet. 90: 294–302.<br />
[2] Barbacki S., Caliñski T., Surma M., Kurhañska G., Adamski T., Kaczmarek Z., Karczewska A., Dobek A.,<br />
Je¿owski S. 1978. Transgressions in barley (Hordeum sativum JESS.) 7a. Transgressions of F6 and F7 hybrids<br />
Burea × Brown. Genet. Pol. 19: 403–421.<br />
[3] Barbosa-Neto J.F., Sorrells M.E., Cisar G. 1996. Prediction of heterosis in wheat using coefficient of parentage<br />
and RFLP-based estimates of genetic relationship. Genome 39: 1142–1149.<br />
[4] Baum B.R., Nevo E., Johnson D. A., Beiles A. 1997. Genetic diversity in wild barley (Hordeum spontaneum C<br />
KOCH) in the Near East: a molecular analysis using Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) markers.<br />
Genetic Resources and Crop Evolution 44: 147–157.<br />
[5] Beattie A.D., Michaels T.E., Pauls K.P. 2003. Predicting progeny performance in common bean (Phaseolus<br />
vulgaris L.) using molecular marker-based cluster analysis. Genome 46: 259–267.<br />
[6] Bednarek P.T., Masojæ P., Lewandowska R., Myœków B. 2003. Saturating rye genetic map with amplified<br />
fragment length polymorphism (AFLP) and random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. J. Appl.<br />
Genet. 44(1): 21–33.<br />
[7] Behnke M. 1995. Jêczmieñ jary. Zeszyt 1060. Syntezy wyników doœwiadczeñ odmianowych. COBORU.<br />
S³upia Wielka.<br />
[8] Bezant J., Laurie D., Pratchett N., Chojecki J., Kearsey M. 1997. Marker regression mapping of QTL controlling<br />
flowering time and plant height in a spring barley (Hordeum vulgare L.) cross. Heredity 77: 64–73.<br />
[9] Bjørnastad A., Skinnes H., Thoresen K. 1993. Comparisons between doubled haploid lines produced by anther<br />
culture, the Hordeum bulbosum-method and lines produced by single seed descent in barley crosses. Euphytica<br />
66: 135–144.<br />
[10] Bohn M., Utz H.F., Melchinger A.E. 1999. Genetic similarities among winter wheat cultivars determined on the<br />
basis of RFLPs, AFLPs, and SSRs and their use for predicting progeny variance. Crop Science 39: 228–237.<br />
[11] Brummer E.C., Bouton J.H., Kochert G. 1995. Analysis of annual Medicago species using RAPD markers.<br />
Genome 38: 362–367.
70 A. Kuczyñska, M. Surma, T. Adamski<br />
[12] Brunner S., Keller B., Feuillet C. 2000. Molecular mapping of the Rph 7.g leaf rust resistance gene in barley<br />
(Hordeum vulgare L.). Theor. Appl. Genet. 101: 783–788.<br />
[13] Bulman P., Smith D.L. 1993. Genetic improvement of spring barley cultivars grown in eastern Canada from<br />
1910 to 1988. Euphytica 71: 35–48.<br />
[14] Burkhamer R.L., Lanning S.P., Martens R.J., Martin J.M., Talbert L.E. 1998. Predicting progeny variance form<br />
parental divergence in hard red spring wheat. Crop Science 38: 243–248.<br />
[15] de Bustos A., Casanova C., Soler C., Jouve N. 1998. RAPD variation in wild populations of four species of the<br />
genus Hordeum. Theor. Appl. Genet. 96: 101–111.<br />
[16] Caligari P.D.S., Powell W., Jinks J.L. 1985. The use of doubled haploids in barley breeding. 2. An assessement<br />
of multivariate cross prediction methods. Heredity 54: 353–358.<br />
[17] Carlson J.E., Tulsieram L.K., Glaubitz J.C., Luk V.W.K., Kauffeldt C., Rutledge R. 1991. Segregation of<br />
random amplified DNA markers in F1 progeny of conifers. Theor. Appl. Genet. 83: 194–200.<br />
[18] Che³kowski J., Tyrka M., Sobkiewicz A. 2003. Resistance genes in barley (Hordeum vulgare L.) and their<br />
identification with molecular markers. J. Appl. Genet. 44(3): 291–309.<br />
[19] Corbellini M., Perenzin M., Accerbi M., Vaccino P., Borghi B. 2002. Genetic diversity in bread wheat, as<br />
revealed by coefficient of parentage and molecular markers, and its relationship to hybrid performance.<br />
Euphytica 123: 273–285.<br />
[20] Demke T., Adams R.P., Chibbar R. 1992. Potential taxonomic use of random amplified polymorphic DNA<br />
(RAPD): a case study in Brassica. Theor. Appl. Genet. 84: 990–994.<br />
[21] Devos K.M., Gale M.D. 1992. The use of random amplified polymorphic DNA markers in wheat. Theor. Appl.<br />
Genet. 84: 567–572.<br />
[22] Dobek A., Kaczmarek Z., Kie³czewska H., £uczkiewicz T. 1978. Podstawy i za³o¿enia analizy statystycznej<br />
krzy¿ówek diallelicznych. II. Analiza genetyczna. Ósme Colloquium Metodologiczne z Agro-Biometrii. PAN,<br />
Warszawa: 146–168.<br />
[23] Fu Y.B., Diederichsen A., Richards K.W., Peterson G. 2002. Genetic diversity within a range of cultivars and<br />
landraces of flax (Linum usitatissimum L.) as revealed by RAPDs. Genetic Resources and Crop Evolution<br />
49(2): 167–174.<br />
[24] Griffing B. 1956. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing system. Aust.<br />
J. Biol. Sci. 9: 463–492.<br />
[25] Hayes P.M., Blake T., Chen T.H.H., Tragoonrung S., Chen F., Pan A., Liu B. 1993. Quantitative trait loci on<br />
barley (Hordeum vulgare L.) chromosome 7 associated with components of winterhardiness. Genome 36:<br />
66–71.<br />
[26] Hockett E.A., Cook A.F., Khan M.A., Martin J.M., Jones B.L. 1993. Hybrid performance and combining ability<br />
for yield and malt quality in a diallel cross of barley. Crop Science 33: 1239–1244.<br />
[27] Hu J., Quiros C.F. 1991. Identification of broccoli and cauliflower cultivars with RAPD markers. Plant Cell<br />
Reports 10: 505–511.<br />
[28] Jarret R.L., Austin D.F. 1994. Genetic diversity and systematic ralationship in sweetpotato (Ipomoea batatas<br />
(L.)LAM.) and related species as revelated by RAPD analysis. Genetic Resources and Crop Evolution 41(3):<br />
165–173.<br />
[29] Jinks J.L. 1983. Biometrical genetics of heterosis. W: Heterosis (R. Frankel red.). Springer- a metrical trait.<br />
Heredity 40: 171–173.<br />
[30] Jinks J.L., Pooni H.S. 1976. Predicting the properties of recombinant inbred lines derived by single seed decent.<br />
Heredity 36(2): 253–266.<br />
[31] Jones N., Ougham H., Thomas H. 1997. Markers and mapping: we are all geneticists now. New Phytol.<br />
137:165–177.<br />
[32] Kjær B., Haahr V., Jensen J. 1991. Associations between 23 quantitaive traits and 10 genetic markers in a barley<br />
cross. Plant Breeding 106:261–274.<br />
[33] Kjær B., Jensen J. Giese H. 1995. Quantitative trait loci for heading date and straw characters in barley. Genome<br />
38: 1098–1104.<br />
[34] Koebner R., Summers R. 2002. The impact of molecular markers on the wheat breeding paradigm. Cellular &<br />
Molecular Biology Letters 7: 695–702.<br />
[35] Kojima T., Nagaoka T., Noda K., Ogihara Y. 1998. Genetic Linkage map of ISSR and RAPD markers in<br />
Einkorn wheat in relation to that of RFLP markers. Theor. Appl. Genet. 96: 37–45.<br />
[36] Korzun V. 2002. Use of molecular markers in cereal breeding. Cellular & Molecular Biology Letters 7:<br />
811–820.
Metody biometryczne i molekularne … 71<br />
[37] Kuczyñska A., Surma M., Kaczmarek Z., Adamski T. 2007. Relationship between phenotypic and genetic<br />
diversity of parental genotypes and the frequency of transgression effects in barley (Hordeum vulgare L.). Plant<br />
Breeding (w druku).<br />
[38] Kwon S.J., Ahn S.N., Jeong E.G., Jeon Y.H., Hwang H.G., Choi H.C., Moon H.P. 2002. Relationship between<br />
genetic divergence and hybrid performance in japonica rice grown in a cold water-irrigated field. Euphytica<br />
128: 389–396.<br />
[39] Lanza L.L.B., de Souza Jr. C.L., Ottoboni L.M.M., Vieira M.L.C., de Souza A.P. 1997. Genetic distance of<br />
inbred lines and prediction of maize single-cross performance using RAPD markers. Theor. Appl. Genet. 94:<br />
1023–1030.<br />
[40] Linc G., Karsai I., Molnár-Láng M., Bedö Z. 1996. Comparison of RFLP probes and RAPD primers for studying<br />
genetic diversity in barley (Hordeum vulgare L.). Cereal Research Communications 24(3): 283–290.<br />
[41] Liu Z.-Q., Pei Y., Pu Z.-J. 1999. Relationship between hybrid performance and genetic diversity based on<br />
RAPD markers in wheat, Triticum aestivum L. Plant Breeding 118: 119–123.<br />
[42] Lu H.J., Myers G.O. 2002. Genetic relationships and discrimination of ten influential Upland cotton varieties<br />
using RAPD markers. Theor. Appl. Genet. 105: 325–331.<br />
[43] Ma³uszyñski M., Szarejko I., Barriga P., Balcerzyk A. 2001. Heterosis in crop mutant crosses and production of<br />
high yielding lines using doubled haploid systems. Euphytica 120: 387–398.<br />
[44] Maric S., Bolaric S., Pejic I., Kozumplik V. 2004. Genetic diversity of haploid wheat culivars estimated by<br />
RAPD markers, morphological traits and coefficients of parentage. Plant Breeding 123: 366–369.<br />
[45] Martin J.M., Talbert L.E., Lanning S.P., Blake N.K. 1995. Hybrid performance in wheat as related to parental<br />
diversity. Crop Science 35: 104–108.<br />
[46] Mather K., Jinks J.L. 1982. Biometrical Genetics (3rd ed.). Chapman and Hall, London.<br />
[47] Melchinger A.E., Lee M., Lamkey K.R., Woodman W.L. 1990. Genetic diversity for restriction fragment length<br />
polymorphisms among maize inbreds with agronomic performance of their crosses. Crop Science 33: 944–950.<br />
[48] Milczarski P., Banek-Tabor A., Masojæ P. 2001. Wykorzystanie markerów RAPD do identyfikacji odmian<br />
pszen¿yta. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roœlin 218/219: 261–266.<br />
[49] Moser H., Lee M. 1994. RFLP variation and genealogical distance, multivariate distance, heterosis, and genetic<br />
variance in oats. Theor. Appl. Genet. 87: 947–956.<br />
[50] Nkongolo K.K., Michael P., Gratton W.S. 2002. Identification and characterization of RAPD markers inferring<br />
genetic relationships among Pine species. Genome 45: 51–58.<br />
[51] Poulsen D.M.E., Henry R.J., Johnston R.P., Irwin J.A.G., Rees R.G. 1995. The use of bulk segregant analysis to<br />
identify a RAPD marker linked to leaf rust resistance in barley. Theor. and Appl. Genetics 91(2): 270–273.<br />
[52] Powell W., Thomas W.T.B., Baird E., Lawrence P., Booth A., Harrowe B., McNicol J.W., Waugh R. 1997.<br />
Analysis of quantitative traits in barley by the use of Amplified Fragment Length Polymorphisms. Heredity 79:<br />
48–59.<br />
[53] Qi X., Stam P., Lindhout P. 1998. Use of locus-specific AFLP markers to construct a high-density molecular<br />
map in barley. Theor. Appl. Genet. 96: 376–384.<br />
[54] Ramsay L., Maccaulay M., Ivanissevich S., MacLean K., Cardle L., Fuller J., Edwards K.J., Tuvesson S.,<br />
Morgante M., Massari A. 2000. A simple sequence repeat-based linkage map of barley. Genetics 156:<br />
1997–2005.<br />
[55] Riaz A., Li G., Quresh Z., Swati M.S., Quiros C.F. 2001. Genetic diversity of oilseed Brassica napus inbred<br />
lines based on sequence-related amplified polymorphism and its relation to hybrid performance. Plant Breeding<br />
120: 411–415.<br />
[56] Rom M., Bar M., Rom A., Pilkowsky M., Gidoni D. 1995. Purity control of F1-hybrid tomato cultivars by<br />
RAPD markers. Plant Breeding 114: 188–190.<br />
[57] Romagosa I., Han F., Ullrich S.E., Hayes P.M., Wesenberg D.M. 1999. Verification of yield QTL through<br />
realized molecular marker-assisted selection responses in a barley cross. Molecular Breeding 5: 143–152.<br />
[58] Romagosa I., Ullrich S.E., Han F., Hayes P.M. 1996. Use of the additivemain effects and multiplicative model in<br />
QTL mapping for adaption in barley. Theor. and Appl. Genetics 96: 30–37.<br />
[59] Saghai Maroof M.A., Yang G.P., Qifa Z., Gravois K.A. 1997. Correlation between molecular marker distance<br />
and hybrid performance in U.S. southern long grain rice. Crop Science 37: 145–150.<br />
[60] Saghai Maroof M.A., Zhang Q., Biyashev R. 1995. Comparison of restriction fragment length polymorphisms<br />
in wild and cultivated barley. Genome 38: 298–306.<br />
[61] Schonfeld M., Ragni A., Fischbeck G., Jahoor A. 1996. RFLP mapping of three new loci for resistance genes to<br />
powdery mildew (Erysiphe graminis f. sp. hordei) in barley. Theor. and Appl. Genet. 93: 48–56.
72 A. Kuczyñska, M. Surma, T. Adamski<br />
[62] Sheng J.X., Lu G.Y., Fu T.D., Yang G.S. 2002. Relationship between genetic diversity and hybrid performance<br />
in Oilseed rape (Brassica napus). Acta Agron. Sin. 28: 622–627.<br />
[63] Shieh G.J., Thseng F.S. 2002. Genetic diversity of Tainan-white maize inbred lines and prediction of single<br />
cross hybrid performance using RAPD markers. Euphytica 124: 307–313.<br />
[64] St.-Pierre C., Jensen N.F. 1972. Evaluating the selection potential of crosses of barley. Can. J. Plant Sci. 52:<br />
1029–1035.<br />
[65] Sun G., Bond M., Nass H., Martin R., Dong Z. 2003. RAPD polymorphisms in spring wheat cultivars and lines<br />
with different level of Fusarium resistance. Theor Appl. Genet. 106: 1059–1067.<br />
[66] Surma M. 1996. Biometryczno-genetyczna analiza cech iloœciowych mieszañców i linii podwojonych haploidów<br />
jêczmienia jarego. Instytut Genetyki Roœlin PAN, Poznañ. Rozprawy i Monografie nr 3.<br />
[67] Surma M., Adamski T., Kaczmarek Z., Kapa³a A. 1998. Frequency of transgression and gene distribution in<br />
barley doubled haploid populations from first and second cycle hybrids. J. Appl. Genet. 39(3): 237–247.<br />
[68] Sustar-Vozlic J., Javornik B. 1999. Genetic relationships in cultivars of hop, Humulus lupulus L., determined by<br />
RAPD analysis. Plant Breeding 118: 175–181.<br />
[69] Sweeney P.M., Danneberger T.K. 1995. RAPD characterization of Poa annua L. populations in golf course<br />
greens. Crop Science 35: 1676–1680.<br />
[70] Tams S.H., Bauer E., Oettler G., Melchinger A.E. 2004. Genetic diversity in European winter triticale<br />
determined with SSR markers and coancestry coefficient. Theor. Appl. Genet. 108: 1385–1391.<br />
[71] Tams S.H., Bauer E., Oettler G., Melchinger A.E., Schön C.-C. 2006. Prospects for hybrid breeding in winter<br />
triticale: II. Relationship between parental genetic distance and specific combining ability. Pant Breeding 125:<br />
331–336.<br />
[72] Taran B., Zhang C., Wakentin T., Tulln A., Nandenberg A. 2005. Genetic diversity among varieties and wild<br />
species accessions of pea (Pisum sativum L.) based on molecular markers, and morphological and physiological<br />
characters. Genome 48(2): 257–272.<br />
[73] Thomas W.T.B., Powell W., Waugh R., Chalmers K.J., Barua U.M., Jack P., Lea V., Forster B.P., Swanston<br />
J.S., Ellis R.P. 1995. Detection of quantitative trait loci for agronomic, yield, grain and disease characters in<br />
spring barley (Hordeum vulgare L.). Theor. and Appl. Genetics 91: 1037–1047.<br />
[74] Tinker N.A., Fortin M.G., Mather D.E. 1993. Random amplified polymorphic DNA and pedigree relationships<br />
in spring barley. Theor. Appl. Genet. 85: 976–984.<br />
[75] Tinker N.A., Mather D.E., Rossnagel B.G., Kasha K.J., Kleinhofs A., Hayes P.M., Falk D.E., Ferguson T.,<br />
Shugar L.P., Legge W.G., Irvine R.B., Choo T.M., Briggs M.A., Ullrich S.E., Franckowiak J.D., Blake T.K.,<br />
Graf R.J., Dofing S.M., Saghai Maroof M.A., Scoles G.J., Hoffman D., Dahleen L.S., Kilian A., Chen F.,<br />
Biyashev R.M., Kudrna D., Steffenson A. 1996. Regions of the genom that affect agronomic performance in<br />
two-row barley. Crop Science 36: 1053–1062.<br />
[76] Tragoonrung S., Kanazin V., Hayes P.M., Blake T.K. 1992. Sequence-tagged-site-facilitated PCR for barley<br />
genome mapping. Theor. Appl. Genet. 84: 1002–1008.<br />
[77] Ulloa O., Ortega F., Campos H. 2003. Analysis of genetic diversity in red clover (Trifolium pratense L.)<br />
breeding populations as revealed by RAPD genetic markers. Genome 46: 529–535.<br />
[78] Wachira F.N., Waugh R., Hackett C.A., Powell W. 1995. Detection of genetic diversity in tea (Camellia<br />
sinensis) using RAPD markers. Genome 38: 201–210.<br />
[79] Welsh J., McClelland M. 1990. Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers. Nucleic Acid Res. 18:<br />
7213–7218.<br />
[80] William M., Dorocicz I., Kasha K.J. 1997. Use of microsatellite DNA to distinguish malting and nonmalting<br />
barley cultivars. American Society of Brewing Chemists 55(3): 107–111.<br />
[81] Wilkes G. 1983. Current status of crop plant germplasm. CRC Critical reviews in Plant Science 1: 133–181.<br />
[82] Wolko B., Irzykowska L., Œwiêcicki W. 1999. AFLP i SSR – systemy markerowe przydatne w hodowli roœlin.<br />
Post. Nauk Rol. 2: 59–71.<br />
[83] Xiao J., Li J., Yuan L., McCouch S.R., Tanksley S.D. 1996. Genetic diversity and its relationship to hybrid<br />
performance and heterosis in rice as revealed by PCR-based markers. Theor. Appl. Genet. 92: 637–643.<br />
[84] Xu W., Virmani S.S., Hernandez J.E., Sebastian L.S., Redona E.D., Li Z. 2002. Genetic diversity in the parental<br />
lines and heterosis of the tropical rice hybrids. Euphytica 127: 139–148.
Metody biometryczne i molekularne … 73<br />
Biometric and molecular methods<br />
to effective choice in self-pollinated plants<br />
Key words: genetic diversity, heterosis, transgressive segregation,<br />
self-pollinated crops, molecular markers<br />
Summary<br />
Breeders of self-pollinated crops have still looked for methods of effective choice<br />
of parental genotypes. If they could predict the potential of crosses for line<br />
development, this would increase the efficiency of breeding programmes by<br />
concentrating the efforts on most promising cross combinations. Most interesting to<br />
predict the cross potential are methods based only on characteristics of parents<br />
(without the need to evaluate their hybrids). Recently, parental diversity evaluated on<br />
the basis of molecular markers has seemed to be promising. However, in the<br />
experiments aiming to predict the cross potential, no correlation or only a weak<br />
correlation between genetic distance and progeny variance was found.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 75–88<br />
Charakterystyka genotypów pszenicy<br />
pod k¹tem odpornoœci na fuzariozê k³osów,<br />
m¹czniaka prawdziwego i rdzê brunatn¹*<br />
Halina Wiœniewska, Lidia B³aszczyk, Jerzy Che³kowski<br />
Instytut Genetyki Roœlin PAN,<br />
ul. Strzeszyñska 34, 60479 Poznañ<br />
e-mail: hwis@igr.poznan.pl<br />
S³owa kluczowe: deoksyniwalenol, Fusarium culmorum, fuzarioza k³osów,<br />
fuzaryjna zgorzel siewek, rdza brunatna, m¹czniak<br />
prawdziwy pszenicy, pszenica jara<br />
Wprowadzenie<br />
Grzyby patogeniczne z kompleksu Fusarium [5, 49] oraz gatunki Puccinia<br />
triticina ERIKSS. (synonim Puccinia recondita ROB. exDESM. f. sp. tritici) oraz<br />
Blumeria graminis (DC.) SPEER (synonim Erysiphe graminis DC.) uznane s¹ za jedne<br />
z najpowa¿niejszych patogenów wywo³uj¹cych choroby pszenicy. Gatunki z rodzaju<br />
Fusarium mog¹ pora¿aæ roœliny w stadium siewki (ang. Fusarium seedling blight,<br />
FSB), stadium k³oszenia i kwitnienia (ang. Fusarium head blight, scab, FHB) [11, 12,<br />
45, 46, 50]. Pora¿enie pszenicy przez gatunki z rodzaju Fusarium, obni¿a zdolnoœæ<br />
kie³kowania ziarniaków, a tak¿e przyczynia siê do s³abego wzrostu lub ca³kowitego<br />
zahamowania wzrostu korzeni siewek [49]. NajgroŸniejsz¹ i najwa¿niejsz¹ pod<br />
wzglêdem ekonomicznym chorob¹ pszenicy powodowan¹ przez Fusarium ssp. jest<br />
fuzarioza k³osów [9, 30]. Powoduje j¹ kilka gatunków Fusarium, wytwarzaj¹cych<br />
znaczn¹ liczbê mikotoksyn [49], z których najistotniejsz¹ jest deoksyniwalenol<br />
(DON). Choroba ta najczêœciej jest powodowana przez gatunki F. culmorum (W.G.<br />
SMITH.) SACC., F. graminearum (SCHWABE)iF. avenaceum (FR.) Sacc., F. poae (PECK)<br />
* Autorzy zostali uhonorowani w roku 2006 przez Wydzia³Nauk Rolniczych, Leœnych i Weterynaryjnych<br />
nagrod¹ <strong>nauk</strong>ow¹ za cykl prac „Identyfikacja markerów molekularnych<br />
i charakterystyka materia³ów wyjœciowych do hodowli pszenic odpornych na rdzê brunatn¹<br />
i fuzariozê”.
76 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
WOLLENOW oraz Microdochium nivale (FR. SAMULES et HALLETT) [23]. Rzadziej<br />
natomiast s¹ jej sprawcami patogeny gatunków: F. sporotrichioides SHERB., F.<br />
accuminatum ELL. &EV., F. equiseti (CORDA) SACC., F. tricinctum (CORDA) SACC.,<br />
F. crookwellense BURGESS, NELSON & TOUSSOUN, F. verticillioides (SACC.)<br />
NIRENBERG, F. oxysporum SCHL., F. proliferatum (MATSUSH.) NIRENBERG ex GERLACH<br />
&NIRENBERG, F. sambucinum FUCKEL, F. semitectum BERKELEY et RAVENEL, F.<br />
subglutinans (WOLLENWEB. & REINKING) NELSON, TOUSSOUN & MARASAS.<br />
Wymienione gatunki z rodzaju Fusarium zosta³y uznane równie¿ za przyczynê<br />
fuzariozy k³osów jêczmienia, pszen¿yta i ¿yta uprawianych w Europie [18, 25, 28, 33,<br />
43], jak równie¿ na innych kontynentach [39, 40, 41]. Rozwój fuzariozy k³osów u<br />
pszenicy i innych zbó¿ uwarunkowany jest wieloma czynnikami: pogodowymi (du¿¹<br />
wilgotnoœci¹ podczas kwitnienia i tu¿ po kwitnieniu, wysok¹ temperatur¹ powy¿ej<br />
20°C), obecnoœci¹ inokulum grzyba oraz podatnoœci¹ uprawianych odmian [16].<br />
Warunki agrotechniczne maj¹ równie¿ zasadniczy wp³yw na rozwój fuzariozy.<br />
Stosowanie monokultur zbó¿ i preferowany uproszczony system upraw gleby,<br />
rezygnacja z g³êbokiej orki sprzyjaj¹ rozwojowi tej choroby. Du¿e nasilenie fuzariozy<br />
zaobserwowano po zastosowaniu takich uproszczonych upraw w Argentynie [2].<br />
Do jednych z powa¿niejszych chorób liœci pszenicy zalicza siê natomiast rdzê<br />
brunatn¹. Czynnikiem wywo³uj¹cym rdzê brunatn¹ jest gatunek grzyba Puccinia<br />
triticina (synonim Puccinia recondita f. sp. tritici), w obrêbie, którego znanych jest<br />
oko³o 200 ras fizjologicznych. Pora¿enie przez P. triticina powoduje silne os³abienie<br />
procesu asymilacji przy jednoczesnym wzmo¿eniu siê transpiracji oraz zak³ócenie<br />
metabolizmu i przemieszczania siê produktów fotosyntezy [4]. Pszenica z objawami<br />
rdzy daje zdrobnia³e ziarno, o ma³ej zawartoœci skrobi, obni¿onej zdolnoœci kie³kowania<br />
i ni¿szej wartoœci technologicznej. Corocznie powoduje ona straty w plonach<br />
szacowane na ok. 5–8%, a przy epidemicznym wystêpowaniu i wczesnym pora¿eniu<br />
roœlin mo¿e obni¿aæ plon nawet do 40% [21].<br />
Grzybem patogenicznym wywo³uj¹cym m¹czniaka prawdziwego pszenicy jest<br />
Blumeria graminis f. sp. tritici (synonim Erysiphe graminis f. sp. tritici). Skutki<br />
pora¿enia m¹czniakiem s¹ podobne do efektów wywo³ywanych przez rdzê brunatn¹.<br />
W wyniku pora¿enia liœci choroba ta przyczynia siê do spadku efektywnoœci fotosyntezy<br />
i wzrostu transpiracji, a w przypadku pora¿enia k³osów, wp³ywa na obni¿enie<br />
liczby i masy ziarniaków w k³osie oraz zawartoœci wêglowodanów w ziarniakach [4].<br />
Straty plonu pszenicy powodowane przez tê chorobê wynosz¹ œrednio 13–34% [15].<br />
Jedn¹ z najlepszych dróg ochrony pszenicy przed chorobami powodowanymi<br />
przez grzyby patogeniczne, a zarazem najbardziej celow¹ i ekonomiczn¹ jest uprawa<br />
odmian odpornych [31]. Tradycyjne metody hodowli pszenicy s¹ jednak kosztowne<br />
i d³ugotrwa³e, czêsto zajmuj¹ od 8–12 lat. Niezwykle przydatnym narzêdziem w pracach<br />
hodowlanych, podnosz¹cym ich wydajnoœæ okaza³y siê markery molekularne –<br />
MAS (marker-assisted selection). Stosowanie markerów molekularnych daje, bowiem<br />
mo¿liwoœæ prowadzenia bezpoœredniej selekcji korzystnych genotypów we<br />
wczesnych stadiach wzrostu i rozwoju roœlin oraz ju¿ we wczesnych pokoleniach
Charakterystyka materia³ów wyjœciowych … 77<br />
[13]. Markery DNA s¹ szczególnie przydatne w selekcji takich cech, które trudno<br />
identyfikowaæ na podstawie fenotypu i których ekspresja jest uzale¿niona od warunków<br />
œrodowiskowych, jak to ma miejsce w przypadku odpornoœci na choroby<br />
wywo³ywane przez patogeniczne grzyby.<br />
Mapowanie QTL odpornoœci na fuzariozê k³osa oraz opracowanie markerów<br />
molekularnych by³o tematem prac wielu grup badawczych. Owocem tych badañ jest<br />
zidentyfikowanie kilku g³ównych QTL na chromosomach 2DL, 3BS, 4B, 5AS, 6B<br />
pszenicy [36, 54] i pochodz¹cych z takich Ÿróde³ odpornoœci jak: Sumai 3, Wuhan,<br />
Nyubai i Frontana. W badaniach tych wykorzystano kilka ró¿nych populacji mapuj¹cych<br />
linii DH i RIL oraz stosowano ró¿norodne systemy markerów, takie jak<br />
RFLP, AFLP, RAPD, SSR. Najwiêkszy postêp osi¹gniêto w tworzeniu mapy<br />
molekularnej w obrêbie g³ównego QTL odpornoœci na fuzariozê k³osa zlokalizowanego<br />
na chromosomie 3BS (Qfhs.ndsu-3BS) i wykryciu kilku markerów<br />
sprzê¿onych z tym locus [36, 54]. Jednak¿e brak doniesieñ na temat praktycznego<br />
zastosowania tych markerów w pracach hodowlanych. Znacznie dalej posuniête s¹<br />
prace molekularne dotycz¹ce mapowania oraz opracowywania markerów DNA dla<br />
genów odpornoœci na rdzê brunatn¹ i m¹czniaka prawdziwego. Dotychczas opracowano<br />
markery molekularne dla 20 spoœród 62 genów odpornoœci na rdzê brunatn¹,<br />
zidentyfikowanych jako typ reakcji roœliny na infekcjê danym gatunkiem<br />
i ras¹ patogena [22]. Dla identyfikacji takich genów odpornoœci na rdzê brunatn¹<br />
jak: Lr1, Lr10, Lr19, Lr20, Lr21, Lr24, Lr25, Lr26, Lr28, Lr29, Lr35, Lr37, Lr47,<br />
Lr51, Lr52 (LrW) dostêpne s¹ markery typu STS, SCAR i CAPS [7, 8, 14, 19, 20,<br />
29]. Wprowadzenie do badañ markerów mikrosatelitarnych zaowocowa³o zidentyfikowaniem<br />
kilku markerów SSR sprzê¿onych z genami Lr13, Lr34, Lr39, Lr46<br />
i Lr50 [20, 32, 37, 44]. Spoœród 48 genów/alleli odpornoœci na m¹czniaka prawdziwego,<br />
32 loci zosta³o zmapowanych na 16 ró¿nych chromosomach pszenicy. Dla<br />
czêœci z nich, a mianowicie dla genów: Pm1a, Pm1e, Pm2, Pm4a, Pm5e, Pm8,<br />
Pm13, Pm21, Pm24, Pm27, Pm30, Pm31 oraz dla kilku QTL dostêpne s¹ markery<br />
molekularne typu STS, SCAR i SSR [15, 35].<br />
Celem cyklu prac naszego zespo³u by³a:<br />
� ocena podatnoœci form (odmian, rodów hodowlanych) pszenicy jarej na fuzariozê<br />
k³osów powodowan¹ przez gatunek Fusarium culmorum z zastosowaniem inokulacji<br />
w warunkach polowych;<br />
� analiza kumulacji deoksyniwalenolu (DON) w pora¿onym ziarnie;<br />
� okreœlenie zale¿noœci pomiêdzy patogenicznoœci¹ izolatu Fusarium culmorum<br />
w stosunku do pszenic w fazie siewki i w fazie kwitnienia;<br />
� ocena w warunkach polowych stopnia naturalnego pora¿enia pszenic przez Puccinia<br />
recondita i Blumeria graminis;<br />
� identyfikacja genów odpornoœci na rdzê brunatn¹ za pomoc¹ markerów STS i SSR;<br />
� opracowanie markera molekularnego typu SNP do identyfikacji jednego z genów<br />
odpornoœci na rdzê brunatn¹ (Lr1).
78 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
Fuzarioza k³osów pszenicy<br />
Podatnoœæ 42 rodów i linii pszenicy jarej pochodz¹cych ze szkó³ki odpornoœciowej<br />
(4th SRSN) w CIMMYT i 12 polskich odmian pszenicy jarej oceniano na<br />
drodze inokulacji agresywnym szczepem F. culmorum KF 846. Doœwiadczenie<br />
infekcyjne nad patogenicznoœci¹ tego izolatu dla pszenicy w fazie kwitnienia, przeprowadzono<br />
w 1998 roku w warunkach polowych, stosuj¹c metodê inokulacji punktowej<br />
[48]. Dwa tygodnie po inokulacji okreœlano stopieñ pora¿enia k³osa (Fi),<br />
stosuj¹c skalê 5-stopniow¹. Po zbiorze okreœlano procent ziarniaków z objawami<br />
etiologicznymi fuzariozy (% FDK), zawartoœæ DON w ziarniakach oraz masê ziarna<br />
w k³osach. Wyniki doœwiadczenia wykaza³y, ¿e stopieñ pora¿enia k³osów w badanych<br />
odmianach pszenicy by³ bardzo zró¿nicowany (Fi = od 0 do 3, w skali 0–5). Procent<br />
ziarniaków z wyraŸnymi objawami etiologicznymi kszta³towa³ siê od 5 do 100% dla<br />
linii z CIMMYT i od 8 do 37% dla odmian pszenic polskich. Bardzo zró¿nicowana<br />
by³a równie¿ zawartoœæ DON w ziarniakach: u linii z CIMMYT 0,01–35,9 mg · kg –1<br />
oraz u odmian polskich 0,2–5,4 mg · kg –1 . Tylko 5 linii z CIMMYT wykazywa³o ma³e<br />
objawy chorobowe na k³osie i na ziarnie, nisk¹ zawartoœæ DON w ziarniakach<br />
i niewielk¹ redukcjê masy ziarna w k³osie. Przeprowadzone doœwiadczenie pozwoli³o<br />
na wyró¿nienie spoœród 42 linii CIMMYT 18 wykazuj¹cych najmniejsze pora¿enie<br />
k³osa, najni¿szy procent ziarniaków z objawami chorobowymi i niewielk¹ zawartoœæ<br />
toksyn w ziarnie po inokulacji [46]. Wybrane linie pszenic CIMMYT i 12 polskich<br />
odmian pszenicy jarej uwzglêdniono w kolejnych trzech latach doœwiadczeñ w warunkach<br />
polowych, stosuj¹c ka¿dego roku ten sam izolat F. culmorum KF 846, tê sam¹<br />
metodê inokulacji, okreœlaj¹c te same parametry. Dla wybranego materia³u badano<br />
dwa typy odpornoœci na fuzariozê k³osów: Typ II – rozprzestrzenianie siê patogena<br />
w k³osie, oraz Typ III – akumulacjê DON w ziarniakach oraz kolonizacjê ziarniaków<br />
przez Fusarium culmorum. Wyniki trzyletnich badañ wykaza³y, ¿e linie pszenic<br />
z CIMMYT pod wzglêdem badanych cech by³y bardziej zró¿nicowane, wykazywa³y<br />
mniejszy stopieñ pora¿enia k³osa (œrednio Fi =1,4) i mniejszy procent ziarniaków<br />
z wyraŸnymi objawami etiologicznymi (œrednio FDK = 18,7%) ni¿ odmiany polskie<br />
(Fi = 2,1 i FDK = 24,6%). Analiza wariancji wykaza³a znacz¹cy wp³yw warunków<br />
pogodowych poszczególnych lat i genotypów na zmiennoœæ wszystkich badanych<br />
cech linii i odmian. We wszystkich latach badañ w okresie kwitnienia, warunki<br />
pogodowe bardzo siê ró¿ni³y i analizy statystyczne wykaza³y znacz¹cy wp³yw relacji:<br />
patogen × œrodowisko × genotyp. Ziarniaki uzyskane z pora¿onych k³osów zawiera³y<br />
znaczne iloœci toksyn fuzaryjnych. Wykonano analizê toksyn w obu frakcjach ³¹cznie:<br />
– ziarniaki z wyraŸnymi objawami fuzariozy i – ziarniaki bez objawów etiologicznych<br />
(HLK). Z literatury wiadomo, ¿e prawie 90% toksyn kumuluje siê w ziarniakach<br />
z wyraŸnymi objawami chorobowymi (ma³ych, pomarszczonych, o zmienionej barwie),<br />
a tylko niewielka iloœæ w ziarniakach frakcji bez objawów chorobowych.<br />
Natomiast najwiêcej toksyn fuzaryjnych stwierdza siê zawsze w plewkach [27].<br />
Pszenice pora¿one gatunkami Fusarium reaguj¹ znaczn¹ obni¿k¹ plonu ziarna<br />
z k³osa. W badaniach prezentowanych w pracy [48] uzyskano w inokulowanych
Charakterystyka materia³ów wyjœciowych … 79<br />
k³osach pszenic jarych z CIMMYT i polskich odmianach pszenicy jarej, masê ziarna<br />
z k³osa wynosz¹c¹ od 36 do 71% nieinokulowanej kontroli. Najwiêksz¹ obni¿kê masy<br />
ziarna z k³osa wykazywa³a odmiana polska ‘Olimpia’. Tylko u 3 linii z CIMMYT<br />
stwierdzono masê ziarna z inokulowanych k³osów podobn¹ jak u kontrolnej odmiany<br />
‘Sumai 3’, natomiast u wszystkich polskich odmian masa ziarna z k³osa po inokulacji<br />
k³osów by³a ni¿sza ni¿ u odpornej odmiany ‘Sumai 3’. Wyniki prezentowanych badañ<br />
potwierdzi³y rezultaty wczeœniejszych naszych prac, dotycz¹ce obni¿ki plonów po<br />
inokulacji pszenic ozimych szczepem F. avenaceum [10, 17].<br />
Wyniki trzyletnich doœwiadczeñ wykaza³y, ¿e z polskich odmian najbardziej<br />
wra¿liwe na pora¿enie k³osów przez gatunek F. culmorum s¹ trzy odmiany: ‘Olimpia’,<br />
‘Sigma’ i ‘Henika’. Dwie z nich ‘Olimpia’ i ‘Sigma’, wykaza³y du¿y stopieñ pora¿enia<br />
k³osa i procent ziarniaków z objawami etiologicznymi oraz znaczn¹ iloœæ DON<br />
w ziarniakach po inokulacji k³osów. U odmiany ‘Henika’obserwowano niski stopieñ<br />
pora¿enia k³osa i ma³y procent ziarniaków z oznakami etiologicznymi, jednak odmiana<br />
ta akumulowa³a w ziarniakach znaczne iloœci DON, co mo¿e byæ zwi¹zane<br />
z ró¿nymi komponentami odpornoœci czynnej.<br />
Wyniki doœwiadczeñ zaprezentowane w tych pracach wskazuj¹ na istotny wp³yw<br />
warunków klimatycznych (temperatura) i wigoru roœlin na stopieñ pora¿enia k³osów,<br />
na procent ziarniaków z objawami etiologicznymi oraz iloœæ kumulowanych toksyn<br />
w ziarniakach. W 2000 roku we wszystkich badanych genotypach stwierdzono<br />
wy¿sze pora¿enie k³osa i wiêksz¹ zawartoœæ toksyny DON w ziarniakach ni¿ w latach<br />
1999 i 2001. W roku 2000 by³a wczesna wiosna, z siln¹ susz¹ i wysok¹ temperatur¹<br />
(powy¿ej 25°C w kwietniu), roœliny s³abo krzewi³y siê, wytworzy³y niewiele pêdów<br />
generatywnych. Natomiast w lipcu po inokulacji wyst¹pi³y obfite opady (powy¿ej<br />
123 mm). Te wszystkie czynniki spowodowa³y wiêksze pora¿enie k³osów i akumulacjê<br />
znacznej iloœci DON w ziarniakach. W badanym materiale nie stwierdzono<br />
odmian tolerancyjnych na obecnoœæ znacznych iloœci toksyny DON w ziarniakach,<br />
wszystkie odmiany reagowa³y obni¿k¹ plonu.<br />
Badania w³asne i doniesienia z literatury wskazuj¹, ¿e po inokulacji k³osów<br />
Fusarium culmorum nastêpuje spadek masy ziarna z k³osa. Obni¿enie masy ziarniaków<br />
w k³osie po inokulacji wi¹¿e siê przede wszystkim z obserwowan¹ sterylnoœci¹<br />
k³osa powy¿ej miejsca punktowej inokulacji, jak równie¿ z tym, ¿e ziarno w pora¿onych<br />
k³osach jest mniejsze i l¿ejsze. We wczeœniej publikowanych pracach, oprócz<br />
obni¿enia plonu w ziarnie z inokulowanych k³osów, stwierdzano – w zale¿noœci od<br />
chemotypu Fusarium – obecnoœæ toksyny DON lub NIV oraz ich acetylowych<br />
pochodnych, jak równie¿ ergosterolu [1, 6, 38, 42].<br />
Analizy statystyczne nie wykaza³y korelacji w badanych odmianach i liniach<br />
pszenic jarych miêdzy iloœci¹ DON w ziarnie, a innymi badanymi parametrami<br />
(pora¿enim k³osa i procentem ziarniaków pora¿onych z oznakami etiologicznymi<br />
fuzariozy) i nie potwierdzi³y badañ Perkowskiego i Che³kowskiego [26], którzy<br />
obserwowali korelacjê pomiêdzy zawartoœci¹ DON i pora¿eniem k³osa w naturalnej<br />
infekcji, jak równie¿ wyników prac wykonanych wczeœniej, gdzie stwierdzono
80 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
korelacjê miêdzy zawartoœci¹ moniliforminy a pora¿eniem ziarna po inokulacji<br />
pszenic ozimych przez F. avenaceum oraz miêdzy iloœci¹ niwalenolu a pora¿eniem<br />
k³osa po inokulacji jêczmienia jarego przez F. culmorum.<br />
Badania zale¿noœci miêdzy patogenicznoœci¹ izolatu F. culmorum KF 846 w stosunku<br />
do odmian pszenicy jarej polskiej w dwóch fazach – wegetatywnej (siewki)<br />
i generatywnej (faza kwitnienia) wykaza³y brak korelacji pomiêdzy fuzarioz¹ siewek<br />
(pora¿eniem liœci i korzeni siewek) a fuzarioz¹ k³osa (stopniem pora¿enia k³osa,<br />
procentem ziarna z oznakami etiologicznymi, mas¹ ziarna z k³osa i zawartoœci¹<br />
toksyny DON i pochodnych) [50]. Wprawdzie Mesterhazy [25] pocz¹tkowo informowa³<br />
o takiej korelacji dla odmian pszenicy, jednak w póŸniejszych badaniach nad<br />
pszenic¹ ten autor, jak i wielu innych, informuje o braku takiej korelacji u pszenicy<br />
oraz u ¿yta i pszen¿yta. Mentewab [24] sugeruje, ¿e mechanizm odpornoœci na te dwie<br />
choroby (fuzarioza k³osa i fuzarioza siewek) mo¿e ró¿nie przebiegaæ w zale¿noœci od<br />
odmian, a odpornoϾ na te obydwie choroby ma charakter poligeniczny.<br />
M¹czniak prawdziwy pszenicy<br />
Ka¿dego roku w warunkach polowych (1998–2002) obserwowano na odmianach<br />
i liniach pszenicy jarej objawy chorobowe powodowane przez Blumeria graminis.<br />
Stopieñ pora¿enia dla linii z CIMMYT waha³ siê od 0–7, a dla polskich odmian 0–5<br />
w skali 9-stopniowej (1 – odporna, 9 – bardzo wra¿liwa). Odmiany ‘Eta’, ‘Henika‘,<br />
‘Ismena’, ‘Jasna’, ‘Olimpia’ by³y pora¿ane w najmniejszym stopniu (œrednio w czterech<br />
latach badañ 0,4–0,9), natomiast ‘Alkora’, ’Igna’ i ‘Omega’ w najwiêkszym<br />
(œrednio w czterech latach badañ 2,3–3).<br />
Do identyfikacji genów odpornoœci na m¹czniaka prawdziwego (Pm) w polskich<br />
odmianach pszenicy jarej u¿yto zestawu izolotów B. graminis sp. tritici. Test ten<br />
wykaza³ obecnoœæ genów odpornoœci na m¹czniaka prawdziwego: Pm3d, Pm 4b,<br />
Pm5 oraz kombinacji Pm3d i Pm 4b.W odmianie ‘Alkora’ zidentyfikowano gen<br />
Pm3d, a u odmiany ‘Henika’ Pm5. Gen odpornoœci na m¹czniaka prawdziwego<br />
u odmian ‘Jasna’ i ‘Eta’ zidentyfikowano w kombinacji z nieznanym (nieznanymi)<br />
genami odpornoœci. Odmiany ‘Santa’i ‘Torka’mia³y gen Pm5 w kombinacji z innymi<br />
nieznanymi genami odpornoœci [51].<br />
Rdza brunatna pszenicy<br />
W latach 2000–2001 obserwowano na terenie Polski du¿e nasilenie rdzy brunatnej<br />
w uprawach pszenicy. Stwierdzono, ¿e w warunkach polowych odpornoœæ na<br />
Puccinia recondita sp. tritici wykazywa³o 10 linii z CIMMYT oraz polskie odmiany<br />
‘Santa’i ‘Ismena’. W przypadku pozosta³ych 10 polskich odmian pora¿enie kszta³towa³o<br />
siê w granicach 3–8 w skali 9 stopniowej.
Charakterystyka materia³ów wyjœciowych … 81<br />
Na podstawie wyników uzyskanych w ci¹gu trzech lat badañ [46, 47, 48, 51],<br />
najbardziej odporn¹ okaza³a siê linia CIMMYT (IPG-SW-14 – obecnie odmiana<br />
‘Gondo’). Odmiana ta by³a najmniej podatna na fuzariozê k³osa, kumulowa³a niewielkie<br />
iloœci toksyny DON w ziarniakach po inokulacji k³osa [48], by³a odporna na rdzê<br />
brunatn¹ [47] i w niewielkim stopniu by³a pora¿ana przez Blumeria graminis [51].<br />
Odmiana ta jest wykorzystywana w programach hodowlanych pszenicy ozimej i jarej<br />
w celu wprowadzenia odpornoœci na fuzariozê do odmian polskich.<br />
Identyfikacji genów odpornoœci na rdzê brunatn¹<br />
za pomoc¹ markerów DNA<br />
Identyfikacji genów odpornoœci na rdzê brunatn¹ za pomoc¹ markerów DNA<br />
dokonano w odmianach i liniach pszenicy, u których obecnoœæ genów Lr stwierdzono<br />
na podstawie typu reakcji roœliny na dany izolat patogena [34]. Wykorzystano 12<br />
markerów typu STS i SCAR opracowanych w celu identyfikacji genów: Lr1, Lr9,<br />
Lr10, Lr19, Lr24, Lr26, Lr28, Lr29, Lr35, Lr37, Lr47 oraz markery SSR sprzê¿one<br />
z genami Lr13 i Lr39 [34]. Wstêpna ocena specyficznoœci tych markerów dla poszczególnych<br />
genów Lr przeprowadzona zosta³a z wykorzystaniem zestawu 44 linii blisko<br />
izogenicznych pszenicy jarej odmiany ‘Thatcher’, zró¿nicowanych pod wzglêdem<br />
obecnoœci genów Lr lub alleli danego genu Lr [7] . Wyniki identyfikacji markerów<br />
DNA prezentowane w niniejszej pracy potwierdzi³y wczeœniejsze wyniki [7]. Z przeprowadzonych<br />
analiz wynika, ¿e produkt PCR specyficzny dla markera STS dla genu<br />
Lr1 wielkoœci 560 pz zaobserwowano zarówno w linii Tc+Lr1, jak iw36innych<br />
liniach blisko izogenicznych nie maj¹cych tego genu, oraz w samej odmianie<br />
‘Thatcher’, a tak¿e w wiêkszoœci odmian europejskich pszenic ozimych i jarych.<br />
Marker STS (J13) dla genu Lr9 zidentyfikowano wy³¹cznie w linii Tc+Lr9 oraz<br />
w liniach: Lr9 CIM2/3 Mara, Lr9 CIM10/3 Mara, Transfer T47, CS T40, CS T41, CS<br />
T44, w których ten gen by³ obecny. Produkt amplifikacji markera STS<br />
(F1.2245/Lr10–6/r2) dla genu Lr10 wielkoœci 310 pz zaobserwowano wy³¹cznie<br />
w tych genotypach, które mia³y gen Lr10, a mianowicie w linii Tc+Lr10, Pavon Lr47<br />
oraz odmianach: ‘Titlis’, ‘Danis’, ‘Siria’, ‘Alka’, ‘Piko’, ‘Rapor’, ‘Caphorn’, ‘Eveil’,<br />
‘Bonpain’, ‘Tremie’, ‘Kris’, ‘Slade’, ‘Clever’, ‘Rialto’, ‘Hereward’, ‘Consort’, Charger’,<br />
‘Brigadier’, ‘Pegaso’. Podobne wyniki uzyskano w przypadku markera SCAR<br />
(GbF) dla genu Lr19. Charakterystyczny dla markera GbF fragment DNA(130 pz) by³<br />
obecny jedynie w liniach Tc+Lr19, Lr19 CIM60/3 Zdar, Lr19 CIM60/3 Viginta, Lr19<br />
CIM65/3 Viginta oraz Agatha 235. Produkt specyficzny dla markera STS dla genu<br />
Lr28, o d³ugoœci 378 pz, zaobserwowano w linii Tc+Lr28, w 21 innych liniach<br />
izogenicznych oraz w odmianie ‘Thatcher’. Analizy PCR maj¹ce na celu ocenê<br />
specyficznoœci dwóch markerów dla genu Lr29 wykaza³y obecnoœæ markera<br />
Lr29F24/Lr29R24 wy³¹cznie w linii Tc+Lr29. Fragment DNA wielkoœci 850 pz,
82 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
specyficzny dla drugiego markera – OPY10 – zaobserwowano nie tylko w linii<br />
‘Thatcher’, zawieraj¹cej gen Lr29, ale równie¿ w 34 innych liniach NIL. Ponadto<br />
w wyniku amplifikacji tego markera otrzymano w wiêkszoœci linii izogenicznych<br />
fragment DNA o wielkoœci 530 pz. Marker SCAR dla genu Lr35 zidentyfikowano<br />
wy³¹cznie w linii Tc+Lr35, aczkolwiek startery specyficzne dla tego markera generowa³y<br />
równie¿ produkty PCR o d³ugoœci powy¿ej 1000 pz w wiêkszoœci linii Tc.<br />
Obecnoœæ markera SCAR (SC-Y15) dla genu Lr37 stwierdzono wy³¹cznie w linii<br />
Tc+Lr37 oraz 14 odmianach europejskich maj¹cych ten gen odpornoœci. Nie stwierdzono<br />
produktów amplifikacji tego markera (580 pz) w genotypach nie zawieraj¹cych<br />
tego genu. Marker STS dla translokacji z T. speltoides wnosz¹cej gen Lr47 zidentyfikowano<br />
wy³¹cznie w linii Pavon Lr47. Analiza markerów SSR wykaza³a obecnoœæ<br />
markera Xgwm630 dla genu Lr13 w wiêkszoœci badanych genotypów, niezale¿nie od<br />
obecnoœci w nich genu Lr13. Wynikiem identyfikacji markera Xgdm35 dla genu Lr39<br />
by³o uzyskanie fragmentu DNA wielkoœci 190 pz w linii maj¹cej gen Lr39<br />
(KS86WGRC02). W odmianie ‘Thatcher’ i pozosta³ych liniach izogenicznych wykryto<br />
produkt PCR wielkoœci 250 pz [3]. Na podstawie przeprowadzonych analiz<br />
wy³oniono zatem 9 markerów STS, SCAR i SSR, za pomoc¹ których wiarygodnie<br />
zidentyfikowano geny: Lr9, Lr10, Lr19, Lr24, Lr29, Lr35, Lr37, Lr39, Lr47. Ze<br />
wzglêdu na obecnoœæ produktów amplifikacji markera STS dla genu Lr1, markera<br />
STS dla genu Lr28 oraz markera SCAR (OPY10) dla genu Lr29 w genotypach nie<br />
maj¹cych wymienionych genów odpornoœci, markery te uznano za niespecyficzne.<br />
Szansa na identyfikacjê genu Lr28 za pomoc¹ markera DNA pojawi³a siê obecnie<br />
dziêki badaniom przeprowadzonym przez Cherukuri i in. [8] którzy opracowali marker<br />
SCAR (SCS421570) sprzê¿ony z tym genem. Podobnie identyfikacji molekularnej<br />
genu Lr29 mo¿na dokonaæ za pomoc¹ markera Lr29F24/R24 opracowanego przez<br />
Procunier i in. (http://maswheat.ucdavis.edu). Zaistnia³a zatem potrzeba opracowania<br />
nowego markera sprzê¿onego z genem Lr1. W pracy podjêto próbê opracowania<br />
markera SNP dla tego genu [53]. Za pomoc¹ programu BLAST wyodrêbniono z bazy<br />
danych ENTREZ (»http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/«) 4 sekwencje blisko sprzê-<br />
¿one z genem Lr1: AY123938, AY123939, AY123940, AY123941. Analiza porównawcza<br />
wybranych sekwencji pozwoli³a na identyfikacjê licznych mutacji punktowych<br />
w regionie obejmuj¹cym 275 pz. Do dalszych analiz wybrano 6 potencjalnych miejsc<br />
polimorficznych. W celu amplifikacji metod¹ PCR fragmentu DNA zlokalizowanego<br />
w regionie obejmuj¹cym wybrane mutacje punktowe, a nastêpnie detekcji SNP metod¹<br />
„primer extention”, zaprojektowano 6 starterów [53]. Materia³ roœlinny na tym etapie<br />
pracy stanowi³y odmiany: ‘Frontana’ i ‘Henika’, u których stwierdzono w teœcie<br />
fenotypowym obecnoϾ genu Lr1 (Volker Lind, FCBRCP, Institute of Epidemiology<br />
and Resistance, Aschersleben, Niemcy) oraz odmiana ‘Thatcher’. Spoœród 5 kombinacji<br />
starterów wybrano parê Lr1_29F/Lr1_275R, która w reakcji PCR generowa³a<br />
w odmianach ‘Frontana’ i ‘Henika’ produkty PCR d³ugoœci 259 pz, a w odmianie<br />
‘Thatcher’ produkt d³ugoœci 248 pz. W celu detekcji SNP wybrano starter Lr1_98F,
Charakterystyka materia³ów wyjœciowych … 83<br />
który w reakcji „primer extention” generuje produkty polimorficzne w genotypach<br />
zró¿nicowanych pod wzglêdem obecnoœci genu Lr1. Do dalszych analiz wykorzystano<br />
37 odmian pszenicy uprawnej, zestaw 41 linii blisko izogenicznych odmiany jarej<br />
‘Thatcher’, linie translokacyjne Pavon Lr47, Pavon/Henika Lr47, KS92WGRC15<br />
oraz 21 linii podwojonych haploidów, wyprowadzonych z krzy¿ówki Henika ×<br />
IPG-SW-14 [53] i scharakteryzowanych fenotypowo pod wzglêdem obecnoœci genu<br />
Lr1. Na podstawie przeprowadzonych analiz SNP metod¹ „primer extention” zaobserwowano,<br />
¿e w zale¿noœci od genotypu roœliny, starter Lr1_98F generowa³ produkt<br />
polimorficzny maj¹cy na koñcu 3’ C lub T, b¹dŸ generowa³ obydwa te produkty.<br />
W odmianach maj¹cych gen Lr1 stwierdzono obecnoœæ allelu T lub C/T. Allel T<br />
wykryto równie¿ w liniach translokacyjnych Pavon Lr47, Pavon/Henika Lr47. Detekcja<br />
SNP w liniach podwojonych haploidów wykaza³a natomiast obecnoœæ alleluTw6<br />
liniach,a allelu C/T w 15 liniach. W przypadku 41 badanych linii NIL, allel T<br />
zidentyfikowano wy³¹cznie w linii Tc+Lr1, a allel C/T w linii Tc+Lr3ka. W pozosta³ych<br />
39 liniach nie zaobserwowano ¿adnego produktu startera Lr1_98F (allel<br />
„null”). Na podstawie przeprowadzonych badañ zaobserwowano, ¿e z obecnoœci¹<br />
genu Lr1 w genotypach o bardzo zró¿nicowanym tle genetycznym, zawsze zwi¹zana<br />
by³a obecnoœæ allelu T markera SNP. Marker ten potencjalnie mo¿e byæ wykorzystywany<br />
w identyfikacji genu Lr1.<br />
Podsumowanie<br />
Badania prowadzono na polskich odmianach pszenicy jarej i liniach pszenicy<br />
jarej z CIMMYT. Wyniki trzyletnich badañ wykaza³y, ¿e z polskich odmian najbardziej<br />
wra¿liwe na pora¿enie k³osów przez Fusarium culmorum s¹ trzy odmiany:<br />
‘Olimpia’, ‘Sigma’ i ‘Henika’. Dwie z nich ‘Olimpia’ i ‘Sigma’, wykaza³y du¿y<br />
stopieñ pora¿enia k³osa i procent ziarniaków z objawami etiologicznymi oraz znaczn¹<br />
iloœæ DON w ziarniakach po inokulacji k³osów. U odmiany ‘Henika’ obserwowano<br />
niski stopieñ pora¿enia k³osa i ma³y procent ziarniaków z oznakami etiologicznymi,<br />
jednak odmiana ta akumulowa³a w ziarniakach znaczne iloœci mikotoksyny DON, co<br />
mo¿e byæ zwi¹zane z ró¿nymi komponentami odpornoœci czynnej. Analizy statystyczne<br />
nie wykaza³y korelacji w badanych odmianach i liniach pszenic jarych miêdzy<br />
iloœci¹ DON w ziarnie, a innymi badanymi parametrami k³osa (pora¿enie k³osa<br />
i procentem ziarniaków pora¿onych z oznakami etiologicznymi fuzariozy).<br />
Badania zale¿noœci pomiêdzy patogenicznoœci¹ izolatu F. culmorum KF 846<br />
w stosunku do odmian pszenicy jarej polskiej w dwóch fazach – wegetatywnej<br />
i generatywnej wykaza³y brak korelacji pomiêdzy fuzarioz¹ siewek a fuzarioz¹ k³osa.<br />
Obserwacje w warunkach polowych objawów m¹czniaka prawdziwego na badanych<br />
genotypach wykaza³y na przestrzeni lat (1998–2002), ¿e linie pszenicy<br />
z CIMMYT by³y pora¿ane w wiêkszym stopniu (0–7 w 9-stopniowej skali) ni¿<br />
odmiany polskie (0–5). Najmniejsze pora¿enie obserwowano w odmianach ‘Eta’,
84 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
‘Henika’, ‘Ismena’, ‘Jasna’ i ‘Olimpia’ (œrednio w czterech latach (0,4–0,9). Identyfikuj¹c<br />
w badanym materiale geny odpornoœci na m¹czniaka prawdziwego za pomoc¹<br />
zestawu izolatów Blumeria graminis sp. tritici wykazano obecnoœæ genów odpornoœci<br />
na m¹czniaka prawdziwego: Pm3d (‘Alkora’) i Pm 4b, Pm5 (‘Henika’) i kombinacjê<br />
Pm3d i Pm 4b (‘Igna’). Gen odpornoœci na m¹czniaka prawdziwego Pm3d<br />
u odmian ‘Jasna’ i ‘Eta’ zidentyfikowano w kombinacji z nieznanym (nieznanymi)<br />
genami odpornoœci, podobnie u odmian ‘Santa’ i ‘Torka’ zidentyfikowano gen Pm5<br />
równie¿ w kombinacji z innymi nieznanymi genami odpornoœci.<br />
Obserwacje w warunkach polowych w latach 2000 i 2001 nasilenia na terenie<br />
Polski objawów rdzy brunatnej w tym materiale wykaza³y odpornoœæ na Puccinia<br />
recondita u 10 linii z CIMMYT oraz polskich odmian ‘Santa’i ‘Ismena’. W przypadku<br />
pozosta³ych 10 polskich odmian pora¿enie kszta³towa³o siê w granicach 3–8<br />
w skali 9-stopniowej.<br />
Analiza molekularna 14 markerów STS, SCAR i CAPS, z wykorzystaniem linii<br />
i odmian pszenicy scharakteryzowanych fenotypowo pod wzglêdem obecnoœci genów<br />
Lr, wykaza³a specyficznoœæ 9 markerów STS, SCAR i SSR sprzê¿onych z genami:<br />
Lr9, Lr10, Lr19, Lr24, Lr29, Lr35, Lr37, Lr39, Lr47. Opracowany marker SNP<br />
uznano za specyficzny dla genu Lr1, poniewa¿ marker ten obserwowano jedynie<br />
w genotypach maj¹cych gen Lr1. Ze wzglêdu na obecnoœæ produktów amplifikacji<br />
markera STS dla genu Lr1, markera STS dla genu Lr28 oraz markera SCAR (OPY10)<br />
dla genu Lr29 w genotypach, w których wymienione geny odpornoœci nie wystêpuj¹,<br />
markery te uznano za niespecyficzne.<br />
Na podstawie wyników uzyskanych przez trzy lata, opisanych w pracach naszego<br />
zespo³u najbardziej odporn¹ okaza³a siê linia CIMMYT (IPG-SW-14 – obecnie<br />
odmiana ‘Gondo’). By³a najmniej podatna na fuzariozê k³osa, kumulowa³a niewielkie<br />
iloœci toksyny DON w ziarniakach po inokulacji k³osa, by³a odporna na Puccinia<br />
recondita sp. tritici i w niewielkim stopniu pora¿ana przez Blumeria graminis sp.<br />
tritici. Odmiana ta wykorzystywana jest w programach hodowlanych pszenicy ozimej<br />
i jarej w celu wprowadzenia odpornoœci na fuzariozê i rdzê brunatn¹ do odmian<br />
polskich.<br />
Literatura<br />
[1] Adamski T., Che³kowski J., Goliñski P., Kaczmarek Z., Kostecki M., Perkowski J., Surma M., Wiœniewska H.<br />
1999. Yield reduction and mycotoxin accumulation in barley-doubled haploids inoculated with Fusarium<br />
culmorum (W.G.SM.) SACC. J. Appl. Genet. 40(2): 73–84.<br />
[2] Ban T. 2001. Studies on the genetics of resistance to Fusarium head blight caused by Fusarium graminearum<br />
SCHWABE in wheat (Triticum aestivum L.). The Bulletin of the Kyushu National Agricultural Experiment Station<br />
38: 27–78.<br />
[3] B³aszczyk L., Che³kowski J., Korzun V., Kraiè J., Ordon F., Ovesná J., Purnhauser L., Tar M., Vida G. 2004.<br />
Verification of STS markers for leaf rust resistance genes of wheat between seven European laboratories. Cell.<br />
Mol. Biol. Lett. 9: 805–817.<br />
[4] Borecki Z. 2001. Nauka o chorobach roœlin, PWNiL. Warszawa 2001.
Charakterystyka materia³ów wyjœciowych … 85<br />
[5] Bottalico A., Perrone G. 2002.Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small<br />
cereals in Europe. European Journal of Plant Pathology 108(7): 611–624.<br />
[6] Che³kowski J., Wiœniewska H., Adamski T., Goliñski P., Kaczmarek Z., Kostecki M., Perkowski J., Surma M.<br />
2000. Effects of Fusarium culmorum head blight on mycotoxin accumulation and yield traits in barley doubled<br />
haploids. J. Phytopathology 148: 541–545.<br />
[7] Che³kowski, J., Golka, L. and Stêpieñ. £. 2003. Application of STS markers for leaf rust resistance genes in<br />
near-isogenic lines of spring wheat cv. Thatcher. J. App. Genet. 44: 323–338.<br />
[8] Cherukuri D.P., Gupta S.K., Charpe A., Koul S., Prabhu K.V., Singh R.B., Haq Q.M.R. 2005. Molecular<br />
mapping of Aegilops speltoides derived leaf rust resistance gene Lr28 in wheat. Euphytica 143: 19–26<br />
[9] Gilchrist L., Rajarm S., van Ginkel M., Kazim M., Franco J. 1997. Characterizing Fusarium graminearum<br />
resistance of CIMMYT bread wheat germplasm. Cereal Res. Comm. 25: 655–657.<br />
[10] Goliñski P., Kostecki M., Kaptur P., Wojciechowski S., Kaczmarek Z., Wiœniewska H. 1997. Fusarium head<br />
blight and moniliformin accumulation in kernels of 18 winter wheat cultivars inoculated with Fusarium<br />
avenaceum (3 years study). Cereal Research Commun. 25: 673–674.<br />
[11] Goliñski P., Kaczmarek Z., Kiecana I., Wiœniewska H., Kaptur P., Kostecki M., Che³kowski J. 2002. Fusarium<br />
head blight of common Polish winter wheat cultivars – comparison of effects of Fusarium avenaceum and<br />
Fusarium culmorum on yield components. J. Phytopathology 150: 135–141.<br />
[12] Góral T., Czembor H.J. 1993. Reaction of triticale, wheat and rye accessions to graminaceous Fusarium spp.<br />
Infection at the seedling and adult plant growth stages. Euphytica 70: 175–183.<br />
[13] Gupta P.K., Varshney R.K., Sharma P.C., Ramesh B. 1999. Molecular markers and their applications in wheat<br />
breeding. Plant Breeding 118: 369–390.<br />
[14] Hiebert C.,�Thomas J., McCallum B.�2005. Locating the broad-spectrum wheat leaf rust resistance gene Lr52<br />
(LrW) to chromosome�5B by a new cytogenetic method. Theor. Appl. Genet. 110: 1453–1457.<br />
[15] Huang X.Q., Röder M.S. 2004. Molecular mapping of powdery mildew resistance genes in wheat: a review.<br />
Euphytica 137: 203–223.<br />
[16] Kelman A., Cook R.J. 1977. Plant pathology in the peoples republic of China. Annual Review of Plant<br />
Pathology 15: 409–429.<br />
[17] Kostecki M, Kaptur P., Wojciechowski S., Kaczmarek Z., Wiœniewska H., Goliñski P. 1997. The effect of head<br />
blight on reduction of yield traits and moniliformin accumulation in kernels of 17 winter wheat cultivars<br />
inoculated with Fusarium avenaceum. Plant Breeding and Seed Science 41(1): 75–82.<br />
[18] £acicowa B. 1980. Fusarioza k³osów pszenicy ozimej w 1979 r . Ochr. Roœl. 3: 6–8.<br />
[19] Mago R., Miah H., Lawrence G.J., Wellings C.R., Spielmeyer W., Bariana H.S., McIntosh R.A., Pryor A.J.,<br />
Ellis J.G. 2005. High-resolution mapping and mutation analysis separate the rust resistance genes Sr31, Lr26,<br />
and Yr9 on the short arm of rye chromosome 1. Theor. Appl. Genet. 112: 41–50.<br />
[20] MAS-wheat, http://maswheat.ucdavis.edu<br />
[21] McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. 1995. Wheat rusts: an atlas of resistance genes. CSIRO. Australia.<br />
Kluwer Acad. Publ., Dordrecht: 200 ss.<br />
[22] McIntosh R.A., Appels R., Devos K.M., Dubcovsky J., Rogers W.J., Yamazaki Y. 2003. Catalogue of gene<br />
symbols for wheat. Proc. 10TH Intern. Wheat Genet. Symp., Paestum, Italy.<br />
[23] McMullen M., Jones R., Gallenberg D. 1997. Scab of wheat and barley: reemerging disease of devastating<br />
impact. Plant Dis. 81: 1340–1348.<br />
[24] Mentewab A., Rezanoor H.N., Gosman N., Worland A.J., Nicholson P. 2000.Chromosomal location of<br />
Fusarium head blight resistance genes and analysis of relationship between resistance to head blight and brown<br />
foot rot. Plant Breeding 119: 15–20.<br />
[25] Mesterhazy, A., Bartok T., Mirocha C.J. Komoroczy R. 1999. Nature of wheat resistance to Fusarium head<br />
blight and the role of deoxynivalenol for breeding. Plant Breeding 118: 97–110.<br />
[26] Perkowski, J., Che³kowski J.1993. Porównanie zawartoœci deoxynivalenolu oraz 3-acetylodeoxynivalenolu w<br />
naturalnie pora¿onej pszenicy w latach 1986–1988. Post. Nauk Rol. 2(93): 83–89.<br />
[27] Perkowski J. 1999. Badania zawartoœci toksyn fuzaryjnych w ziarnie zbó¿. Roczniki Akademii Rolniczej w<br />
Poznaniu, Rozprawy Naukowe, Zeszyt 295.<br />
[28] Pokacka Z. 1974. Fuzarioza ¿yta w 1974 r. i jej znaczenie. Ochrona Roœlin 9: 3.<br />
[29] Prabhu K.V., Gupta S.K., Charpe A., Koul S. 2004. SCAR marker tagged to the alien leaf rust resistance gene<br />
Lr19 uniquely marking the Agropyron elongatum-derived gene Lr24 in wheat: a revision. Plant Breeding 123:<br />
417–420
86 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
[30] Ruckenbauer, P., Buertsmayer H., Lemmens M. 2001. Present strategies in resistance breeding against scab<br />
(Fusarium spp.). Euphytica 119: 121–127.<br />
[31] Sayre K.D., Singh R.P., Huerta-Espino J., Rajaram S. 1998. Genetic progress in reducing losses to leaf rust in<br />
CIMMYT-derived Mexican spring wheat cultivars. Crop Sci. 38: 654–659.<br />
[32] Seyfarth R., Feuillet C., Schachermayr G., Messmer M., Winzeler M., Keller B. 2000. Molecular mapping of the<br />
adult-plant leaf rust resistance gene Lr13 in wheat (Triticum aestivum L.). J. Genet. & Breed. 54: 193–198,<br />
[33] Snijders, C.H.A., Perkowski, J. 1990. Effect of head blight caused by Fusarium culmorum on toxin content and<br />
weight of wheat kernels. Phytopathology 80: 556–570.<br />
[34] Stêpieñ £, B³aszczyk L., Wiœniewska H., Che³kowski J. 2004. Spring wheat resistance against powdery mildew,<br />
leaf rust and Fusarium head blight and identification of resistance genes using STS and SSR markers. W:<br />
„Microscopic fungi – host resistance genes, genetics and molecular research”, Che³kowski, Stêpieñ (red.),<br />
Instytut Genetyki Roœlin PAN, Poznañ: 77–86.<br />
[35] Stêpieñ £. 2004. Identyfikacja genów odpornoœci na wybrane patogeny grzybowe pszenicy zwyczajnej<br />
(Triticum aestivum L.) za pomoc¹ markerów DNA. Praca doktorska.<br />
[36] Stêpieñ £., Che³kowski J. 2005. Identyfikacja loci odpornoœci na fuzariozê k³osa u pszenicy zwyczajnej<br />
Triticum aestivum za pomoc¹ markerów DNA. Genomika i Bioinformatyka Roœlin, J. Che³kowski, G. Koczyk<br />
(red.), Instytut Genetyki Roœlin PAN, Poznañ: 159–178.<br />
[37] Suenaga K., Singh R.P., Huerta-Espino J., William H.M. 2003. Microatelitte markers for genes Lr34/Yr18 and<br />
other quantitative trait loci for rust and stripe rust resistance in bread wheat. Phytopathology 93: 881–890.<br />
[38] Surma M., Adamski T,. Che³kowski J., Goliñski P., Kaczmarek Z., Kostecki M., Perkowski J., Wiœniewska H.<br />
2000. Genetic determination of variability of barley doubled haploids inoculated with Fusarium culmorum<br />
(W.G.SM.) SACC. with regard to mycotoxin accumulation and reduction in yield traits. J. Appl. Genet. 41(4):<br />
237–246.<br />
[39] Sutton J.C. 1982. Epidemiology of wheat head blight and maize ear rot caused by Fusarium graminearum. Can.<br />
J. Plant Pathol. 4: 195–209.<br />
[40] Sydenham E.W., Thiel P.B., Marasas W.F.D., Nieuwenhuis J.J. 1989. Occurrence of deoxynivalenol and<br />
nivalenol in Fusarium graminearum infected undergrade wheat in South Africa. Agric Food Chem. 37(4):<br />
921–926.<br />
[41] Teich A.H., 1989. Epidemiology of corn (Zea mays L) ear rot caused by Fusarium spp. W: J Che³kowski (red.)<br />
Fusarium: Mycotoxins, Taxonomy and Pathogenicity. Amsterdam: Elsevier: 297.<br />
[42] Tomkowiak M., Che³kowski J., Wiœniewska H. 1999. Winter cultivars and double haploid (DH) lines of triticale<br />
– Fusarium head blight and yield traits. Proceedings – IX Conference Microscopic Fungi – Plant Pathogens And<br />
Their Metabolites, 29 April 1999: 4–10.<br />
[43] Wakuliñski W., Che³kowski J. 1993. Fusarium species causing scab of wheat, rye and triticale in Poland. Hod.<br />
Roœl. Aklim. 4: 137–141.<br />
[44] William M., Singh R.P., Huerta-Espino J., Islas O.S., Hoisington D. 2003. Molecular marker mapping of leaf<br />
rust resistance gene Lr46 and its association with stripe rust resistance gene Yr29 in wheat. Phytopathology 93:<br />
153–159.<br />
[45] Wiœniewska H., Che³kowski J. 1996. Evaluation of susceptibility to Fusarium seedling blight in winter wheat<br />
cultivars, using digital image analysis. Plant Breeding and Seed Science 40(1–2): 159–162.<br />
[45] Wiœniewska H., Che³kowski J., Perkowski J., Buœko M., Bocianowski J. 2002. Components of resistance<br />
against Fusarium culmorum in spring wheat. J. Appl. Genet. 43A: 345–354.<br />
[47] Wiœniewska H., Stêpieñ £., Kowalczyk K. 2003. Resistance of spring wheat cultivars and lines to leaf rust. J.<br />
Appl. Genet. 44(3): 361–368.<br />
[48] Wiœniewska H., Perkowski J., Kaczmarek Z. 2004. Scab response and deoxynivalenol accumulation in spring<br />
wheat kernels of different geographical origins following inoculation with Fusarium culmorum. J. Phytopathology<br />
152: 613–621.<br />
[49] Wiœniewska H. 2005. Fuzarioza k³osów pszenicy. Post. Nauk Rol. 4: 15–30.<br />
[50] Wiœniewska H., Buœko M. 2005. Evaluation of spring wheat resistance to Fusarium seedling blight and head<br />
blight. Biologia, Bratislava 60(3): 287–293.<br />
[51] Wiœniewska H., Kowalczyk K. 2005. Resistance of cultivars and breeding lines of spring wheat to Fusarium<br />
culmorum and powdery mildew. J. Appl. Genet. 46(1): 35–40.<br />
[52] Wiœniewska H., Surma M., Adamski T. Che³kowski J., Kaczmarek Z. 2006. Zmiennoœæ linii podwojonych<br />
haploidów pszenicy jarej pod wzglêdem podatnoœci na Fusarium culmorum (W.G.SM.) SACC. T. Adamski i M.<br />
Surma (red.) Haploidy i linie podwojonych haploidów w genetyce i hodowli roœlin. Instytut Genetyki Roœlin<br />
Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu: 93–98.
Charakterystyka materia³ów wyjœciowych … 87<br />
[53] Tyrka M., B³aszczyk L., Ordon F., Che³kowski J., Kramer I., Weilepp M., Wiœniewska H. 2004. Development<br />
of the single nucleotide polymorphism marker of wheat Lr1 leaf rust resistance gene. Cell. Mol. Biol. Lett. 9:<br />
879–889.<br />
[54] Yang Z., Gilbert J., Procunier D. 2006. Genetic diversity of resistance genes controlling fusarium head blight<br />
with simple sequence repeat markers in thirty-six wheat accessions from east asian origin. Euphytica 148:<br />
345–352.<br />
Characteristics of parental materials<br />
for breeding of wheat resistance to Fusarium<br />
head blight, powdery mildew and leaf rust<br />
Key words: deoxynivalenol, Fusarium culmorum, Fusarium head blight,<br />
Fusarium seedling blight, leaf rust, powdery mildew, spring wheat<br />
Summary<br />
Polish spring wheat cultivars and spring wheat accessions (nursery name – 4TH<br />
SRSN, CIMMYT) Mexico, were examined for components of resistance to Fusarium<br />
head blight (scab) using the highly aggressive, deoxynivalenol (DON)-producing<br />
isolate F. culmorum. Resistant wheat cultivars served as controls. The mean disease<br />
score (in a scale from 0–5) ranged from 0.6 to 2.2 for the CIMMYT lines and from 0.9<br />
to 3.1 for Polish cultivars. Only in three CIMMYT lines the mean kernel weight per<br />
head corresponded to the observed in resistant cultivars. Two of these lines and an<br />
additional one had low disease scores as well as low DON accumulation. Univariate<br />
and multivariate analysis of variance showed significant differences between years<br />
and wheat accessions for all the traits.<br />
No correlation was observed between DON accumulation and both disease score of<br />
head and percentage of Fusarium damaged kernels (% FDK) in both CIMMYT and<br />
Polish spring accessions. This points to at least three different components of resistance:<br />
resistance to pathogen spread, to kernel colonization, and to toxin accumulation.<br />
No correlation was found between resistance to Fusarium seedling blight and<br />
Fusarium head blight.<br />
The mean disease score (in a scale 1–9) for powdery mildew (natural infection) for<br />
all examined cultivars and lines ranged within 0–7, and in Polish spring cultivars was<br />
significantly lower (0–5). ‘Eta’, ‘Henika’, ‘Ismena’, ‘Jasna’ and ‘Olimpia’ cultivars<br />
were found to be lowest susceptible to powdery mildew in field experiments. The<br />
laboratory host pathogen test with Blumeria graminis f. sp tritici isolates showed that<br />
only two were characterized by identical resistance patterns as the standard<br />
differential lines with documented resistance genes. Cultivar ‘Alkora’ has the gene<br />
Pm3d, and ‘Henika’ cv. Pm5. The gene Pm3d was identified in cultivars ‘Jasna’ and<br />
‘Eta’ in combination with another unknown gene/genes. Four cultivars: ‘Banti’,
88 H. Wiœniewska, L. B³aszczyk, J. Che³kowski<br />
‘Ismena’, ‘Olimpia’ and ‘Sigma’, showed resistance to all mildew isolates used in<br />
laboratory test<br />
In 2000 and 2001 seasons the wheat infection with leaf rust in Poland was very<br />
high in natural infections. Resistance to Puccinia recondita f.s. tritici was found in 10<br />
lines from CIMMYT and in two Polish cultivars: ‘Santa’ and ‘Ismena’.<br />
DNA markers for eleven resistance genes against Puccinia recondita f. sp. tritici<br />
were used to screen the lines and wheat cultivars with recognized characteristics for Lr<br />
genes. Out of eleven leaf rust resistance genes, nine Lr genes were specifically tagged<br />
by STS, SCAR and SSR markers. The presence of genes Lr9, Lr19, Lr29, Lr35, Lr37,<br />
Lr39, Lr47 in tested plant materials was confirmed by unique amplification of the<br />
markers J13, F1.2245/Lr10–6/r2SCS5550, GbF, Lr29F24/R24, Sr39F2/Sr39R3,<br />
SC-Y15, Xgdm35, PS10R/PS10L, respectively. STS markers for gene Lr1 and for<br />
gene Lr28, SCAR marker OPY10 for gene Lr29 and SSR marker for gene Lr13 were<br />
found to be unreliable in diverse genetic backgrounds. SNP analyse were performed<br />
on the panel of 37 wheat cultivars, the set of 41 Thatcher near-isogenic lines of spring<br />
wheat and on a set of 21 DH lines derived from Henika x IPG-SW-14. In the process of<br />
minisequencing, the primer Lr1_98F detected four genotypes: T, C+T, C and “null”.<br />
The T allel of SNPmarker was associated with the Lr1 gene in a set of varieties tested.<br />
The ‘Gondo’ cultivar (CIMMYT) was found to be of lowest susceptibility to<br />
mildew, to leaf rust and Fusarium head blight in all experiments. This line was used for<br />
deriving new breading lines of cultivars with improved resistance to all three diseases.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 89–96<br />
Karczoch – warzywo o du¿ych walorach<br />
od¿ywczych i zdrowotnych<br />
Ewa Cieœlik, Iwona Gajda, Kinga Topolska<br />
Ma³opolskie Centrum Monitoringu i Atestacji ¯ywnoœci,<br />
<strong>Akademia</strong> Rolnicza im. H. Ko³³¹taja,<br />
ul. Balicka 122, 30-149 Kraków<br />
e-mail: rrciesli@cyf-kr.edu.pl<br />
S³owa kluczowe: karczoch, charakterystyka botaniczna, uprawa,<br />
w³aœciwoœci zdrowotne<br />
Charakterystyka botaniczna<br />
Karczoch (Cynara scolymus L.) nale¿y do rodziny Compositae (Asteraceae).<br />
Zosta³ zaliczony do grupy Carduae, do której nale¿¹ takie gatunki, jak oset, dzwonki<br />
oraz ³opian [9]. Karczoch pochodzi najprawdopodobniej z Etiopii, sk¹d zosta³ przeniesiony<br />
do Egiptu. Obecnie nie jest spotykany w stanie naturalnym i wystêpuje<br />
wy³¹cznie jako roœlina uprawna, w szczególnoœci w krajach œródziemnomorskich,<br />
Ameryce Pó³nocnej oraz Azji [19].<br />
Rysunek 1. Plantacja karczocha (Cynara scolymus L.)
90 E. Cieœlik, I. Gajda, K. Topolska<br />
Pomimo ¿e karczoch nale¿y do roœlin wieloletnich, jego produkcja odbywa siê<br />
z rozsady i uznawany jest za warzywo jednoroczne [32]. Pêdy siêgaj¹ 1,5 m wysokoœci,<br />
korzeñ jest d³ugi, palowy, ³odyga prosto wzniesiona, ma³o rozga³êziona,<br />
natomiast liœcie s¹ du¿e, pierzastodzielne o odcinkach wrêbnych, barwy zielonej,<br />
do³em szarawozielone, ow³osione i miêkkokolczaste. Kwiaty rurkowe, niebieskofioletowe,<br />
zebrane w du¿ych g³owiastych koszyczkach œrednicy 8–15 cm, czasami<br />
dochodz¹ce nawet do 25 cm [19] (fot. 1).<br />
Warunki uprawy i przechowywania<br />
Karczoch dotar³ do Europy Œrodkowej w XVI wieku, do Polski zaœ za spraw¹<br />
królowej Bony. Jednak¿e ze wzglêdu na pracoch³onnoœæ uprawy jego produkcja nie<br />
rozpowszechni³a siê na szersz¹ skalê [23]. Reprodukcja odbywa siê zarówno z nasion,<br />
jak i z odrostów. Na œwiecie (zw³aszcza w Stanach Zjednoczonych) doœæ powszechne<br />
jest rozmna¿anie wegetatywne karczocha, gdy¿ rozmna¿any na drodze generatywnej<br />
czêsto daje nierównomierny plon [12, 30]. Natomiast Cravero i in. [5] uwa¿aj¹, ¿e<br />
szans¹ na dalszy rozwój jego uprawy mo¿e staæ siê produkcja z nasion. Wed³ug tych<br />
autorów rozmna¿anie wegetatywne mo¿e przyczyniæ siê do rozprzestrzenienia mikroorganizmów<br />
patogenicznych dla tej roœliny, co w dalszej kolejnoœci prowadzi do<br />
zmniejszenia plonów. W Polsce, ze wzglêdu na d³ugi okres wegetacji, mo¿liwa jest<br />
produkcja karczocha wy³¹cznie z rozsady [23]. Nasiona wysiewa siê od po³owy<br />
lutego do pierwszych dni marca w pomieszczeniech, w których utrzymuje siê<br />
temperaturê 20°C. Po ca³kowitym rozwiniêciu pierwszego liœcia, roœliny s¹ pikowane<br />
do doniczek œrednicy 10–14 cm, a wysadzanie roœlin na miejsce sta³e odbywa siê<br />
w drugiej po³owie maja, po uprzednim zahartowaniu [18]. Ze wzglêdu na nisk¹<br />
odpornoϾ na mrozy karczoch nie jest zdolny do przetrwania zimy w warunkach<br />
klimatu œrodkowoeuropejskiego. Wymaga on miejsc ciep³ych i wilgotnych, jak<br />
najbardziej os³oniêtych od wiatrów, dobrze nas³onecznionych, ale bez ci¹g³ych<br />
opadów. W strefie ciep³ej mo¿e byæ uprawiany przez 3–4 lata, a w umiarkowanej –<br />
w systemie rocznym [19].<br />
Drugim istotnym czynnikiem, który nale¿y wzi¹æ pod uwagê podczas wybierania<br />
miejsca pod uprawê karczochów jest gleba [7]. Roœlina ta wymaga gleb ¿yznych,<br />
próchnicznych, o dobrej przepuszczalnoœci i dobrze utrzymuj¹cych wilgotnoœæ.<br />
Stanowisko produkcyjne tego warzywa wymaga u¿yŸniania kompostem b¹dŸ torfem,<br />
a w celu zapobiegania szybkiemu wysychaniu pod³o¿a przykrywa siê je p³atami<br />
flizeliny [29]. Poniewa¿ karczoch ma du¿e wymagania pokarmowe, oprócz nawozów<br />
organicznych stosuje siê dodatkowo nawo¿enie mineralne – potasowe i fosforowe (na<br />
jeden lub dwa tygodnie przed posadzeniem, a tak¿e przed wybijaniem w pêdy<br />
kwiatostanowe) oraz nawozy azotowe (pog³ównie) [23]. Roœlina ta nie wymaga<br />
zmiany stanowiska w uprawie przez kilka lat [7].
Karczoch … 91<br />
Karczoch charakteryzuje siê wiêksz¹ tolerancj¹ na zasolenie gleby ni¿ inne<br />
warzywa. Aby uzyskaæ maksymalnie wysoki plon, po¿¹dane jest jednak utrzymanie<br />
stê¿enia soli w pod³o¿u na niskim poziomie, gdy¿ wzrost zasolenia wp³ywa na<br />
obni¿enie zawartoœci wapnia w p¹czkach roœliny, co sprawia, ¿e s¹ one mniejsze [10].<br />
Zbiór karczocha rozpoczyna siê w sierpniu i trwa najczêœciej do koñca wrzeœnia [1].<br />
Istotnoœæ wp³ywu sposobu zak³adania plantacji na wzrost i rozwój karczocha<br />
wykaza³a w swej pracy Winiarska [32]. Prowadz¹c równolegle doœwiadczenie na<br />
czterech poletkach (bezpoœredni siew nasion do gruntu, bezpoœredni siew nasion do<br />
gruntu z przykryciem agrow³óknin¹, rozsada produkowana w tunelu foliowym oraz<br />
rozsada produkowana w tunelu foliowym z wysiewem nasion do tac wielokomórkowych),<br />
stwierdzi³a, ¿e roœliny karczocha zwyczajnego otrzymane z rozsady wyprodukowanej<br />
w tacach wielokomórkowych charakteryzowa³y siê najszybszym tempem<br />
wzrostu, tworzy³y najwiêcej liœci, a co za tym idzie uzyskano najwiêksze plony<br />
o najwy¿szej zawartoœci kwasu chlorogenowego i flawonoidów. Najmniej korzystn¹<br />
metod¹ zak³adania plantacji okaza³o siê wysadzanie wyprodukowanej w tunelu<br />
foliowym rozsady, tzw. „rwanej”, gdy¿ roœliny te wyda³y niski plon œwie¿ej i powietrznie<br />
suchej masy ziela. Autorka [32] donosi, ¿e najbardziej odpowiedni¹ metod¹<br />
zak³adania plantacji karczocha zwyczajnego z przeznaczeniem na surowiec leczniczy<br />
jest wysadzanie rozsady uzyskanej z tac wielokomórkowych w rozstawie 60 × 40 cm<br />
lub punktowy wysiew nasion z jednoczesnym przykryciem powierzchni pola na okres<br />
6 tygodni agrow³óknin¹. Z kolei Rangarajan i in. [26] zauwa¿yli, ¿e przeprowadzenie<br />
wernalizacji rozsady karczocha w kontrolowanych warunkach zapewnia wy¿szy<br />
procent roœlin wytwarzaj¹cych p¹czki.<br />
Oprócz warunków klimatyczno-glebowych równie wa¿nym elementem jest w³aœciwy<br />
transport i przechowywanie karczocha. Po¿¹dan¹ temperatur¹ zarówno w trakcie<br />
przewozu, jak i podczas sk³adowania karczocha jest 0°C i wilgotnoœci 90–95%.<br />
Zachowanie tych parametrów powoduje ograniczenie rozwoju Botrytis cinerea na<br />
roœlinach w przechowalni i mog¹ byæ one utrzymywane w dobrej kondycji nawet<br />
przez jeden miesi¹c [27].<br />
Prozdrowotne w³aœciwoœci karczocha<br />
Pierwsze wzmianki na temat w³aœciwoœci prozdrowotnych karczocha siêgaj¹ IV<br />
w. p.n.e., kiedy to Teofrastus („ojciec botaniki”) jako jeden z pierwszych opisa³ tê<br />
roœlinê. Pocz¹tkowo karczoch by³ uznawany za lek moczopêdny, a nastêpnie zaczêto<br />
go wykorzystywaæ w leczeniu suchot, szkorbutu, serca, gor¹czki, a tak¿e w zapaleniach<br />
stawów oraz jako lek napotny i pobudzaj¹cy apetyt [3].<br />
Surowcem leczniczym karczocha jest ziele (herba Cynarae scolymus) zbierane<br />
przed wytworzeniem czêœci generatywnych, a czasami tak¿e korzeñ [13, 32]. Do<br />
zwi¹zków wystêpuj¹cych w roœlinach karczocha o najwiêkszym znaczeniu zdrowotnym<br />
nale¿¹ m.in. cynaryna, kwasy (m.in. kawowy, chlorogenowy), flawonoidy,
92 E. Cieœlik, I. Gajda, K. Topolska<br />
sterole, witaminy, zwi¹zki mineralne [3]. Do zalet tego warzywa zaliczyæ mo¿na<br />
równie¿ nisk¹ zawartoœæ bia³ka oraz „amidow¹” postaæ glutyn, a tak¿e niemal<br />
ca³kowity brak t³uszczu [13].<br />
Karczoch stosowany jest powszechnie w zaburzeniach czynnoœci w¹troby oraz<br />
w leczeniu niestrawnoœci [33]. Kluczowymi sk³adnikami decyduj¹cymi o jego aktywnoœci<br />
s¹ kwas kawoilochinowy oraz flawony [2]. Cynaryna, czyli kwas 1,5-dikawoilochinowy<br />
wykazuje dzia³anie ¿ó³ciotwórcze i ¿ó³ciopêdne, pobudza regeneracjê<br />
mi¹¿szu w¹troby, przeciwdzia³a st³uszczeniu tego organu [3].<br />
Ekstrakt z karczocha wykazuje w³aœciwoœci hipolipidemiczne. Lupatelli i in. [21]<br />
poddali doœwiadczeniu pacjentów z umiarkowan¹ hiperlipidemi¹, podaj¹c im mro¿ony<br />
sok z karczocha. Zaobserwowali, ¿e u tych osób nast¹pi³o obni¿enie poziomu<br />
cholesterolu ca³kowitego oraz frakcji LDL [22].<br />
Karczoch stanowi dobre Ÿród³o naturalnych antyoksydantów, takich jak kwasy<br />
hydrocynamonowe i flawony [14]. Równie¿ kwas chlorogenowy wykazuje bardzo<br />
du¿e dzia³anie przeciwutleniaj¹ce (tzw. wymiatacz wolnych rodników). Jest to na tyle<br />
istotne, i¿ obecnie uwa¿a siê stres oksydacyjny i stan zapalny za wa¿ne czynniki<br />
odpowiedzialne za powstanie mia¿d¿ycy. Zapolska-Downar i in. [34] wykazali, ¿e<br />
ekstrakt z karczocha znacz¹co przeciwdzia³a stresowi oksydacyjnemu wywo³anemu<br />
przez mediatory stanu zapalnego w wyhodowanych komórkach œródb³onka i monocytach.<br />
Jimenez-Escrig i in. [14], badaj¹c wp³yw jadalnych czêœci karczocha na<br />
zmiany obrony antyoksydacyjnej w organizmie szczurów z wykorzystaniem wybranych<br />
biomarkerów -DPPH(*) i FRAP, potwierdzili ich ochronne dzia³anie w warunkach<br />
in vivo. Antyoksydacyjne i zabezpieczaj¹ce w³aœciwoœci ekstraktów z karczocha<br />
zaobserwowa³ równie¿ Gebhardt [11], wykonuj¹c doœwiadczenia z zastosowaniem<br />
kultur hepatocytów szczura.<br />
Korzystne dla zdrowia w³aœciwoœci prebiotyczne karczoch zawdziêcza tak¿e<br />
obecnym w jego sk³adzie fruktanom. Inulina i fruktooligosacharydy (FOS) moduluj¹<br />
kluczowe funkcje fizjologiczne organizmu, zmieniaj¹ sk³ad mikroflory jelitowej,<br />
a w efekcie mog¹ odegraæ rolê w ograniczaniu stopnia ryzyka wyst¹pienia wielu<br />
schorzeñ, jak niektóre typy nowotworów czy wrzodziej¹ce zapalenie okrê¿nicy [16,<br />
24]. Badania przeprowadzone przez Cieœlik i Kopeæ [4], Delzenne i Kok [6], Kok i in.<br />
[17] oraz Prostak i in. [25] potwierdzi³y znacz¹cy wp³yw fruktanów na obni¿enie<br />
poziomu triglicerydów, jak równie¿ glukozy w surowicy krwi szczurów. Wp³ywaj¹<br />
one równie¿ korzystnie na biodostêpnoœæ niektórych sk³adników mineralnych, szczególnie<br />
wapnia [15].<br />
We Francji, Hiszpanii czy W³oszech karczoch uznawany jest za cenne i zdrowe<br />
warzywo o niskiej kalorycznoœci (20 kcal · 100 g –1 ) [13]. Jego podstawowy sk³ad<br />
chemiczny przedstawiono w tabeli 1.<br />
W Polsce do roku 2002 zarejestrowano 14 preparatów zawieraj¹cych wyci¹g<br />
z karczocha, wœród których najczêœciej wymienia siê: Cynarex, Cynarein, Normanol,<br />
Cholagoga II, Sklerosan [8].
Tabela 1. Wartoœæ od¿ywcza karczocha (w 100 g serc) [cyt. za 31]<br />
Sk³adnik Zawartoœæ<br />
Woda 86,5 g<br />
Bia³ko 2,8 g<br />
Wêglowodany 9,9 g<br />
T³uszcz 0,2 g<br />
Witamina C 8 mg<br />
Witamina A 150 mg<br />
Ca 51 mg<br />
Fe 1,1 mg<br />
P 69 mg<br />
Na 30 mg<br />
K 310 mg<br />
Karczoch … 93<br />
Mo¿liwoœci wykorzystania karczocha w ¿ywieniu<br />
Czêœci¹ jadaln¹ karczocha jest miêsiste dno kwiatowe oraz dolna czêœæ kielicha.<br />
Mog¹ byæ one spo¿ywane na surowo, w postaci sa³atek oraz ró¿nych dañ gotowanych,<br />
sma¿onych, jak równie¿ marynat [32]. Karczoch dobrze komponuje siê z anchois,<br />
bazyli¹, jajkami, cytryn¹, parmezanem, pomidorami. Najpopularniejszym sposobem<br />
jedzenia ugotowanych karczochów jest odrywanie p³atków, maczanie ich w sosie, np.<br />
zio³owym, i wysysanie, poczynaj¹c od nasady. Natomiast we W³oszech m³ode g³ówki<br />
kwiatowe po ugotowaniu zalewane s¹ oliw¹ i w ten sposób przechowywane.<br />
W trakcie obróbki karczocha nale¿y pamiêtaæ, i¿ jest on produktem bardzo<br />
nietrwa³ym i mo¿e byæ przechowywany po ugotowaniu nie d³u¿ej ni¿ 24 godziny,<br />
gdy¿ póŸniej powstaje na nim szkodliwa sinawa pleœñ zwana bremi¹ [3]. Sam proces<br />
przygotowywania do spo¿ycia jest bardzo pracoch³onny. W pierwszej kolejnoœci<br />
nale¿y usun¹æ kolczaste ³uski i wyczyœciæ wnêtrze kwiatostanu z cieniutkich w³osków.<br />
Warzywa te szybko ciemniej¹, dlatego musz¹ byæ skropione sokiem z cytryny<br />
[23]. Gotowanie odbywa siê we wrz¹cej, osolonej, lekko zakwaszonej i os³odzonej<br />
wodzie [18].<br />
Nale¿y jednak pamiêtaæ, ¿e w rzadkich przypadkach surowy karczoch u osób<br />
nadwra¿liwych mo¿e wywo³aæ gwa³towne reakcje uczuleniowe, a tak¿e nasilaæ<br />
odczyny skórne zwi¹zane z ekspozycj¹ na promieniowanie ultrafioletowe [3]. Równie¿<br />
chorzy na kamicê nerkow¹ pochodzenia moczanowego nie powinni go spo¿ywaæ<br />
ze wzglêdu na agregacjê moczanów, której sprzyja kwaœny odczyn roœliny [13].
94 E. Cieœlik, I. Gajda, K. Topolska<br />
Podsumowanie<br />
Karczoch jest warzywem charakteryzuj¹cym siê licznymi w³aœciwoœciami prozdrowotnymi,<br />
m.in. hipolipidemicznymi, przeciwutleniaj¹cymi, prebiotycznymi oraz<br />
stosunkowo du¿¹ zawartoœci¹ witaminy A oraz potasu. Ze wzglêdu na zastosowanie<br />
w zio³olecznictwie otrzyma³ tytu³ roœliny leczniczej 2000 roku podczas uroczystoœci<br />
Œwiêta Zielarza w Dobrzycy. Stanowi on rzadki przyk³ad po³¹czenia wykwintnego<br />
smaku i doskona³ego Ÿród³a cennych sk³adników. Szkoda, ¿e ze wzglêdu na stosunkowo<br />
wysok¹ cenê karczoch nie jest czêsto spo¿ywany. Szczegó³owe badania dotycz¹ce<br />
sk³adu chemicznego oraz w³aœciwoœci prozdrowotnych tego warzywa umo¿liwi¹<br />
jego rozpowszechnienie. Dalsze badania nad karczochem powinny dotyczyæ<br />
doboru warunków klimatyczno-glebowych i uprawy, zmierzaj¹cych do optymalizacji<br />
poziomu zawartoœci wa¿nych dla naszego zdrowia sk³adników.<br />
Literatura<br />
[1] Bianco V.V. 2005. Present situation and future potential of artichoke in the Mediterranean Basin. Proceedings<br />
of the 4th International Congress on Artichoke. Acta Horti. 681.<br />
[2] Bilia A.R., Bergonzi M.C., Mazzi G., Vincieri F.F. 2002. Analysis and stability of the constituents of artichoke<br />
and St. Jonh’s wort tinctures by HPLC-DAD and HPLC-MS. Drug Dev. Ind. Pharm. 28(5): 609–619.<br />
[3] Burdzenia O. 2001. Karczoch – roœlin¹ lecznicz¹ roku 2000. Wiad. Ziel. 3: 3–5.<br />
[4] Cieœlik E., Kopeæ A. 2001. Wp³yw dodatku m¹czki z topinamburu na poziom glukozy w surowicy krwi<br />
szczurów doœwiadczalnych. ¯yw. Cz³ow. Metab. XXVIII, suppl.: 963–967.<br />
[5] Cravero V.P., Lopez Anido F.S., Asprelli P.D., Cointry E.L. 2004. Diallel analysis for traits of economic<br />
importance in globe artichoke (Cynara scolymus). New Zealand J. Crop Hort. Sci. 32: 159–165.<br />
[6] Delzenne N.M., Kok N.N. 1999: Biochemical basis of oligofructose – inducted hypolipidemia in animal<br />
models. J. Nutr. 129(3): 1467S.<br />
[7] De Vos N.E. 1992. Artichoke production in California. HortTechnol. 2(4): 438–444.<br />
[8] Dobromilska R. 2002. Kardy i karczochy. Dzia³kowiec 8: 50.<br />
[9] Ehrendorfer F., Sitte P., Zigler H., Bresinsky A. 1998. Strasburger Lehrbuch der Botanik (34. Auflage).<br />
Spektrum akademischer Verlag, Heidelberg/ Berlin 798.<br />
[10] Francois L.E. 1995. Salinity effects on bud yield and vegetative growth of artichoke (Cynara scolymus L.).<br />
HortSci. 30(1): 69–71.<br />
[11] Gebhardt R. 1997. Antioxidative and protective properties of extracts from leaves of the artichoke (Cynara<br />
scolymus L.) against hydroperoxide-induced oxidative stress in cultured rat hepatocytes. Toxicol. Appl.<br />
Pharmacol 144 (2):297-86.<br />
[12] Grote D., Walter E., Schmidt R. 2001. Anbau von Artischocken in Norddeutschland. Gemüse 6: 10–12.<br />
[13] Hojden B. 1994. Delikatny przysmak ukryty w kolcach. Wiad. Ziel. 10: 11–13.<br />
[14] Jimenez-Escrig A., Dragsted L.O., Daneshvar B., Pulido R., Saura-Calixto F. 2003. In vitro antioxidant<br />
activities of edible artichoke (Cynara scolymus L.) and effect on biomarkers of antioxidants in rats. J. Agric.<br />
Food Chem. 51(18): 5540–5545.<br />
[15] Karczmarewicz E., Skorupa E., Lorenc R.S. 2002. Wp³yw probiotyków i prebiotyków na gospodarkê wapniowo-fosforanow¹<br />
i metabolizm kostny. Pediatria Wspó³cz., Gastroent., Hepatol. ¯yw. Dziecka 4(1): 63–69.<br />
[16] Kleessen B., Hartmann L., Blaut M. 2001. Oligofructose and long-chain inulin: influence on the gut microbial<br />
ecology of rats associated with a human faecal flora. Brit. J. Nutr. 86(2): 291–300.<br />
[17] Kok N., Roberfroid M., Delzenne N. 1998. Systemic effects of nondigestible fructoooligosaccharides in rats.<br />
Functional properties of non-digestible carbohydrates. INRA, Nantes 123–125.<br />
[18] Kunicki E., Sendor A. 1996. Karczoch warzywo dekoracyjne i lecznicze. Dzia³kowiec 5: 13.
Karczoch … 95<br />
[19] Leksykon roœlin leczniczych 1990. Pod redakcj¹ A. Rumiñskiej i A. O¿arowskiego. PWRiL, Warszawa.<br />
[20] Lopez-Molina D., Navarro-Martinez M.D., Rojas Melgarejo F., Hiner A.N., Chazara S., Rodriguez-Lopez J.N.<br />
2005. Molecular properties and prebiotic effect of inulin obtained from artichoke (Cynara scolymus L.)<br />
Phytochem. 66(12): 1476–1484.<br />
[21] Lupatelli G., Marchesi S., Lombardini R., Roscini A.R., Trinca F., Gemelli F., Vaudo G., Mannarino E. 2004.<br />
Artichoke juice improves endothelial function in hyperlipidemia. Life Sci. 76(7): 775–82.<br />
[22] Lutomski J. 2000. Karczoch – roœlina spo¿ywcza i lecznicza. Zdrowa ¯ywnoœæ, Zdrowy Styl ¯ycia 4(50): 14–15.<br />
[23] Podczaska A. 1999. Rarytasy ukryte w kolcach. Dzia³kowiec 8: 46.<br />
[24] Pool-Zobel B., Loo J., van, Rowland J., Roberfroid M. 2002. Review of experimental evidence investigating the<br />
potential of prebiotic carbohydrates inulin and oligofructose to reduce the risk of colon cancer. Brit. J. Nutr. 87:<br />
273–281.<br />
[25] Prostak A., Cieœlik E., Pisulewski P.M., Praznik W. 2001. The effects of dietary inulin on serum triacylglicerol<br />
(TAG) concentration in rats. Annals Nutr. Metab. 45(1): 78.<br />
[26] Rangarajan A., Ingall B.A., Zeppelin V. 2000. Vernalization strategies to enhance production of annual globe<br />
artichoke. Hort. Technol. 10(3): 585–588.<br />
[27] Ryall A.L., Lipton W.J. 1979. Handling, transportation, and storage of fruits and vegetables. Vol. 1. Vegetables<br />
and melons. AVI, Westport, Conn.<br />
[28] Ryder P. 1983. The globe artichoke. Hortic. Sci. 18(5), suppl.: 646–653.<br />
[29] Vogel G. 1996. Handbuch des speziellen Gemüsebaus. Verlag Eugen Ulmer: 134–137.<br />
[30] Welbaum G.E. 1994. Annual culture of globe artichoke from seed in Virginia. HortTechnol. 4(2): 147–149.<br />
[31] Winiarska S. 2005. Karczoch zwyczajny – warzywo o w³aœciwoœciach leczniczych. Herba Polonica 51. suppl. 1: 79.<br />
[32] Winiarska S. 2006. Wp³yw sposobu zak³adania plantacji na wzrost i rozwój karczocha zwyczajnego (Cynara<br />
scolymus L.). Acta Agrophysica 8(3): 745–753.<br />
[33] Wittemer S.M., Ploch M., Windeck T., Muller S.C. Drewelow B., Derendorf H., Veit M. 2005. Bioavailability<br />
and pharmacokinetics of caffeoylquinic acids and flavonoids after oral administration of artichoke leaf extracts<br />
in humans. Phytomed. 12(1–2): 28–38.<br />
[34] Zapolska-Downar D., Zapolski-Downar A., Naruszewicz M., Siennicka A., Krasnodêbska B., Ko³odziej B.<br />
2002. Protective properties of artichoke (Cynara scolymus L.) against oxidative stress induced in cultured<br />
endothelial cells and monocytes. Life Sci. 1, 71(24): 2897–2908.<br />
Artichoke – vegetable with high nutritive<br />
and medicinal qualities<br />
Key words: artichoke, botanical characteristic, cultivation, healing values<br />
Summary<br />
Artichoke (Cynara scolymus L.), vegetable which belongs to the family Compositae<br />
(Asteraceae), is more and more popular among healthy lifestyles followers. At<br />
present, it is treated exclusively as culture, especially in Mediterranean Region. Its<br />
reproduction is both from seeds and sprouts, but in Poland – because of long<br />
vegetation period – it is necessary to produce it from seedlings. Harvest begins in<br />
August, and it lasts to the end of September. Medicinal material of artichoke is herb<br />
(Herba Cynarae scolymus), and sometimes roots. It is valuable for its medicinal<br />
qualities: it is indicated for slight liver disorders, as it contains cinnarin which<br />
stimulates bile secretion. For its low sugar content, it can also be eaten by diabetics. It
96 E. Cieœlik, I. Gajda, K. Topolska<br />
shows also hipolipidemic and antioxidative effects, and because of fructans – prebiotic,<br />
too.<br />
The consumption of artichoke is valuable complement of diet, so it should be on<br />
our tables as often as possible. The compounds with benefit effect on health, which are<br />
composition parts of this vegetable are: cinarin, some organic acids (f.e. chlorogenic),<br />
flavonoids, sterols, vitamins, mineral salts.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 97–106<br />
Warunki gospodarowania i struktura dochodów<br />
a rentownoœæ kapita³u w³asnego<br />
gospodarstwa rolnego<br />
Wojciech Józwiak, Jolanta JuŸwiak, Marek Zieliñski<br />
Instytut Ekonomiki Rolnictwa i Gospodarki ¯ywnoœciowej<br />
– Pañstwowy Instytut Badawczy w Warszawie<br />
ul. Œwiêtokrzyska 20, 00-002 Warszawa<br />
e-mail: jozwiak@ierigz.waw.pl<br />
S³owa kluczowe: gospodarstwa rolne, rentownoœæ kapita³u w³asnego,<br />
efektywnoϾ ekonomiczna<br />
Uwagi wstêpne<br />
Rentownoœæ kapita³u w³asnego jest istotn¹ przes³ank¹ okreœlaj¹c¹ sk³onnoœæ<br />
rolników do powiêkszania i modernizacji gospodarstw. Nie jest to zagadnienie b³ahe,<br />
poniewa¿ nasze gospodarstwa bêd¹ musia³y inwestowaæ, w zwi¹zku z postêpuj¹cymi<br />
zmianami klimatu, w urz¹dzenia nawadniaj¹ce i odwadniaj¹ce 1 , dro¿ej¹c¹ pracê<br />
najemn¹ (bêdzie ona musia³a byæ zastêpowana bardziej wydajnymi œrodkami technicznymi)<br />
i ogólnounijnymi wymogami zwi¹zanymi ze spe³nieniem minimum rolnoœrodowiskowego<br />
(cross compliance). Nie mamy jednak wiedzy o rentownoœci kapita-<br />
³u w³asnego lokowanego przez rolników w u¿ytkowane przez siebie gospodarstwa,<br />
mimo ¿e w drugim kwartale 2004 roku nast¹pi³a znacz¹ca zmiana ekonomicznych<br />
warunków gospodarowania w polskim rolnictwie 2 . Jaka jest wiêc w nowej sytuacji<br />
rentownoœæ tego kapita³u?<br />
1 Tworzy siê w Polsce klimat, który cechuje wystêpowanie w czasie lata d³ugotrwa³ych<br />
posuch przerywanych z rzadka ulewnymi deszczami.<br />
2 Analiz¹ rentownoœci kapita³u w³asnego w gospodarstw rolnych powsta³ych z maj¹tku<br />
Skarbu Pañstwa zajmowali siê m.in. J. Zió³kowska, T. Czekaj i A. Kagan w opracowaniu<br />
pt. „Efektywnoœæ gospodarowania w populacjach próbnych”, które jest czêœci¹ pracy<br />
zbiorowej wykonanej pod kier. J.�Kulawika i W. Józwiaka [5].
98 W. Józwiak, J. JuŸwiak, M. Zieliñski<br />
To opracowanie zawiera próbê udzielenia odpowiedzi na powy¿sze pytanie.<br />
Analizowana jest rentownoœæ kapita³u w³asnego osób fizycznych – producentów<br />
rolnych w zale¿noœci od dwóch istotnych uwarunkowañ. Pierwszym z nich jest jakoœæ<br />
warunków przyrodniczo-demograficznych, w których gospodarstwa funkcjonuj¹,<br />
drugim zaœ struktura Ÿróde³ dochodu rodzin producentów rolnych. Gospodarstwa<br />
rolne s¹ bowiem silnie uzale¿nione od warunków przyrodniczych. Czerpanie natomiast<br />
dochodów przez rodziny g³ównie z prowadzonego gospodarstwa powinno<br />
(przynajmniej z za³o¿enia) znajdowaæ wyraz w wiêkszej efektywnoœci œrodków<br />
pochodz¹cych z w³asnego kapita³u, podczas gdy osi¹ganie przez rodzinê rolnicz¹<br />
du¿ych dodatkowych dochodów spoza posiadanego gospodarstwa mo¿e zmniejszaæ<br />
zainteresowanie efektywnoœci¹ inwestowanego kapita³u w³asnego.<br />
�ród³em danych empirycznych, które maj¹ wskazaæ na ewentualne ró¿nice<br />
rentownoœci kapita³u w³asnego pomiêdzy tak wydzielonymi grupami gospodarstw<br />
rolnych s¹ wyniki monitoringu Polskiego FADN z 2005 roku. By³ to pierwszy pe³ny<br />
rok kalendarzowy, w�którym ujawni³y siê skutki ekonomiczne warunków gospodarowania<br />
zaistnia³e z chwil¹ zyskania przez nasz kraj cz³onkostwa Unii Europejskiej.<br />
Metoda postêpowania<br />
Do podzia³u analizowanej próby 11565 gospodarstw rolnych na dwie grupy<br />
wed³ug jakoœci przyrodniczo-demograficznych warunków gospodarowania wykorzystano<br />
podzia³ gmin na te, które cechuj¹ niekorzystne warunki gospodarowania<br />
(ONW) i gminy pozosta³e, o�warunkach korzystnych dla prowadzenia produkcji<br />
rolniczej. Analizowane gospodarstwa po³o¿one w pierwszej grupie gmin zosta³y<br />
zaliczone do gospodarstw o gorszych warunkach, pozosta³e zaœ do grupy o lepszych<br />
warunkach gospodarowania.<br />
Ka¿d¹ z grup gospodarstw wydzielonych wed³ug jakoœci warunków gospodarowania<br />
podzielono nastêpnie na dwie czêœci, zale¿nie od roli, jak¹ pe³ni dochód<br />
z gospodarstwa rolnego w ³¹cznych dochodach producenta rolnego i cz³onków jego<br />
rodziny. Wykorzystano do tego celu informacjê o op³acaniu sk³adki ubezpieczenia<br />
spo³ecznego w Kasie Rolniczego Ubezpieczenia Spo³ecznego (KRUS) przez producenta<br />
b¹dŸ inn¹ osobê z rodziny producenta lub te¿ innego domownika. Jest to<br />
œwiadectwem tego, ¿e praca w gospodarstwie rolnym jest dla tej osoby wa¿nym<br />
Ÿród³em utrzymania. Gdy zaœ ¿adna z osób zwi¹zanych z producentem wiêzami<br />
rodzinnymi lub wspólnym sto³owaniem nie by³a ubezpieczona w KRUS, wówczas<br />
przyjmowano, ¿e w tej sytuacji gospodarstwo jest dla rodziny tylko dodatkowym<br />
Ÿród³em dochodu. Dochody spoza gospodarstwa by³y bowiem na tyle du¿e, ¿e osoby<br />
czerpi¹ce te dochody mog³y byæ ubezpieczone poza KRUS.<br />
Wydzielono w ten sposób cztery nastêpuj¹ce grupy analizowanych gospodarstw:<br />
� o gorszych warunkach gospodarowania i z du¿ym udzia³em dochodów z gospodarstwa<br />
w ³¹cznych dochodach rodzin <strong>rolniczych</strong> (grupa A),
Warunki gospodarowania i struktura dochodów … 99<br />
� o gorszych warunkach gospodarowania i z ma³ym udzia³em dochodów z gospodarstwa<br />
rolnego w ³¹cznych dochodach rodzin <strong>rolniczych</strong> (grupa B),<br />
� o lepszych warunkach gospodarowania i z du¿ym udzia³em dochodów z produkcji<br />
rolniczej w ³¹cznych dochodach rodzin <strong>rolniczych</strong> (grupa C),<br />
� o lepszych warunkach gospodarowania i z ma³ym udzia³em dochodów z gospodarstwa<br />
rolnego w ³¹cznych dochodach rodzin <strong>rolniczych</strong> (grupa D).<br />
Gospodarstwa o gorszych warunkach gospodarowania s¹ w opracowaniu nazywane<br />
zamiennie gospodarstwami z ONW, tj. z obszarów o niskiej (ma³ej) wydajnoœci,<br />
a gospodarstwa z obszarów o lepszych warunkach – gospodarstwami pozosta³ymi. Te<br />
zaœ, które dostarczaj¹ producentom i ich rodzinom ca³oœæ lub du¿¹ czêœæ dochodów<br />
z prowadzonej produkcji rolniczej nazywane s¹ równie¿ gospodarstwami rozliczaj¹cymi<br />
siê z KRUS, pozosta³e zaœ gospodarstwami, które z KRUS nie rozliczaj¹ siê.<br />
Wydzielone grupy maj¹ ró¿n¹ liczebnoœæ. Grupa A liczy 4934 gospodarstwa,<br />
grupa B – 620, a grupy CiDodpowiednio 5311 i 700 gospodarstw.<br />
Rentownoœæ kapita³u w³asnego policzono kieruj¹c siê zmodyfikowanym nieco<br />
schematem analizy rentownoœci kapita³u w³asnego zaproponowanej przez Du Ponta<br />
(patrz praca zbiorowa wykonana pod kier. J. Kulawika i W. Józwiaka [5], str.<br />
118–123). Wynik finansowy (zysk netto) policzono natomiast jako ró¿nicê przychodów<br />
ogó³em i kosztów ogó³em. Przychody s¹ sum¹ wartoœci sprzedanych produktów<br />
(pomniejszon¹ o wartoœæ zakupionego obrotowego inwentarza ¿ywego) i spo¿ycia<br />
w³asnego rodziny, ró¿nicy zapasów oraz dop³at. Koszty ogó³em zaœ s¹ sum¹ wydatków<br />
na zakup œrodków obrotowych (bez kosztów zakupu obrotowego inwentarza<br />
¿ywego), op³aty obcych czynników produkcji, kwoty amortyzacji, ró¿nic zapasów<br />
i umownie naliczonych kosztów pracy w³asnej producenta rolnego i cz³onków jego<br />
rodziny w posiadanym gospodarstwie.<br />
Koszty pracy w³asnej producentów i cz³onków ich rodzin oszacowano przyjmuj¹c<br />
za³o¿enie, ¿e koszt 1 godziny pracy osoby z rolniczym wy¿szym, policealnym i<br />
œrednim wykszta³ceniem jest o 50% wiêkszy od op³aty parytetowej, z pozosta³ym<br />
wykszta³ceniem rolniczym jest równy op³acie parytetowej, z innym zaœ rodzajem<br />
wykszta³cenia jest równy œredniej op³acie pracy najemnej w rolnictwie. Znaj¹c<br />
strukturê poziomów wykszta³cenia producentów rolnych oszacowano na tej podstawie<br />
nastêpuj¹ce koszty 1 godziny pracy w³asnej w gospodarstwach ró¿nej wielkoœci 3 :<br />
3 T. Czekaj [1] obliczy³ na podstawie analizy funkcji dochodu z czynników produkcji, ¿e<br />
krañcowy dochód z pracy (po oddzieleniu dochodu z innych materialnych czynników<br />
produkcji) wyniós³ w 2005 roku w gospodarstwach warzywniczych i sadowniczych<br />
8,74 z³ za 1 godz., przy rozpiêtoœci tego parametru od 5,84 z³ za godz. w gospodarstwach<br />
o wielkoœci 2–4 ESU do 11,46 z³ za godz. w gospodarstwach o wielkoœci 40–100 ESU.<br />
Wynika z tego, ¿e przyjête w tym opracowaniu wynagrodzenie pracy w³asnej rolnika<br />
i cz³onków jego rodziny we w³asnym gospodarstwie by³o zbli¿one do dochodowoœci<br />
pracy, przynajmniej w gospodarstwach ogrodniczych.
100 W. Józwiak, J. JuŸwiak, M. Zieliñski<br />
2–4 ESU 7,56 z³ za godz.<br />
4–8 ESU 7,97 z³ za godz.<br />
8–16 ESU 8,45 z³ za godz.<br />
16–40 ESU 8,71 z³ za godz.<br />
40–100 ESU 8,98 z³ za godz.<br />
100 i wiêcej ESU 10,22 z³ za godz.<br />
Oszacowany koszt 1 godziny pracy w³asnej w analizowanych gospodarstwach<br />
rolnych wynosi³ zatem w 2005 roku od 87,2 do 118,0% op³aty parytetowej. Op³atê<br />
pracy w ponad parytetowej wysokoœci osi¹gnê³y jedynie gospodarstwa o wielkoœci co<br />
najmniej 16–40 ESU.<br />
Rentownoœæ kapita³u w³asnego obliczono jako iloraz wyniku finansowego i wartoœci<br />
kapita³u w³asnego (wartoœæ pasywów ogó³em pomniejszona o kwotê zad³u¿enia),<br />
a wielkoœæ gospodarstw wyra¿ono w ESU. Na wszelkie rachunki zbiorcze<br />
sporz¹dzone dla wy¿ej przedstawionych czterech grup gospodarstw z³o¿y³y siê<br />
szczegó³owe rachunki sporz¹dzone dla grup gospodarstw wyodrêbnionych wed³ug<br />
wielkoœci ekonomicznej.<br />
Rentownoœæ kapita³u w³asnego i jej uwarunkowania<br />
Liczby z tabeli 1 wskazuj¹, ¿e wielkoœæ gospodarstw (wyra¿ona w ESU) w wydzielonych<br />
grupach ró¿ni³a siê w 2005 roku od wielkoœci œredniej obliczonej dla ca³ej<br />
analizowanej próby. £atwo dostrzec, ¿e gospodarstwa z ONW by³y mniejsze od<br />
Tabela 1. Charakterystyka analizowanych grup gospodarstw rolnych w 2005 roku (wszystkie<br />
dane liczbowe przeliczono na 1 gospodarstwo rolne; œrednia a wielkoœæ z ca³ej analizowanej<br />
próby = 100)<br />
Mierniki i wskaŸniki Gospodarstwa<br />
z ONW i ze znaczeniem docho- z obszarów o lepszych warunkach<br />
dów z gospodarstwa dla rodziny i ze znaczeniem dochodów z gos-<br />
rolniczej<br />
podarstwa dla rodziny rolniczej<br />
du¿ym ma³ym du¿ym ma³ym<br />
WielkoϾ gospodarstwa b<br />
97,1 81,8 100,5 120,2<br />
Wartoœæ aktywów ogó³em 92,0 85,7 104,4 117,8<br />
Udzia³ kapita³u w³asnego<br />
w ³¹cznej wartoœci kapita³u<br />
100,7 99,8 99,8 99,8<br />
Techniczne wyposa¿enie pracy c 90,7 79,9 102,1 119,1<br />
Przychody ogó³em d<br />
87,9 81,7 99,7 130,7<br />
Koszty ogó³em e<br />
87,6 82,7 99,4 130,3<br />
w tym: koszty pracy w³asnej 101,4 97,5 102,2 98,9<br />
Wynik finansowy netto f<br />
90,6 74,7 101,6 133,1<br />
a œrednie arytmetyczne; b w ESU; c wartoœæ aktywów ogó³em do nak³adów pracy;<br />
d w przychodach ogó³em uwzglêdniono m.in. dop³aty; e koszty ogó³em zawieraj¹ m.in. umownie<br />
naliczon¹ op³atê pracy w³asnej producenta rolnego i�cz³onków jego rodziny w gospodarstwie<br />
f ró¿nica przychodów ogó³em i kosztów ogó³em<br />
�ród³o: obliczenia w³asne sporz¹dzone na podstawie wyników monitoringu Polskiego FADN
Warunki gospodarowania i struktura dochodów … 101<br />
gospodarstw po³o¿onych na terenach o lepszych warunkach. Zwraca ponadto uwagê<br />
ró¿nica (38,4 punktów procentowych) dziel¹ca œrednie wielkoœci gospodarstw, które<br />
dostarczaj¹ tylko czêœæ swych dochodów swym producentom i ich rodzinom oraz<br />
domownikom, lecz znajduj¹ siê w odmiennych jakoœciowo warunkach.<br />
Wartoœæ aktywów ogó³em by³a nie tylko skorelowana z wielkoœci¹ gospodarstw,<br />
ale tak¿e ze struktur¹ dochodów czêœci rodzin producentów. Gospodarstwa, które<br />
dostarcza³y mniejsz¹ czêœæ ³¹cznych dochodów rodzin producentów rolnych wyró¿nia³y<br />
nieco mniejsze koszty pracy w³asnej, co jest logiczne i nie dziwi, a te które<br />
znajdowa³y siê w lepszych warunkach zastêpowa³y (substytuowa³y) pracê kapita³em.<br />
Gospodarstwa analizowanych grup w ma³ym stopniu ró¿ni³y siê udzia³em kapita³u<br />
w³asnego w ogólnych zasobach kapita³u. Inne wielkoœci podane w tabeli 1 by³y<br />
natomiast skorelowane z wielkoœci¹ gospodarstw: im wiêksze by³o gospodarstwo,<br />
tym wiêksze by³y przychody i koszty ogó³em, a tak¿e wynik finansowy netto.<br />
Tabela 2 z kolei zawiera elementy analizy efektywnoœci funkcjonowania analizowanych<br />
gospodarstw rolnych. Z zestawionych w tabeli liczb wynika, ¿e gospodarstwa<br />
o�lepszych warunkach gospodarowania tylko w czêœci przypadków wyró¿nia³y siê<br />
w 2005 roku wiêksz¹ rentownoœci¹ kapita³u w³asnego. Spostrze¿enie to potwierdzaj¹<br />
poœrednio ustalenia J. JuŸwiak [3] oparte na materiale empirycznym z 2004 roku.<br />
Zastanawiaj¹ te¿ inne spostrze¿enia. Gospodarstwa, które dostarcza³y wiêkszoœci<br />
dochodów rodzinie rolniczej ró¿ni³y siê w mniejszym stopniu pod charakteryzowanym<br />
wzglêdem, niezale¿nie od tego czy znajdowa³y siê na ONW, czy te¿ na obszarach<br />
o korzystniejszych warunkach.<br />
Tabela 2. Efektywnoœæ funkcjonowania analizowanych grup gospodarstw rolnych w�2005<br />
roku (dane liczbowe przeliczone na 1 gospodarstwo rolne; œrednia a wielkoœæ z ca³ej analizowanej<br />
próby = 100)<br />
WskaŸniki Gospodarstwa<br />
z ONW i ze znaczeniem docho- z obszarów o lepszych warunkach i<br />
dów z gospodarstwa dla rodziny ze znaczeniem dochodów z gos-<br />
rolniczej<br />
podarstwa dla rodziny rolniczej<br />
du¿ym ma³ym du¿ym ma³ym<br />
Rentownoœæ przychodów b<br />
103,3 91,7 102,5 102,5<br />
Rotacja aktywów c<br />
96,8 96,8 95,5 111,0<br />
Rentownoœæ kapita³u w³asnego d<br />
98,7 88,4 97,6 114,8<br />
a œrednie arytmetyczne; b relacja wyniku finansowego netto do przychodów ogó³em; c . relacja<br />
przychodów ogó³em do wartoœci aktywów ogó³em; d relacja wyniku finansowego netto do<br />
wartoœci maj¹tku w³asnego<br />
�ród³o: jak w tabeli 1.<br />
Bardzo ró¿ni³y siê natomiast gospodarstwa, które dostarcza³y tylko czêœci dochodów<br />
rodzinom rolniczym, a znajdowa³y siê w odmiennych warunkach, przy czym te<br />
z ONW cechowa³a znacznie mniejsza efektywnoœæ gospodarowania. Odró¿nia³a je<br />
bowiem od gospodarstw znajduj¹cych siê w lepszych warunkach mniejsza rentow-
102 W. Józwiak, J. JuŸwiak, M. Zieliñski<br />
noœæ przychodów ogó³em i�wolniejsza rotacja aktywów. Nie doœæ wiêc, ¿e gospodarstwa<br />
te osi¹ga³y mniejszy wynik finansowy netto z jednostki przychodów ogó³em,<br />
to w dodatku wymaga³y one wiêkszej wartoœci maj¹tku (aktywów ogó³em) na<br />
wytworzenie jednostki wartoœci tych przychodów. Nic zatem dziwnego, ¿e rentownoœæ<br />
kapita³u w³asnego by³a w nich znacz¹co mniejsza ni¿ w�gospodarstwach o lepszych<br />
warunkach gospodarowania.<br />
Sk¹d wziê³y siê tak du¿e ró¿nice w rentownoœci kapita³u w³asnego w gospodarstwach<br />
z ONW i z obszarów pozosta³ych, które by³y Ÿród³em dodatkowego dochodu dla<br />
rodzin <strong>rolniczych</strong>? Wœród przyczyn tego zjawiska mog³a byæ sygnalizowana w tabeli<br />
1 ich mocno zró¿nicowana wielkoœæ oraz ograniczone zasoby pracy, które wszak¿e<br />
w gospodarstwach znajduj¹cych siê w lepszych warunkach by³y zastêpowane kapita-<br />
³em, ale mog³y te¿ byæ inne przyczyny.<br />
W tabeli 3 przedstawiono strukturê produkcji (nastawienie produkcyjne) gospodarstw.<br />
Z liczb tych wynika, ¿e gospodarstwa z ONW wyró¿nia wiêkszy (o 15 p.p.)<br />
udzia³ gospodarstw specjalizuj¹cych siê w chowie ró¿nych gatunków i grup zwierz¹t<br />
(krowy, inne gatunki i grupy wiekowe prze¿uwaczy, trzoda chlewna, drób) lub<br />
z mieszan¹ roœlinn¹ i zwierzêc¹ produkcj¹. Jest to ca³kiem zrozumia³e. Produkcja<br />
zwierzêca to nie tylko efekty w postaci dodatkowego dochodu. To tak¿e mo¿liwoœæ<br />
zapewnienia dostatecznego poziomu nawo¿enia organicznego, co szczególnie w warunkach<br />
gleb gorszej jakoœci pozwala uzyskiwaæ niez³e i wyrównane z roku na rok<br />
plony uprawianych roœlin. Warto podkreœliæ, ¿e do podobnego wniosku doszed³<br />
M.�Zieliñski [4], który jednak korzysta³ w swej analizie z materia³ów empirycznych<br />
dotycz¹cych 2004 roku.<br />
Tabela 3. Nastawienie produkcyjne w gospodarstwach rolnych analizowanych grup w�2005<br />
roku (³¹czna liczba gospodarstw w grupie = 100)<br />
Nastawienie produkcyjne<br />
gospodarstw<br />
Udzia³ gospodarstw [%]<br />
z ONW i ze znaczeniem dochodów<br />
z gospodarstwa dla rodziny<br />
rolniczej<br />
z obszarów o lepszych warunkach<br />
i ze znaczeniem dochodów z gospodarstwa<br />
dla rodziny rolniczej<br />
du¿ym ma³ym du¿ym ma³ym<br />
Z dominacj¹ produkcji roœlinnej a<br />
18,4 20,7 36,7 35,6<br />
Z dominacj¹ produkcji zwierzêcej b 41,4 38,7 25,5 24,6<br />
Z mieszan¹ roœlinn¹ i zwierzêc¹<br />
produkcj¹ c<br />
40,2 40,6 37,8 39,8<br />
a typy: 13,14, 20, 32 i 60; b typy: 41,42, 43, 44, 45 i 50; c typy: 70 i 80<br />
�ród³o: jak w tabeli 1.<br />
Zestawienie liczb zawartych w tabeli 4 z liczbami z tabeli 3 pozwala uszczegó³owiæ<br />
wczeœniejsze spostrze¿enia, które dotycz¹ gospodarstw dostarczaj¹cych rodzinom rolniczym<br />
czêœci dochodów. Te gospodarstwa, które s¹ po³o¿one na ONW odró¿niaj¹ siê najmniejsz¹<br />
wielkoœci¹ spoœród analizowanych grup gospodarstw i to niezale¿nie od tego czy<br />
nastawione s¹ na produkcjê roœlinn¹, zwierzêc¹, czy te¿ mieszan¹, roœlinno-zwierzêc¹.
Warunki gospodarowania i struktura dochodów … 103<br />
Tabela 4. Wielkoœæ gospodarstw [ESU] o ró¿nej strukturze produkcji w analizowanych grupach<br />
w�2005 roku (dane liczbowe przeliczone na 1 gospodarstwo rolne; œrednia wielkoœæ<br />
z ca³ej analizowanej próby = 100)<br />
Nastawienie produkcyjne Gospodarstwa<br />
gospodarstw<br />
z ONW i ze znaczeniem docho- z obszarów o lepszych warunkach<br />
dów z gospodarstwa dla rodziny i ze znaczeniem dochodów z gos-<br />
rolniczej<br />
podarstwa dla rodziny rolniczej<br />
du¿ym ma³ym du¿ym ma³ym<br />
Z dominacj¹ produkcji roœlinnej a<br />
112,1 68,3 104,6 93,2<br />
Z dominacj¹ produkcji zwierzêcej b 117,7 112,3 118,2 154,4<br />
Z mieszan¹ roœlinn¹ i zwierzêc¹<br />
produkcj¹ c<br />
74,7 67,3 86,6 109,4<br />
a typy: 13,14, 20, 32 i 60; b typy: 41,42, 43, 44, 45 i 50; c typy: 70 i 80;<br />
�ród³o: jak w tabeli 1.<br />
Tymczasem gospodarstwa dostarczaj¹ce czêœci dochodów rodzinom rolniczym,<br />
ale po³o¿one na obszarach o lepszych warunkach postêpuj¹ odmiennie. Te z produkcja<br />
roœlinn¹ s¹ tylko niewiele mniejsze od œredniej wielkoœci gospodarstwa w ca³ej<br />
analizowanej próbie, te zaœ z dominacj¹ produkcji zwierzêcej rozwijaj¹ tê produkcjê<br />
na jak najwiêksz¹ skalê. Równie¿ gospodarstwa z mieszan¹ roœlinno-zwierzêc¹<br />
produkcj¹ s¹ wiêksze od œredniej wielkoœci gospodarstw o tym samym sposobie<br />
organizowania produkcji w trzech pozosta³ych analizowanych grupach. Gospodarstwa<br />
z obszarów o�lepszych warunkach gospodarowania, które uzupe³niaj¹ jedynie<br />
³¹czne dochody rodziny rolniczej nastawiaj¹ siê wiêc w mniejszym stopniu na<br />
produkcjê zwierzêc¹, ale jeœli ju¿ to czyni¹, to prowadz¹ j¹ na mo¿liwie najwiêksz¹<br />
skalê, co wywiera korzystny wp³yw na ich efektywnoœæ gospodarowania.<br />
Przedstawione wy¿ej spostrze¿enia sugeruj¹, ¿e przyczyn¹ zró¿nicowania rentownoœci<br />
kapita³u w³asnego miêdzy gospodarstwami analizowanych grup mo¿e byæ<br />
odmienna struktura wielkoœciowa gospodarstw. Analizowane gospodarstwa o wielkoœci<br />
2–4 ESU i 4–8 ESU odró¿niaj¹ siê bowiem ujemn¹ rentownoœci¹ kapita³u<br />
w³asnego, a w gospodarstwach wielkoœci 8–16 ESU odpowiedni wskaŸnik waha od<br />
–2,4% do 1,5%. Dopiero w gospodarstwach wielkoœci 16–40 ESU wskaŸnik rentownoœci<br />
kapita³u w³asnego przyjmuje wartoœci powy¿ej zera, a wielkoœæ tego<br />
wskaŸnika mieœci siê w granicach od 0,6% do 18,9%. Spostrze¿enie to potwierdza<br />
poni¿sze zestawienie, które wskazuje na ró¿nice pomiêdzy wielkoœciami wskaŸnika<br />
rentownoœci kapita³u w³asnego w gospodarstwach poszczególnych grup wielkoœciowych<br />
a œredni¹ wielkoœci¹ wskaŸnika obliczon¹ dla ca³ej badanej próby:<br />
2–4 ESU –13,7 p.p.<br />
4–8 ESU –9,0 p.p.<br />
8–16 ESU –4,1 p.p.<br />
16–40 ESU 3,2 p.p.<br />
40–100 ESU 8,0 p.p.<br />
100 i wiêcej ESU 15,6 p.p.
104 W. Józwiak, J. JuŸwiak, M. Zieliñski<br />
Tabela 5. Struktura wielkoœci gospodarstw analizowanych grup w�2005 roku (³¹czna liczba<br />
gospodarstw w grupie = 100)<br />
WielkoϾ Gospodarstwa<br />
gospodarstw<br />
[ESU] z ONW i ze znaczeniem dochodów<br />
z gospodarstwa dla rodziny rolniczej<br />
z obszarów o lepszych warunkach i ze znaczeniem<br />
dochodów z gospodarstwa dla rodziny rolniczej<br />
du¿ym ma³ym du¿ym ma³ym<br />
do 16 60,5 68,5 57,8 63,4<br />
16 i wiêcej 39,5 31,5 42,2 36,6<br />
�ród³o: jak w tabeli 1.<br />
Analizowane cztery grupy gospodarstw rolnych ró¿ni³ udzia³ gospodarstw o wielkoœci<br />
do 16 ESU (tab. 5). By³ on najwiêkszy w gospodarstwach z ONW, które dostarcza³y<br />
rodzinom rolniczym tylko czêœci dochodów, a najmniejszy w gospodarstwach<br />
z obszarów o lepszych warunkach, które dostarcza³y rodzinom rolniczym wszystkie<br />
lub znacz¹c¹ czêœæ dochodów. Ró¿nica tego udzia³u pomiêdzy gospodarstwami obu<br />
porównanych grup wynosi³a 10,7 p.p., podczas gdy w przypadku pozosta³ych dwóch<br />
grup tylko 1,3 p.p. Najwiêksza ró¿nica (26,4%) wskaŸnika rentownoœci kapita³u<br />
w³asnego (patrz tab. 2) mia³a jednak miejsce miêdzy gospodarstwami dostarczaj¹cymi<br />
rodzinom rolniczym tylko czêœæ dochodów, które dzia³a³y wszak¿e na obszarach<br />
o zró¿nicowanej jakoœci. Z tego porównania p³ynie wiêc wniosek, ¿e udzia³<br />
mniejszych gospodarstw (do 16 ESU) w analizowanych grupach mia³ ograniczony<br />
wp³yw na rentownoœæ kapita³u w³asnego. By³ on zapewne w znacznym stopniu<br />
skorelowany ze œredni¹ wielkoœci¹ gospodarstw mierzon¹ w ESU, o którym pisano<br />
wczeœniej.<br />
Wnioski<br />
Polskie gospodarstwa rolne osób fizycznych o wielkoœci 2 i wiêcej ESU cechuje<br />
zró¿nicowana rentownoœæ kapita³u w³asnego zainwestowanego przez rolników w posiadanych<br />
gospodarstwach. Najwiêksz¹ rentownoœci¹ wyró¿nia³y siê w 2005 roku<br />
gospodarstwa z obszarów o lepszych warunkach. By³y to gospodarstwa najwiêksze<br />
i o najwiêkszym technicznym wyposa¿eniu pracy, ale co dziwne by³y to gospodarstwa<br />
rolników, którzy sami, b¹dŸ cz³onkowie ich rodzin oraz inni domownicy, nie byli<br />
ubezpieczeni w KRUS. Gospodarstwo rolne by³o wiêc dla nich jedynie dodatkowym<br />
Ÿród³em dochodu.<br />
Gospodarstwa z osobami ubezpieczonymi w KRUS, a wiêc z rodzinami czerpi¹cymi<br />
wszystkie lub du¿¹ czêœæ dochodów z prowadzenia produkcji rolniczej<br />
osi¹ga³y wskaŸnik rentownoœci kapita³u w³asnego na poziomie zbli¿onym do œredniego<br />
poziomu obliczonego dla ca³ej analizowanej próby gospodarstw. W tym<br />
przypadku zró¿nicowanie jakoœci warunków (gospodarstwa z ONW i�z�obszarów<br />
o lepszych warunkach) nie mia³o wiêkszego wp³ywu na wielkoœæ analizowanego
Warunki gospodarowania i struktura dochodów … 105<br />
wskaŸnika. W ka¿dych zatem warunkach rolnicy znajdowali dla swych gospodarstw<br />
korzystne rozwi¹zanie organizacyjne (wielkoœæ, kierunek-typ produkcji, intensywnoœæ<br />
produkcji itd.), tym bardziej, ¿e gospodarstwa z ONW s¹ od 2004 roku traktowane<br />
w specjalny sposób przez wspóln¹ politykê roln¹.<br />
Najmniejszym wskaŸnikiem rentownoœci kapita³u w³asnego wyró¿nia³y siê gospodarstwa<br />
rolne z ONW, które osi¹ga³y dochody maj¹ce drugorzêdne znaczenie dla<br />
³¹cznych dochodów rodzin <strong>rolniczych</strong>. By³y to gospodarstwa najmniejsze wœród<br />
analizowanych grup i cechowa³o je najmniejsze techniczne wyposa¿enie pracy.<br />
Rolnicy zatem nie wi¹zali du¿ych nadziei zwi¹zanych z ich posiadaniem. Nie<br />
powiêkszali wiêc zasobów materialnych czynników produkcji swych gospodarstw<br />
i nie modernizowali posiadanego potencja³u wytwórczego.<br />
Niejasne s¹ przyczyny istnienia gospodarstw tej ostatniej grupy, tym bardziej ¿e<br />
op³ata pracy w³asnej by³a w nich zbli¿ona do poziomu parytetowego, stopa zaœ<br />
rentownoœci kapita³u w³asnego wynosi³a œrednio 4,8%, a wiêc by³a wiêksza od<br />
rentownoœci wielu lokat kapita³owych czynionych w bankach.<br />
Koñcz¹c nale¿y podkreœliæ wyraŸnie, ¿e sformu³owane w opracowaniu wnioski<br />
maj¹ charakter wstêpny, poniewa¿ zosta³y oparte na jednorocznym materiale empirycznym.<br />
Temat jednak¿e jest na tyle wa¿ny, ¿e powinien byæ nieustaj¹co œledzony,<br />
ale ju¿ na szerszej podstawie empirycznej.<br />
Literatura<br />
[1] Czekaj T. 2007. DochodowoϾ pracy w gospodarstwach ogrodniczych. W: opracowaniu zbiorowym pt.<br />
„Wzrost kosztów pracy najemnej, a kondycja polskich gospodarstw ogrodniczych”, IERiG¯-PIB; Raporty,<br />
Komunikaty, Ekspertyzy, nr 526.<br />
[2] Józwiak W., Niewêg³owska G., Czekaj T. 2006. Zachowania gospodarstw dzia³aj¹cych na obszarach<br />
o niekorzystnych warunkach. Zagadnienia Ekonomiki Rolnej 3.<br />
[3] JuŸwiak J. 2006. Gospodarstwa rolne na terenach ONW. IERiG¯-PIB, opracowanie przyjête do druku<br />
w periodyku Zagadnienia Ekonomiki Rolnej 3/2007,<br />
[4] Zieliñski M. 2006. Charakterystyka gospodarstw rolników indywidualnych ubezpieczonych w KRUS.<br />
IERiG¯-PIB, opracowanie przyjête do druku w periodyku Zagadnienia Ekonomiki Rolnej 3/2007.<br />
[5] Zió³kowska J., Czekaj T., Kagan A. 2007. Efektywnoœæ gospodarowania w populacjach próbnych.<br />
W: opracowaniu zbiorowym pod kier. J. Kulawika i W. Józwiaka pt. „Analiza efektywnoœci gospodarowania<br />
i funkcjonowania przedsiêbiorstw <strong>rolniczych</strong> powsta³ych na bazie maj¹tku Skarbu Pañstwa”, IERiG¯-PIB.
106 W. Józwiak, J. JuŸwiak, M. Zieliñski<br />
Management conditions and the income structure<br />
versus own capital profitability of a family farm<br />
Key words: family farms, profitability of own capital, economic<br />
effectiveness<br />
Summary<br />
Paper presents an attempt to explain the diversification in profitability of own<br />
capital invested by individual farmers in their farms, depending on the quality of<br />
natural and social conditions and the structure of farmer’s family incomes. Du Pont’s<br />
modified method and the empirical data of Polish FADN monitoring for year 2005<br />
were used for this purpose.<br />
It was stated that the biggest differences in profitability occurred in farms where<br />
the agricultural production was an additional source of incomes. The reasons of such<br />
a situation consisted in: differentiated farming conditions, various size of farms and<br />
differences in technical equipment.<br />
Farms owned to the farmers getting the whole or important part of incomes from<br />
agricultural production did not much differ from one another, irrespective of the<br />
quality of natural and social farming conditions.
Postêpy Nauk Rolniczych nr 6/2007: 107–111<br />
Kronika<br />
Miêdzynarodowa Konferencja na temat:<br />
Environmental Impact<br />
of Genetically Modified Organisms<br />
– Oddzia³ywanie genetycznie zmodyfikowanych<br />
organizmów na œrodowisko<br />
(Warszawa, 23–25 maja 2007 r.)<br />
W wielu krajach Europy, nie tylko bêd¹cych cz³onkami Unii Europejskiej,<br />
podjêto pod koniec lat dziewiêædzisi¹ty XX wieku liczne badania nad niezamierzonym<br />
wp³ywem uprawy odmian transgenicznych na ró¿ne elementy œrodowiska.<br />
Programy te by³y najczêœciej finansowane przez ministerstwa lub agencje rz¹dowe<br />
zwi¹zane z ochron¹ œrodowiska. Badaniami objêto wp³yw ró¿nych odmian i linii<br />
kukurydzy, buraków, rzepaku i ziemniaków genetycznie modyfikowanych (GM),<br />
toleruj¹cych herbicydy (g³ównie glifosat i glifosynat) lub z genami odpornoœci na<br />
szkodniki (uzyskanymi z ró¿nych podgatunków i populacji bakterii Bacillus thuringensis,<br />
powszechnie wystêpuj¹cej w glebie), na wiele grup fitofagów (w³¹cznie ze<br />
œlimakami), na parazytoidy i drapie¿ców. Analizowano te¿ wp³yw tych odmian<br />
poprzez wydzieliny korzeniowe na organizmy glebowe, w tym mikroorganizmy.<br />
Badania te prowadzono wykorzystuj¹c ró¿n¹ metodykê i techniki, czêsto myl¹c<br />
zakres badañ wymaganych do oceny ryzyka uwolnienia odmian GM do œrodowiska<br />
z opracowaniem metodyki monitoringu, po wprowadzeniu odmiany GM do uprawy.<br />
Musia³o to prowadziæ do trudnoœci w interpretacji uzyskanych wyników. Dlatego te¿<br />
celem powo³ania nowej grupy roboczej – „GMO w Integrowanej Uprawie Roœlin”<br />
(„GMOs in Integrated Plant Production”), w ramach Miêdzynarodowej Organizacji<br />
Walki Biologicznej (OIBC) w Pradze w 2003 r. by³o przedyskutowanie zakresu tych<br />
prac. Jednak znaczne rozbie¿noœci, co do zakresu projektów badawczych i stosowanych<br />
metod, zwróci³y uwagê uczestników na koniecznoœæ standaryzacji i krytycznej
108 Z.T. D¹browski<br />
analizy stosowanych dotychczas technik badawczych. Dyskusje te kontynuowano<br />
m.in. w czasie nastêpnych warsztatów zorganizowanych w Katalonii w 2005 r.<br />
i w dniach 23–25 maja 2007 r. w Warszawie.<br />
Trzecia miêdzynarodowa konferencja pod tytu³em: „Ecological impact of genetically<br />
modified organisms (EIGMO)”, pod honorowym patronatem prof. dr hab.<br />
Tomasza Boreckiego, Rektora Szko³y G³ównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie<br />
odby³a siê na terenie kampusu SGGW na Ursynowie. Organizatorami konferencji<br />
by³y: Szko³a G³ówna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Redakcja „Wsi Jutra”,<br />
Komitet Ochrony Roœlin PAN, przy wsparciu finansowym Izby Zbo¿owo-Paszowej.<br />
Celem konferencji by³o przygotowanie, opartych na solidnych badaniach <strong>nauk</strong>owych<br />
i pragmatycznych, zaleceñ wykorzystywanych w ocenie ryzyka wprowadzenia odmian<br />
GM do œrodowiska, ze szczególnym uwzglêdnieniem ich oddzia³ywania na<br />
niedocelowe gatunki stawonogów. Uzgodnione metodyki oceny ryzyka bêdzie mo¿na<br />
wykorzystaæ w poszczególnych krajach, po uwzglêdnieniu wymagañ legislacyjnych<br />
i lokalnych warunków œrodowiska i systemów upraw. Coraz czêœciej przedstawiciele<br />
grup ekologicznych i <strong>nauk</strong>owców, podkreœlaj¹, ¿e bezpoœrednie przenoszenie<br />
wyników badañ uzyskanych np. w USA lub w innych strefach klimatyczno-glebowych,<br />
nie oddaje w pe³ni wszystkich zale¿noœci troficznych wystêpuj¹cych w ramach<br />
uprawy, na jej obrze¿ach i dalszych rejonach krajobrazu w wielu krajach europejskich.<br />
Wa¿nym czynnikiem tych ocen s¹ te¿ ró¿nice w strukturze agralnej w poszczególnych<br />
regionach.<br />
Prof. dr hab. Jan Szyszko, minister œrodowiska, witaj¹c uczestników Konferencji<br />
jednoznacznie wyrazi³ stanowisko Rz¹du RP w sprawie upraw roœlin GM, podkreœlaj¹c<br />
unikalnoϾ polskiej flory i fauny, bogatszej, niezredukowanej jeszcze jak w innych<br />
krajach Europy. Podkreœli³, ¿e jako ekolog jest g³êboko przekonany, ¿e oddzia³ywania<br />
upraw GM na skomplikowane uk³ady troficzne s¹ trudne do przewidzenia i wymagaj¹<br />
wieloletnich badañ. Zarówno wiele samorz¹dów i organizacji, jak i cz³onkowie Parlamentu<br />
i Senatu RP wyra¿aj¹ opiniê, ¿e <strong>Polska</strong> powinna byæ „wolna” od upraw roœlin<br />
GM. Zacytowa³ dane badañ ankietowych, które wskaza³y, ¿e wiêksza czêœæ spo-<br />
³eczeñstwa polskiego jest przeciwna ¿ywnoœci uzyskanej z produktów GM.<br />
Prof. dr hab. Marek Szyndel, dziekan Wydzia³u Ogrodnictwa i Architektury<br />
Krajobrazu przywita³ uczestników Konferencji i odczyta³ powitalne przemówienie<br />
w imieniu prof. T. Boreckiego, rektora SGGW. Rektor podkreœli³ znaczenie tej<br />
konferencji dla SGGW i Polski. W Polsce istnieje g³êboki podzia³ opinii dotycz¹cych<br />
akceptacji upraw odmian GM, miêdzy cz³onkami Parlamentu i Senatu RP, ministrami,<br />
niektórymi samorz¹dami, grupami proekologicznymi a wiêkszoœci¹ œrodowiska<br />
<strong>nauk</strong>owego. Jednak zarówno przeciwnicy, jak i zwolennicy GMO podkreœlaj¹ potrzebê<br />
obiektywnej oceny wp³ywu tych odmian na œrodowisko opartej na badaniach<br />
<strong>nauk</strong>owych, prowadzonych w naszym regionie. Grupy proekologiczne jednak inaczej<br />
interpretuj¹ wyniki badañ uzyskanych w innych krajach ni¿ wiêkszoœæ œrodowisk<br />
<strong>nauk</strong>owych. Negatywne opinie rozpowszechniane przez grupy proekologiczne zosta-
Miêdzynarodowa Konferencja … 109<br />
³y bardziej zaakceptowana przez znaczne grupy spo³eczeñstwa, ni¿ pozytywne oceny.<br />
Ró¿nice te wskazuj¹ na koniecznoœæ dalszego doskonalenia metod oceny efektów<br />
niezamierzonych. Oczekujemy, ¿e prezentacje i dyskusje w czasie tej konferencji,<br />
oparte na badaniach <strong>nauk</strong>owych, pozwol¹ na zaproponowanie ujednoliconej metodyki<br />
oceny ryzyka. Cytuj¹c ³aciñsk¹ maksymê: „Hominis est propria veri inquisitio<br />
atque investigatio” („W³aœciwe jest cz³owiekowi poszukiwanie i œledzenie prawdy”<br />
t³um. za M. Dubiñskim, Œwiat Ksi¹¿ki, Warszawa, 2005), Rektor podkreœli³, ¿e ma<br />
nadziejê, ¿e bêdzie ona podstaw¹ w czasie prowadzenia dyskusji przez ró¿ne gremia<br />
nad uprawami GM w Polsce.<br />
Prof. dr hab. Andrzej Anio³ w swoim referacie plenarnym przypomnia³, ¿e w wyniku<br />
naturalnych procesów te¿ nastêpuje wymiana fragmentów DNA miêdzy gatunkami.<br />
Poda³ wykaz metod in¿ynierii genetycznej stosowanych w nowoczesnej biotechnologii.<br />
Zestawi³ zapotrzebowanie na ¿ywnoœæ, spadek area³u ziemi uprawnej<br />
przypadaj¹cej na mieszkañca Ziemi i konsekwencje gwa³townego wzrostu populacji<br />
mieszkañców miast, a systematycznego spadku liczebnoœci populacji wiejskiej.<br />
Omówi³ ustawodawstwo zwi¹zane z roœlinami GM w Polsce. Poda³ dane badañ<br />
ankietowych przeprowadzonych przez Polsk¹ Federacjê Biotechnologii. Polscy rolnicy<br />
na pytanie, czy ich gospodarstwa mog³yby byæ bardziej op³acalne dziêki zastosowaniu<br />
odmian GM? odpowiedzieli: 55% – twierdz¹co; 24% – negatywnie, a 21% –<br />
nie odpowiedzia³o. Jakie potencjalne korzyœci widz¹ polscy rolnicy z upraw GM?:<br />
57% wskaza³o na zmniejszenie kosztów produkcji; 52% – wy¿sze plony; 31% –<br />
wy¿szy poziom odpornoœci roœlin na choroby i szkodniki; 9% – zmniejszenie iloœci<br />
stosowanych chemicznych œrodków ochrony roœlin i 6% – plony wy¿szej jakoœci.<br />
Wiêkszoœæ uczestników konferencji stanowili pracownicy <strong>nauk</strong>owi – 50 (entomolodzy,<br />
ekolodzy, biolodzy molekularni, hodowcy i herbolodzy). W stosunku do<br />
dwóch poprzednich spotkañ mniejsz¹ grupê (5 osób) w stanowili legislatorzy (agencje<br />
rz¹dowe zwi¹zane ze œrodowiskiem z Niemiec, Austrii, Polski); 7 – firmy<br />
biotechnologiczne i hodowlane. Liczn¹ grupê stanowili doktoranci i studenci. Polsk¹<br />
Izbê Zbo¿owo-Paszow¹ reprezentowa³y 3 osoby. Poszczególne kraje by³y reprezentowane<br />
nastêpuj¹co: <strong>Polska</strong> – 19 osób; Niemcy – 12; Szwajcaria – 8; Czechos³owacja<br />
– 6; Hiszpania – 5; Wielka Brytania – 5; po 2 osoby Holandia, W³ochy, Wêgry i USA;<br />
po 1 osobie: Austria, Izrael, Francja, Kanada, Nowa Zelandia, S³owacja, Serbia<br />
i Turcja. Dwie osoby reprezentowa³y firmê Monsanto z siedzib¹ w Brukseli, jedna<br />
w Polsce i USA. Firmê Syngenta reprezentowa³y 2 osoby.<br />
Wykaz osób, wspó³autorów wyg³aszanych referatów wskazuje na wykonywanie<br />
poszczególnych projektów badawczych przez kilka instytucji badawczych i uczelni.<br />
Liczba wykonawców, wykorzystywana aparatura i stosowana metodyka wskazuj¹ na<br />
znaczne fundusze przeznaczone na te projekty przez poszczególne rz¹dy. Treœæ<br />
referatów i dwudziestu posterów obejmowa³a nastêpuj¹c¹ problematykê:<br />
1. Opracowanie i harmonizacja technik i metod stosowanych w testach, bêd¹cych<br />
podstaw¹ dla oceny ryzyka dla œrodowiska uprawy roœlin GM (z ang. Environmental<br />
risk assessment).
110 Z.T. D¹browski<br />
2. Oddzielenie metodyki prowadzenia badañ zwi¹zanych z analiz¹ ryzyka dla<br />
œrodowiska od monitoringu, po wprowadzeniu odmiany GM do uprawy.<br />
3. Specyficznoœæ dzia³ania odmian GM na organizmy docelowe a ich oddzia³ywaniem<br />
na organizmy niedocelowe (dzia³ania niezamierzone).<br />
4. Mo¿liwoœæ po³¹czenia walki biologicznej z upraw¹ odmian GM.<br />
5. Przy ocenie d³ugotrwa³ego oddzia³ywania upraw GM na œrodowisko nale¿y<br />
uwzglêdniaæ wp³yw nowoczesnych technologii upraw na bioró¿norodnoœæ flory<br />
i fauny agrocenoz.<br />
6. Mo¿liwoœæ powstawania populacji agrofagów prze³amuj¹cych odpornoœæ roœlin<br />
GM i metody zapobiegania tym zjawiskom.<br />
A¿ 8 referatów na 29 i 2 postery na 20 dotyczy³o badañ nad odmianami kukurydzy<br />
GM, wytwarzaj¹cymi bia³ko Bt Cry 3Bb toksyczne w stosunku do zachodniej<br />
kukurydzianej stonki korzeniowej (Diabrotica virgifera virgifera [LECONTE]). Prawie<br />
wszystkie te prace pochodzi³y z Niemiec, a po jednej z Czech i Wielkiej Brytanii, co<br />
wskazuje na troskê rz¹dów tych krajów o opracowanie alternatywnej metody ochrony<br />
kukurydzy przed tym szkodnikiem. Nale¿y pamiêtaæ, ¿e niekorzystne zmiany w agrocenozach<br />
USA w latach piêædziesi¹tych XX wieku, zwi¹zane z nadmiernym stosowaniem<br />
pestycydów, nie by³y spowodowane zwalczaniem omacnicy prosowianki,<br />
a stosowaniem d³ugo zalegaj¹cych w œrodowisku insektycydów z grupy chlorowanych<br />
wêglowodorów, do ochrony korzeni kukurydzy przed tym szkodnikiem. Obecnie,<br />
po wycofaniu wielu doglebowych insektycydów z grupy fosforoorganicznych<br />
i karbaminianów, nie mamy do dyspozycji preparatów o odpowiednio d³ugim dzia³aniu<br />
w glebie. Zalecane awaryjnie opryskiwanie jesieni¹ kukurydzy przeciwko m³odym<br />
chrz¹szczom stonki kukurydzianej, które wysz³y na ¿er uzupe³niaj¹cy, nie<br />
stanowi rozwi¹zania. Obecnoœæ zachodniej kukurydzianej stonki korzeniowej stwierdzono<br />
równie¿ na terenie po³udniowej Polski.<br />
Po raz pierwszy na forum miêdzynarodowym podano dane z doœwiadczeñ terenowych<br />
przeprowadzonych w po³udniowo-wschodniej i po³udniowo-zachodniej Polsce<br />
nad skuteczn¹ ochron¹ kukurydzy przed g¹sienicami omacnicy prosowianki. Jeszcze<br />
wa¿niejsze dane, dotycz¹ce bezpieczeñstwa ¿ywnoœci, przedstawili dr A.Tekiela i dr R.<br />
Gabarkiewicz, o zmniejszeniu zawartoœci mikotoksyn toksycznych dla zwierz¹t i cz³owieka,<br />
w nasionach kukurydzy odmiany GM odpornej na omacnicê. Jest to informacja<br />
szczególnie wa¿na ze wzglêdu na wprowadzone, dyrektyw¹ Komisji Europejskiej,<br />
wymagania monitorowania zawartoœci mikotoksyn w produktach spo¿ywczych.<br />
Zarówno prof. A. Anio³ w swoim referacie plenarnym, jak i inni autorzy cytowali<br />
dane odnosz¹ce siê do area³u upraw odmian transgenicznych, które zajmowa³y 102<br />
mln ha w 2006 r., w 22 krajach, uprawiane przez 10 mln rolników. Dr O. Sanvido<br />
przedstawi³ te dane w ciekawszym ujêciu: procentowy udzia³ upraw odmian GM<br />
w ogólnym areale tej roœliny: Kanada – 80% rzepak ozimy; USA – 90% – soja; 60%<br />
kukurydza; 83% bawe³na; Brazylia – 40% soja; Argentyna: 98% – soja i 65%<br />
kukurydza, Hiszpania – 13% kukurydza (przeciwko omacnicy prosowiance jak
Miêdzynarodowa Konferencja … 111<br />
i sówce Sesamia nonagriodes). Na œwiecie ok. 24% pestycydów stosuje siê przeciwko<br />
szkodnikom bawe³ny. Podkreœlano, ¿e ró¿ne strategie opóŸniania pojawienia siê<br />
populacji odpornych szkodników bawe³ny na chemiczne œrodki ochrony roœlin (pestycydy),<br />
zaproponowane 15 lat temu przez zespo³y <strong>nauk</strong>owców z Wielkiej Brytanii<br />
i Francji zawiod³y, st¹d nast¹pi³ szybki wzrost upraw odmian bawe³ny z genami Bt<br />
przeciwko g¹sienicom ró¿nych gatunków motyli (Helicoverpa spp., Spodoptera spp.,<br />
Pectinophora spp.). W takich krajach jak Chiny, zajmuj¹ one obecnie ju¿ 65%<br />
ogólnego area³u upraw bawe³ny, w Indiach – 42%, Australii – 59%.<br />
Uczestnicy Konferencji wskazali, ¿e ich w³asne badania laboratoryjne, szklarniowe<br />
i obserwacje polowe prowadzone na du¿ych polach doœwiadczalnych, wykaza³y<br />
po 10 latach, ¿e nie ma dowodów <strong>nauk</strong>owych wskazuj¹cych, ¿e uprawy GM<br />
negatywnie oddzia³ywuj¹ na œrodowisko. Jak wykaza³y wielkoobszarowe doœwiadczenia<br />
prowadzone w Wielkiej Brytanii, obserwowane zmiany w agrocenozach s¹<br />
œciœlej zwi¹zane z nowoczesnymi metodami uprawy, ni¿ wprowadzeniem odmian<br />
GM do uprawy (Sanvido i in. – „Ecological impacts of genetically modified crops: experiences<br />
from ten years of experimental field research and commercial cultivation”;<br />
Ammann K. – „Farming organically and with transgenic plants: a comparison of environmental<br />
impact”). Szczególnie wa¿ne s¹ wnioski autorów czeskich prowadz¹cych<br />
wieloletnie obserwacje polowe przedstawione w referacie: „Brak oddzia³ywania<br />
kukurydzy z ekspresj¹ toksyny bakteryjnej Cry 1Ab na sk³ad zespo³ów owadów”<br />
(Habustova i in.).<br />
Stwierdzono trudnoœci w ocenie oddzia³ywañ upraw GM na œrodowisko i inn¹<br />
interpretacjê wyników badañ przez oponentów, jak np. wykorzystanie ró¿nych danych<br />
wyjœciowych (z ang. „baselines” – punkt odniesienia) przy porównywaniu<br />
oddzia³ywañ roœlin GM na agrocenozy i inne biocenozy. Referuj¹cy uwa¿ali, ¿e<br />
punktem odniesienia powinno byæ porównanie upraw GM z nowoczesnymi metodami<br />
uprawy. Podkreœlano, ¿e nowoczesne systemy upraw maj¹ negatywny wp³yw na<br />
bioró¿norodnoœæ (np. ubytek bioró¿norodnoœci w agrocezach od lat piêædziesi¹tych<br />
XX wieku). Przyczynami spadku bioró¿norodnoœci by³y intensyfikacja produkcji<br />
rolniczej; redukcja i fragmentaryzacja biocenoz i ujednolicenie krajobrazu rolniczego.<br />
Oczywiœcie, mo¿na oddzia³ywania upraw GM odnosiæ do upraw ekologicznych<br />
czy „doskona³ej przyrody” („perfect nature”).<br />
Program konferencji i abstrakty referatów i posterów s¹ dostêpne na stronie:<br />
http://www.sggw-gmo.pl.<br />
Zbigniew T. D¹browski