CÍLE VE ŠLECHTĚNÍ CUKROVKY

Aims of sugar beet breeding

A. Wolff1, T. Engels2, M. Lorenz3

Fr.Strube Saatzucht KG Söllingen1, A. Dieckmann-Heimburg2, Strube-Dieckmann ČR, s.r.o.3

Summary: History of sugar beet breeding, development of varieties with resistances to sugar beet diseases and the main aims of sugar beet breeding for the future. The progress in the sugar beet yields is very high. In the classical varieties it ranges in the level of cca 160 kg/ha of refined sugar in one year. The annual increase is 1,3 % and in the tolerant varieties on the level of 230 kg/ha of refined sugar in one year. This progress occurs thanks to the breeders input and can be attributed to the detriment of hybrid breeding utilization, which started approximately before 30 years, at the time of the introduction of genetically one-green varieties. The reason for the yield increase is the improvement of the combination of root yield and sugar content increase. But the further increase in sugar content is not possible due to the energetical and osmotic reasons. Theoretically the increase in the sugar content is not possible above the 23-24 % level. But the higher sugar yield can be reached by a higher yield of roots and by the increase in the sugar content efficiency.

Key words: sugar beet, plant breeding, resistance, monogermy, sugar beet diseases

Souhrn: Historie šlechtění cukrovky, vývoj nových odrůd s rezistencemi vůči chorobám cukrovky a hlavní cíle ve šlechtění cukrovku v budoucnosti. Pokrok ve výnosu u řepy cukrovky je velice vysoký a u klasických odrůd se pohybuje ve výši ca 160 kg/ha rafinády za rok z 1 ha, což je ca 1,3 % nárůst ročně. U tolerantních odrůd na úrovni ca 230 kg/ha rafinády za rok. Tento pokrok je především přínos šlechtitelů a lze jej připsat na vrub používání hybridního šlechtění, které se začalo používat zhruba před 30 lety souběžně se zavedením geneticky jednoklíčkových odrůd. Důvodem nárůstu výnosu je zlepšení kombinace výnosu bulev za současného zvýšení cukernatosti. Avšak další zvyšování absolutní cukernatosti není možné z energetických a osmotických důvodů. Teoreticky není možné zvýšit cukernatost nad hranici 23-24 %. Avšak vyšší výnos cukru je možno dosáhnout vyšším výnosem bulev, a zvýšením výtěžnosti současné výše cukernatosti.

Klíčová slova: cukrovka, šlechtění, rezistence, jednoklíčkovost, choroby cukrovky

Na počátku byla krmná řepa

Řepa cukrovka je v porovnání s jinými v zemědělství používanými plodinami velice mladým kulturním druhem. Teprve před zhruba 200 lety, po objevení sacharózy v krmné řepě, se začalo s cílenou selekcí cukernatých typů. Z krmné řepy se vyvinula v 18. století bílá, slezská cukrovka, avšak s cukernatostí pouze 6 - 8 %. Díky kontinuálnímu masovému výběru především na vyšší sušinu se objevily koncem 19. století odrůdy cukrovky s cukernatostí okolo 15-18 %.

Po té, co v roce 1938 byla vyšlechtěna první cukrovka se čtyřnásobným počtem chromozomů, bylo zjištěno, že hybridy, vypěstované z rodičovské generace s dvou a čtyřnásobným počtem chromozomů, zaručují vyšší výnos, byla v roce 1951 vyšlechtěna a povolena první triploidní odrůda, odrůda Polybeta. První geneticky jednoklíčková odrůda Gemo, byla vyšlechtěna firmou Strube a na začátku se tato odrůda vyznačovala tím, že ve výnosu zaostávala o ca 10 % za víceklíčkovými odrůdami. Tato nevýhoda však v průběhu dalšího šlechtění zcela zmizela.

Se zavedením prvních geneticky jednoklíčkových odrůd, které nebylo již třeba s vysokými personálními náklady jednotit, se zlepšením kvality osiva a optimálním využitím výrobních prostředků se při pěstování cukrovky podařilo snížit potřebu práce z dřívějších ca 300 hodin/ha na nynějších ca 20hodin/ha. Po druhé světové válce byly více sledovány melasotvorné látky, resp. prokázány jako faktor snižující výtěžnost cukru. Proto především snižování obsahu melasotvorných látek patřilo k významným krokům ve šlechtění cukrovky v tomto období.

Také samotná technologie pěstování cukrovky získávala na významu. Pravidelné tvary bulvy, nižší náchylnost k lámavosti kořene, k vybíhání jsou základními předpoklady pro ekonomické pěstování cukrovky. Také odrůdy s menším ulpívání hlíny na kořeni s konvenčním tvarem kořene při sklizni získávají v technologii pěstování cukrovky na velkém významu.

Tabulka č. 1 v bodech shrnuje vývoj hlavních šlechtitelských cílů při šlechtění cukrovky v různých etapách vývoje.

Tabulka 1

Šlechtitelský pokrok

Pokrok ve výnosu u řepy cukrovky je velice vysoký a u klasických odrůd se pohybuje ve výši ca 160 kg/ha rafinády za rok z 1 ha, což je ca 1,3 % nárůst ročně. U tolerantních odrůd na úrovni ca 230 kg/ha rafinády za rok. Tento pokrok je především přínos šlechtitelů a lze jej připsat na vrub používání hybridního šlechtění, které se začalo používat zhruba před 30 lety souběžně se zavedením geneticky jednoklíčkových odrůd. Důvodem nárůstu výnosu je zlepšení kombinace výnosu bulev za současného zvýšení cukernatosti. Avšak další zvyšování absolutní cukernatosti není možné z energetických a osmotických důvodů. Teoreticky není možné zvýšit cukernatost nad hranici 23 - 24 %. Avšak vyšší výnos cukru je možno dosáhnout vyšším výnosem bulev, a zvýšením výtěžnosti současné výše cukernatosti.

Šlechtitelský pokrok dokumentuje graf č. 1, ve kterém jsou uvedeny hodnoty ze státních odrůdových zkoušek Bundessortenamtu (obdoba ÚKZUZ v České republice) za období let od roku 1965 do současnosti.

Graf 1

Kam až se dostaneme s výnosem u cukrovky není možné s přesností říci, avšak jedno je jisté, kvalita (lepší výtěžnost) a tolerance vůči chorobám, škůdcům či herbicidům získají více na významu a výnosový výkon se již nebude zvyšovat tak prudce, jak tomu bylo doposud.

Staletí se lidstvo učilo a učí šlechtit rostliny pro výživu lidí a zvířat prostřednictvím selekcí a křížení tak, aby to odpovídalo měnícím se nárokům a požadavkům. Šlechtění samo o sobě je dlouhodobý a složitý proces. K samotnému cíly, tedy vyšlechtění odrůdy, vede dlouhá cesta, mnohdy trvající i desítky let. Přesto všechno byly a jsou tradiční šlechtitelské metody do dnešní doby velice úspěšné. Stále stoupající počet obyvatel zeměkoule na jedné straně a na druhé straně omezený a stagnující či klesající podíl zemědělsky obhospodařované půdy klade na šlechtitele nové požadavky.

Proč je třeba zvyšovat výnosy cukrovky, je jasné hned z několika důvodů. Jedním z nich je populační explose. Abychom s ní udrželi krok i ve výrobě potravin, musí stoupat v průměru o 2 % ročně. Toto však není možné zajistit běžnými šlechtitelskými metodami. Výkonné odrůdy budoucnosti musí splňovat nároky moderního zemědělství. K různým novým požadavkům patří:

· Ekologické aspekty - ekologické pěstování s nižší zátěží agrochemikáliemi, například za použití odrůd s různými tolerancemi vůči chorobám (např. tolerance vůči cerkospoře místo používání postřiku fungicidem);

· Ekonomické aspekty - vyšší rentabilita zemědělské výroby;

· Rozmanitost výroby - používání alternativních zdrojů obnovitelných surovin, atd.

Schema 1

z 1 ha zemědělské půdy je nutno zajišťovat výživu stále většího počtu obyvatel

Nové šlechtitelské směry

Šlechtění odrůd s různými tolerancemi či rezistencemi se v posledních letech stále více rozšiřuje, neboť od toho závisí také rentabilita pěstování cukrovky. A tak se poté, co již není třeba cukrovku jednotit, jedním z dalších důležitých šlechtitelských cílů stalo šlechtění odrůd cukrovky, odolných vůči půdním škůdcům (drátovec, blýskáček, haďátko, atd.) a především šlechtění odrůd odolných proti chorobám cukrovky v raném stádiu vzcházení (kořenová spála).

Nepřehlédnutelný pokrok má v posledních letech také šlechtění rezistentních materiálů vůči houbovým chorobám listového aparátu, a to především cerkospoře a ramularii. Dnes je k dispozici již dostatek vůči cerkopoře tolerantních materiálů, bez nichž by pěstování cukrovky v infekčních oblastech nebylo vůbec myslitelné.

Snaha šlechtitelů vyšlechtit odrůdy tolerantní vůči háďátku řepnému (Heterodera schachtii) trvá jíž přes 50 let. Před zhruba 20 lety byla poprvé cíleně cukrovka křížena s divokou řepou (Beta procumbens) právě s ohledem na získání této tolerance. Mezitím byla dosažena další zlepší, takže dnes již máme k dispozici první registrované odrůdy s touto tolerancí, neboť se podařilo pomocí biotechnologií identifikovat a izolovat gen, způsobující právě rezistenci cukrovky vůči háďátku. V další šlechtitelské práci se podařilo vložit tento gen do genového řetězce moderních odrůd cukrovky.

Rizomanie je jednou z hospodářsky nejvýznamnějších chorob cukrovky, která ohrožovala v minulosti pěstování cukrovky v zamořených oblastech. Odhaduje se, že v Evropě je ca 400.000 ha zamořených touto chorobou, která způsobuje významný výpadek ve výnosu a kvalitě cukrovky. Proti přenašeči této choroby se nedá účinně zasáhnout chemickými přípravky. Díky vkřížené rezistencí z divokých řep, efektivním šlechtitelským metodám a v neposlední řadě díky rozsáhlým testům se dostala tato choroba postupně pod kontrolu. Také v neinfekčních podmínkách prokazují odrůdy tolerantní vůči rizomanii dobré výsledky.

Zvyšování a zajištění výnosu při současné redukci ekologicky negativních efektů je jedním z nejdůležitějších cílů šlechtitelských snah s výhledem na budoucí požadavky v zajištění výživy ve světě. Zavádění nových odrůd s rezistencemi proti virovým, houbovým nebo bakteriálním infekcím se zakládá na genovém transferu a v laboratorním měřítku se již úspěšně daří. Budou-li pěstovány odrůdy, jež se samy proti chorobám ochrání, tzn. tolerantní odrůdy, je možné významně snížit použití chemických ochranných prostředků. Jedním z dalších důležitých šlechtitelských cílů je vyšlechtit odrůdy, které by byly odolné vůči abiotickým stresovým faktorům, jako např. teplo, zima, sucho, intenzita slunečního záření, atd. Také zde nabízí genová technika mnoho šancí a je na šlechtitelích, jak je pro budoucnost lidstva využijí.

Adresy autorů

Překlad