Šľachtenie hrachu siateho

Hrach siaty/Pisum sativum L. subsp. sativum/

Hrach siaty svojím významom zaujíma v SR prvé miesto. Semeno obsahuje 2-3 krát viac bielkovín než obilniny, 53 % bezdusíkatých látok. Bielkoviny majú vysokú biologickú hodnotu.

Problematika šľachtenia

V pomerne krátkej histórii šľachtenia v SR bolo dosiahnuté u hrachu dobrých výsledkov. V súčasnej dobe sa prešlo na vhodný typ pre mechanizovaný zber –intermediárna výška lodyhy. Vhodným modelom pre tento znak je dnes už, zo sortimentu vyškrtnutá odroda „Orlík“ s dĺžkou stonky okolo 0,80 m Uvedená prechodná výška porastu zajisťuje väčšiu stabilitu výnosov pri zrne. tento typ odrôd taktiež viac odoláva poliehaniu. Podobne ako u ďalších druhov strukovín má na stratách pri zbere na semeno podiel pukavosti strukov a značná nevyrovnanosť v dobe kvetu a dozrievanie semena. Tá sa stupňuje zvlášť za vlhkého počasia.

Východzí materiál

Rod Pisum L. má pomerne málo druhov. Známe je 6 druhov. P. formosum má dlhú lodyhu, je trváci. Struky sú viacsemenné, pukavé s drobným semenom. S hrachom siatym sa najhoršie kríži. P. elatius je najrozšírenejší. Má tenkú a dlhú lodyhu. Struky dorastajú až 0,10 m dĺžky a sú pukavé. Tento druh sa vyznačuje značnou vyriabilitou vo znakoch morfologických i biologických. P. abyssinicum je stredne vysoký, vzpriamený. Struky má krátke s 5-6 semenami. P. humile je nízky, vzpriamený. Struky má pukavé. P. sativum je najviac preštudovaný. Rozlišuje sa u neho P. asiaticum, P.transcaucasicum a P. sativum, ktorý je pestovaný u nás. Hrach siaty zahrňuje početný súbor variat, ktoré sa môžu využívať ako génový materiál pre kombinačné kríženia. Rozšírením hrachu z jeho hlavného génového centra Stredozemného mora došlo hlavné k zmene farby semena, ktorá prešla z tmavej na svetlú. Pre slovenské šľachtenie sú zaujímavé rozlíšenia skupiny sortimentov západoevrópského pôvodu, ktoré sú väčšie, dosahujú 1,20m i viac. Hrach je však príkladom plodín, keď sa početné odrody z dôvodu komerčného vyskytujú vo viac sortimentoch pod rôznym menom.

Ideotypy

U hrachu siateho pestovaného na semeno dosahuje súbor šľachtiteľských cieľov v dlhodobom predstihu značných zmien. To sa týka samotného typu rastliny. V súčasnej koncepcii sa jednoznačne prechádza na intermediárnu výšku rastlín 0,60-0,80m , ktorá zaisťuje pri dostatočnej odolnosti poliehania i možnosti dosiahnutia vysokého výnosu.

Pomerne náročná je úloha v šľachtení na odolnosť najzávažnejším chorobám- hubovým na úrovni 9 bodov, nepoliehavosti taktiež na 9 bodov, stabilita farby semena 8-9 a akosť semena 9 s požiadavkou 24-26% hrubého proteínu. U HTZ sa požaduje 280-320g.

Hrach na semeno pre potravinárske účely

Šľachtenie je zamerané výlučne na zelenú alebo žltú farbu semena. Byľ má tvoriť na báze maximálne 2-3 vetvy, alebo ich vytvorí v hornej časti stonky. U strukov je negatívne hodnotená nadmerná pergamenová vrstva. Ku splneniu požadovaných výnosov sú potrebné nasledujúce parametre. V plnom vývoji porastu pri stavu 800 000 až 1 mil. jedincov na ha musí mať 1 rastlina 10 strukov po 6 semien. HTS má dosahovať 280-300g. Požaduje sa stálosť farby po varení, varivosť dosahuje u kvalitných typov maximálne 65 minút. Pevnosť porastu proti poliehaniu je zaisťovaná dobrou aktivitou úponkov.



Hrach na zelený hrášok

V pestovaní hrachu pre potravinárske účely sa predpokladá celkove intenzívnejší trend v tomto smere podobne ako vo svete. Z toho taktiež vyplývajú príslušné špecifické požiadavky. K využitiu konzervárenských zariadení sa šľachtenie zameriava na získanie rôznej dĺžky obdobia do technickej zrelosti pre spracovanie a to 70-90 dní. Pre kombajnový zber sa hodnotí rovnomernosť kvitnutia porastu (4-6 dní) a taktiež pri tvorbe strukov. Tie majú dosahovať dĺžky 60mm so zrnom o veľkosti 8mm pri 80% vyrovnanosti. Náročnosť na konzervárenskú hodnotu vychádza jednak z obsahových kritérií a ďalej z požiadaviek na vzhľad materiálu. Je požadovaný vyšší obsah bielkovín (10%), nízky obsah vlákniny(1,5%), vitamínu C najmenej 30 mg%/100g sušiny. Hrach krmný na zrno

Vedľa pôvodných drobnozrnných odrôd so žltým alebo zeleným semenom s vysokou byľou sa v súčasnosti očakáva tvorby ďalších odrôd i s odlišnou farbou semena typu pelušiek.

Hrach krmný na zelenú hmotu

V tomto smere sa uplatňujú taktiež pestrofarebné pelušky. Pri oboch typoch odrôd sa predpokladá ich vznik selekciou na dlhšiu byľ rastlín s výnosom 50 t zelenej hmoty na ha pri HTZ 180 g.

Produkčný ideotyp rastliny hrachu

Podľa základného charakteru habitusu rastliny sú stanovené zvláštnosti pre 2 formy hrachu: listového a bezlistového. Hrach listový: Jedná sa o tradičný typ s plným olistením. Podľa dĺžky stonky sa rozlišujú 4 typy- trpasličí, polotrpaslíči, intermediárny a vysoký. Selekciou sú využité intermediárne/zrnové typy) a vysoký (hmotový typ). K obmedzeniu poliehania slúži primeraná aktivita úponku a dostatočná pevnosť spodných neplodných internódií tak hrúbkou a sklerenchymatickým pletivom. Pomerne stabilný počet neplodných článkov sa dosahuje u ranných odrôd počtom 10-12, u ostatných maximálne do 17.

Obmedzené poliehanie je zaistené u intermediárnych typov podklesnutím byle, keď jej plodná časť neprichádza do styku s pôdou ani pri väčšej záťaži strukov. Palisty a listy s indexom D: š – širším (3:1) zaisťujú lepšie presvetlenie porastu a zníženie napádania hubovými chorobami. Obmedzenie nevyrovnaného dozrievania zrnového (intermediárneho( typu bezpečne zaisťuje znížený počet plodných internódií, ktoré sú spravidla sústredené vo vrcholovej časti stonky alebo vetvy. Vyšší výnos môže zabezpečiť zvýšený počet strukov v hrozne avšak s maximálnym stavom 4 strukov. Abnormálny počet by nezabezpečil vyrovnanosť semena vo veľkosti i dozrievaniu a znižoval by HTZ vo spodných strukoch. Výnosovým prvkom so stabilnou hodnotou sa stáva veľkosť struku so 7-10 semenami. Pri semene je potrebné dosiahnuť jednoznačne prejavu 1 z oboch variantov farby. Ďalej sa požaduje guľovitý tvar a jeho plnosť. Pre HTS sa stanovuje kolísanie od 280-320g.Hrach bezlistý: Tento progresívny typ má miesto listov úponky. Jedná sa o mutantný typ s dobrou odolnosťou proti suchu s vysokou intenzitou asimilácie. V dôsledku veľmi dobrého presvetlenia porastu dochádza pri ňom taktiež k maximálnej plodnosti, porast je pevnejší, menej podlieha chorobám. Tento typ je intermediárneho vzrastu.


Šľachtiteľské ciele

Šľachtenie na výnos

Podobne ako u ostatných druhov strukovín je výnos semena hrachu značne kolísavý. Je určený celou radou výnosových prvkov. V prvom rade je to počet plodných rastlín na plochu, strukov na rastline a HTZ. Výber v hybridnej populácii je preto najčastejšie sústredený na vyšší počet plodných článkov, a to pri hustote 1 mil. rastlín na hektár. Počet semien v struku sa pohybuje u výkonných jedincov od 5 do 11. Medzi niektorými výnosovými prvkami je negatívna korelácia. Pri vzostupe HTS klesá spravidla počet semien v struku. Veľmi neskoré odrody sú vždy drobnosemenné. Pri selekcii na výnos je účelné prihliadať hlavne ku vzťahu medzi potom strukov a počtom semien v struku. Šľachtenie na akosť

Akosť zrna je vyjadrená veľkým počtom kritérií. Pri zrnovom hrachu sa dá docieliť až 35 % bielkovín a pritom i priaznivej skladby aminokyselín. Týchto priaznivých vzťahov v chemickom obsahu sa dosahuje predovšetkým mutagenézou. Pre určenie stolovej hodnoty vyjadrenej v bodových stupniciach platia za rozhodujúce vizuálne posúdenia pred a po varení, jeho doba a chuťové skúšky. Vysoko sa cení celistvosť semien bez straty typickej odrodovej farby a jemná chuť. Ako veľmi dobrá varivosť je považovaná pravidelnosť uvarenia zŕn a krátka doba varenia- po predmáčaní za 1 hodinu.

Hrášok pre konzervárenské účely musí rovnomerne technologicky dozrievať. Semeno je vhodné k tomuto spôsobu spracovania s hráškovo zelenou farbou, jemnou chuťou a konzistenciou. Nálev pri kvalitných semenách zostáva číry. Podobné kritériá platia i pre hrášok k zmrazeniu.

Šľachtenie na dĺžku vegetačnej doby

Táto vlastnosť je jednak významná pre rôzne diferenciácie v závislosti na pestovateľskej oblasti a taktiež pre možnosti dosiahnutia ranosti i u výkonnejších materiálov. Pre ich jednoduchšie genetické založenie sa môžu získať pre kombinačné kríženie nový genotyp podobne ako u akosti mutagenézou. Znateľnejšia skorosť je dôležitá pre drsnejšie a suchšie podmienky.

Šľachtenie na odolnosť proti chorobám a škodcom

U hrachu dosahuje šľachtenie na odolnosť proti chorobám stále večšej dôležitosti. Sú to predovšetkým hubové choroby, ktoré výrazne znižujú a znehodnocujú výnos semena. Umelé infekcie u novošľachtenia sa spravidla pripravujú na provokačných izolovaných poliach, a to už pred založením generácie F3. U fuzariózy je odolnosť založená napr. proti rase c.1 dominantne génom Fw a proti rase č.2 génom Fnw. Obdobne je závažnou chorobou antraknóza. Odolnosť proti nej je podmienená väčším počtom dominantných génov. Podstatné pre voľbu partnerov ku kríženiu pri šľachtení na odolnosť proti tejto chorobe je poznatok, že génová výbava je lokalizovaná cytoplazmaticky. Pokiaľ je u farebných semien zistená väčšia odolnosť, je povahy adaptívnej. Intenzívnejšie infekcii bránia silnejšie osemenie. Odolnosť proti padlí je podmienená recesívne. Pretože sa u hubových chorôb jedná o jednoduchšie genetické založenie odolnosti, je možné dosiahnuť ďalších génových zdrojov mutagenézou. Mimoriadne obtiažne sa šľachtí na odolnosť proti zrnokazu nebo obaľovačovi. Nie sú prakticky génové zdroje. Stupeň napadnutia závisí na poveternostných podmienkach.

Metoda kríženia

Technika kríženia hrachu je dobre prepracovaná a je pomerne jednoduchá. K dosiahnutiu potrebného množstva hybridných semien k dosiahnutiu širokej výberovej populácie je účelné pripraviť okolo 50strukov.Osadenie strukov je oproti normálnemu vývoju zčasti obmedzené, obsahujú po 2-3 semenách. S týmto množstvom je potrebné počítať. Vhodné obdobie pre kastráciu končí zafarbením kvetmi koruny. Lupienok dosiahol dvochtretín veľkosti dospelého kvetu. Za vyšších teplôt je účelné kastrovať skôr. Zásada techniky pre zamedzenie opelenia vlastným peľom, alebo pri opeľovananí kastrovaného kvetu nežiadúcim peľom platí obdobne ako u ktorejkoľvek inej plodiny.

Ak prebieha kvitnúce maximum u hrachu dopoludnia od 7 do11 hod. a odpoludnia od 14 do 16 hod., je to práve časový úsek vhodný k nanášaniu peľu. Blizna dozrela a je schopná k príprave priaznivého prostredia pre klíčenie peľu. Iba za chladnejšieho počasia je možné opeľovať po kastrácii za 1 alebo 2 dni. Inak sa spravidla obe operácie postupne spoja. Na rastline je účelné obmedziť počet kastrovaných kvetov na 2 až 3. V 1 hrozne ponechávame jeden lupienok, druhý odstránime. Nie je účelné vyštipovať lupienky v ostatných článkoch byle, prerušil by sa prítok živín do jeho generatívneho pásma. Kastrovaný a neskoršie opelený kvietok jemne zaizolujeme organtínom alebo papierovým sáčkom a označíme dokumentačným štítkom. Ako racionálny technický zákrok namiesto tradičnej kastrácie sa pri hrachu osvedčilo odtrhávanie koruny kvetu v dobe pre tento zákrok vhodnej. Všetkých 10 peľníc takto dosadá pri základe na stenu koruny, a preto sa bezpečne uvedeným spôsobom kastrácie odstráni. Operácia je rýchla a obmedzí taktiež prípadné poškodenie blizny alebo čnelky, ako môže nastať pri klasickej kastrácii. Tento spôsob možno uplatniť iba za priaznivých vlhkostných podmienok, keď nedôjde k zasychaniu obnaženej čnelky a blizny. Pre prevažné samokvitnutie môžme pri hrachu aplikovať v klasickej podobe 1 z 3 spôsobov výberového postupu používaných pri samoopelivých druhov. Hrach je tak modelom pre demonštráciu hromadnej populačnej metódy. Pri tejto plodiny je vhodná pre niektoré prednosti.
a/ Obmedzuje likvidáciu niektorých silne štiepiacich potomstiev, ktoré taktiež môžu obsahovať cenné rekombinácie. b/ Pri selekcii pôsobí ďaleko intenzívne prirodzený výber pri presievaní populácie v úvodných generáciách a umožní tak večšie zastúpenie konkurenčne vhodných genotypov. Celý postup je zreteľný z nasledujúcej schémy. Podľa spôsobov nakladania s materiálom môžeme v celom postupe aplikovanej metódy zaznamenať 3 obdobia.
V p r v e j etape dochádza k postupnému nahromadeniu homozygotov, medzi nimi je väčšia pravdepodobnosť výskytu vhodnej rekombinácie/ genotyp s priaznivou skladbou požadovaných génov v homozygotnom stave/. V d r u h e j etape je vybraný súbor rastlín prezkúšaný v niekoľkých rokoch na výnos a akosť a overený na odolnosť proti najzávažnejším chorobám. Robí sa tak v staničných skúškach. Významné skúšky tretieho obdobia prebiehajú už mimo stanice a po objektívnom ohodnotení v medzistaničných skúškach /reakcie na rôzne výrobné podmienky pestovania/ nasledujú štátne odrodové skúšky.

V tejto dobe autor novošľachtenia zahajuje pri nádejných kandidátoch na nové odrody ich udržovanie. Použitá literatúra:

Boháč,J. a kol : Šľachtenie rastlín. Príroda, Bratislava, 1990, ISBN 80-07-00231-6.