pobierz

Część I. Rozliczenie w zakresie rzeczowym
Zad. 2.7 „Poszerzenie puli genetycznej roślin oleistych dla przetwórstwa rolno-spożywczego
i innych gałęzi przemysłu”.
1. W jakim stopniu planowane cele poszczególnych zadań zostały zrealizowane w danym roku
(podać także w %)
Cel 1. „Uzupełnienie dotychczas uprawianych odmian rzepaku (o typowym dla rzepaku podwójnie
ulepszonego składzie kwasów tłuszczowych) odmianami o znacznie podwyższonej zawartości
naturalnych przeciwutleniaczy oraz selekcja genotypów o zwiększonej zawartości substancji
aktywnych biologicznie w nasionach rzepaku” realizowano poprzez:
1) zbiór nasion z populacji podwojonych haploidów (DH) rzepaku uzyskanych z mieszańców F1
otrzymanych z krzyżowania wyselekcjonowanych pod kątem zawartości antyoksydantów, linii
rzepaku ozimego;
2) analizę związków biologicznie czynnych mając na celu oszacowanie ich zawartości w nasionach
linii DH oraz selekcję pożądanych genotypów na podstawie analiz biochemicznych.
Cel 2. „Wytworzenie źródeł genetycznych gorczycy białej podwójnie ulepszonej o zwiększonej
zawartości tłuszczu, związków biologicznie aktywnych oraz o zmienionych proporcjach kwasów
z grupy C:18, przydatnych do uprawy w systemach zrównoważonego rolnictwa oraz dla
przetwórstwa rolno-spożywczego i innych gałęzi przemysłu” realizowano poprzez:
1. zbiór linii gorczycy białej podwójnie ulepszonej o zmienionych parametrach jakościowych zwiększonej zawartości tłuszczu, związków biologicznie aktywnych oraz zmienionych proporcjach
kwasów tłuszczowych z grupy C:18.,
2. analizy chemiczne zawartości kwasów tłuszczowych i tłuszczu w nasionach pojedynczych roślin,
3. kontrola zawartości glukozynolanów w nasionach,
4. analizy zawartości związków biologicznie aktywnych – fitosteroli i karotenu.
Cel 3. „Wykorzystanie podwójnie ulepszonych genotypów gorczycy białej w integrowanej ochronie
buraka cukrowego i ziemniaka w systemach zrównoważonego rolnictwa” realizowano poprzez:
1. wybór rodów podwójnie ulepszonych oraz odmian gorczycy białej do zaplanowanego etapu prac,
2. założenie dwóch doświadczeń dla oceny oddziaływania rodów i odmian wzorcowych gorczycy
białej, uprawianych w międzyplonie, na populację mątwika burakowego i mątwika
ziemniaczanego w tym pobieranie prób gleby do oceny zagęszczenia mątwików w glebie przed
siewem i po zbiorze roślin oraz wypłukanie cyst z wysuszonych prób gleby i liczenie pod
mikroskopem żywych larw i jaj mątwików– burakowego i ziemniaczanego,
3. określenie potencjalnej wartości nawozowej wybranych rodów i odmian gorczycy białej oraz
analizę gleby na zawartość składników pokarmowych, a także określenie plonu świeżej i suchej
masy roślin i nagromadzenia w nim składników pokarmowych.
Zaplanowane cele w zadaniu zostały zrealizowane w 80%.
2. Opis wykonania zadań (z uwzględnieniem informacji o wyjazdach zagranicznych)
Cel 1:
Ad. 1. Zebrano nasiona 88 linii DH rzepaku ozimego i ich form rodzicielskich: czarnonasiennej linii
DHM305 oraz żółtonasiennej linii DH Z114. Próby nasion oczyszczono i wysuszono oraz przekazano
do analiz biochemicznych.
Ad. 2.
Badano populację 88 linii podwojonych haploidów (DH) rzepaku ozimego otrzymanych z mieszańca
F1 rzepaku czarnonasienngo DH M305 i rzepaku żółtonasiennego DH Z114. Badana populacja linii
DH składała się z: 39 linii DH czarnonasiennych podobnie jak linia rodzicielska DH M305, 16 linii
DH o brązowo - czarnych nasionach, 20 DH o jasnobrązowych nasionach, 8 linii DH brązowożółtych
i pięciu linii żółtonasiennych podobnie jak linia DH Z114.
Kolor nasion analizowano przy pomocy spektrofotometru Color Flex w skali od 0 – czarny, do
5 – żółty.
Jakościowe i ilościowe oznaczenie tokochromanoli wykonano za pomocą wysokosprawnej
chromatografii cieczowej HPLC. Zawartość tokoferoli obliczano na podstawie krzywych
standardowych wykonanych dla poszczególnych homologów tokoferolu, a zawartość PC-8 z powodu
braku odpowiedniego standardu dla tego homologu, jego zawartość przeliczano jako ekwiwalent -T.
Zawartość związków fenolowych w ekstraktach metanolowych oznaczono metodą kolorymetryczną
z zastosowaniem odczynnika Folina-Ciocalteu.
Obliczono stosunek α-T/ γ-T oraz całkowitą zawartość tokoferoli jako sumę: α-T, β-T, γ-T i δ-T.
Obliczono także współczynniki korelacji dla koloru nasion i pięciu badanych cech.
Dla żywienia człowieka α-T jest bardzo ważny, natomiast dla stabilności oleju wymagana jest
wysoka zawartość γ-T i δ-T. Natomiast plastochromanol-8 jest pochodnym związkiem T-γ
o dłuższym łańcuchu bocznym. Jego aktywność oksydacyjna jest podobna do T- α. Olej rzepakowy
zawiera najwięcej α-T i γ-T natomiast β-T i δ-T w śladowych ilościach.
W przeprowadzonych badaniach uzyskano dużą zmienność genetyczną w zawartości
badanych związków w populacji linii DH. Zawartości tych związków w liniach DH przekraczały
wartości linii rodzicielskich: DH M305 i DHZ114. Ilość α-T wynosiła od 20,340 do 31,350 mg/100g
nasion, a linie rodzicielskie DHM305 i DH Z114 zawierały odpowiednio 27,085 oraz 29,552
mg/100g nasion. Natomiast zawartość γ-T w 88 linach DH zawierała się od 19,160 do 35,680
mg/100g naion, a u linii DH M305 31,792 mg/100g nasion, DH Z114 22,791 mg/100g. Zawartość
delta tokoferolu w liniach DH wynosiła od 0,115 do 0,980 mg/100g nasion, linia rodzicielskie
czarno- i żółtonasienne charakteryzowały się podobną zawartośią 0,570 mg/100g nasion. Obliczony
stosunek α-T/γ-T w populacji podwojonych haploidów wynosił od 0,651 do 1,334, a w liniach
rodzicielskich: DH M305- 0,859 i DH Z114- 1,344. Suma tokoferoli 88 linii DH zawierała się
w przedziale od 46,88 do 64,29 mg/100g nasion, natomiast w liniach: DH M305- 63,28 mg/100g,
a DH Z114 - 56,78 mg/100g nasion. Plastochromanol-8 występował w populacji linii DH w ilości od
3,750 do 7,075 mg/100g nasion, a w liniach rodzicielskich: DH M305 - 5,94 i DH Z114 -6,12
mg/100g nasion. Związki fenolowe ogółem w populacji DH kształtowały się na poziomie od
1910,150 mg/100g nasion do 2940,000 mg/100g nasion, a u linii rodzicielskich DH M305 -2239,912
mg/100g nasion i DH Z114 2335,788 mg/100g mg nasion.
Obliczono także współczynniki korelacji koloru nasion z pięcioma badanymi cechami zawartości
α-T, γ-T, δ-T, PC-8 i związkami fenolowymi. Wykazano silną dodatnią korelację pomiędzy kolorem
nasion z zawartością α-T oraz silną ujemną korelację pomiędzy kolorem nasion a zawartością γ-T.
Stwierdzony zakres zmienności genetycznej pośród badanych podwojonych haploidów rzepaku
ozimego wskazuje na możliwość zwiększenia zawartości związków bioaktywnych w nasionach rzepaku
poprzez połączenie klasycznej metody rekombinacyjnej z metodami biotechnologicznymi.
Końcowym efektem badań był wybór trzech linii DH (T32, T329, T335) o korzystnym poziomie
substancji aktywnych biologicznie, niezbędnych w żywieniu człowieka oraz związków fenolowych.
Jesienią 2015 roku założono doświadczenie uzupełnione o nowe linie DH. Łącznie wysiano 100 linii
DH z systematycznie rozmieszczonymi wzorcami-liniami rodzicielskimi. Po zbiorze nasion
analizowane będą w nich związki bioaktywne.
Cel 2:
Ad. 1. Zebrano 150 linii gorczycy białej spośród których na podstawie wstępnych badań wybrano 100
linii do analiz biochemicznych nasion z pokoleń F4-F9 pochodzących z różnych rekombinantów.
Ad. 2. i 3 Wykonano analizy zawartości tłuszczu (met. NIR) i glukozynolanów w nasionach oraz
składu kwasów tłuszczowych (met. chromatografii gazowej), które wykazały zróżnicowanie
wybranego materiału pod względem tych cech, zwłaszcza w zakresie głównego glukozynolanu
alkenowego progoitryny w zakresie 2- 14,1µM/g nasion i sumy glukozynolanów alkenowych 3,423,1µM/g nasion. Stwierdzono także zmienność pod względem zawartości tłuszczu w nasionach
22,6-33,5% oraz kwasu oleinowego w zakresie 23,1-69,2% w oleju z nasion.
Ad. 4. Metodą chromatografii gazowej zbadano skład i zawartość fitosteroli w oleju z nasion 100 linii
gorczycy białej oraz metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej HPLC oznaczono zawartość
karotenoidu luteiny. W przypadku wszystkich badanych związków bioaktywnych stwierdzono dużą
zmienność w badanym materiale. Najwiekszą zmienność stwierdzono w przypadku fitosteroli –
kampesterolu (706,2- 4768,2 µg/g oleju) i sitosterolu (1187,7-7646,4 (µg/g oleju). Badane linie
wykazały bardzo wysoką zmienność pod względem sumy fitosteroli w zakresie 2473,3 –
17462,4µg/g oleju.
Wyniki te wskazują na możliwość selekcji genotypów o wysokiej zawartości związków
bioaktywnych w oleju z nasion gorczycy białej, a także tłuszczu i kwasu oleinowego oraz możliwość
selekcji odmian o znacznie obniżonej zawartości glukozynolanów.
Cel 3:
Ad. 1. W 2015 r. wybrano do testów serię 7 rodów gorczycy białej podwójnie ulepszonej:
PN15/13(1), PN23/13(2), PN26/13(3), PN83/13(4), PN96/13(5), PN473/14(6) i PN312/14(7) oraz
odmiany kontrolne – Warta, Sirola i Nakielska (łącznie 10 obiektów).
Ad. 2. Dla określenia wpływu grupy rodów i odmian gorczycy białej na populację mątwika
burakowego (Heterodera schachtii), wysiano wybrane rody i odmiany na początku sierpnia
w międzyplonie ścierniskowym w kesonach wypełnionych czarną ziemią zasiedloną nicieniem.
Pobrano próby gleby przed siewem roślin międzyplonowych oraz po ich zbiorze, aby ocenić
liczebność nicieni w glebie oraz zawartość makroskładników, zasolenie i odczyn. Wypłukano
i wybrano z prób cysty mątwika burakowego, a następnie liczono pod mikroskopem zawarte w nich
żywe jaja i larwy. Zaobserwowano zróżnicowany wpływ badanych odmian gorczycy na rozwój
mątwika burakowego w glebie. Najefektywniejszym działaniem antymątwikowym, zbliżonym do
zarejestrowanego u odmian kontrolnych Warta i Sirola, odznaczały się rody: PN83/13 (redukcja
populacji szkodnika o 34,8%) i PN312/14 (o 28,0%). Uprawa gorczycy Nakielskiej spowodowała
natomiast namnożenie szkodnika o 22,8%, a na poletku ugorowanym zanotowano redukcję mątwika
o 3,1%.
Drugie doświadczenie z mątwikiem ziemniaczanym (Globodera rostochiensis) założono na
wydzielonej części pola dla organizmów kwarantannowych. Zastosowano identyczną metodykę oraz
te same odmiany i rody gorczycy białej, jak w poprzednim doświadczeniu, aby zbadać wpływ uprawy
w/w roślin na rozwój populacji mątwika ziemniaczanego. Wśród rodów gorczycy rody PN473/14
i PN15/13 spowodowały największe i przewyższające 3 odmiany kontrolne oraz czarny ugór,
ograniczenie populacji nicieni, odpowiednio o 86,7% i 83,6%.
Ad. 3. Po zbiorze roślin pod koniec października oceniono potencjalną wartość nawozową plonu
gorczyc, czyli określono plon świeżej i suchej masy roślin oraz zawartość i nagromadzenie w nim
składników pokarmowych.
W doświadczeniu z mątwikiem burakowym największe plony świeżej i suchej masy części
nadziemnej uzyskano, spośród badanych rodów z: PN473/14 (odpowiednio: 31,0 i 4,03 t ha-1),
PN312/14 (29,1 i 3,76 t ha-1) i PN96/13 (28,3 i 3,66 t ha-1). Wyszczególnione rody gorczycy
wyróżniały się także dużą wysokością roślin (pomiar 20.10.2015 r.: 93,9-98,6 cm). Najwyższe plony
świeżej i suchej masy korzeni zebrano po uprawie rodów: PN473/14 (odpowiednio: 1,86 i 0,42 t ha-1),
PN96/13 (1,82 i 0,41 t ha-1) i PN312/14 (1,80 i 0,41 t ha-1).
Plony ogólne suchej masy z wymienionych trzech rodów gorczycy stanowiły 50,9-55,6% ilości
suchej masy wprowadzanej do gleby ze średnią dawką obornika pod okopowe (35 t św.m. z ha
i 8 t s.m. z ha). Kontynuowane są analizy chemiczne biomasy badanych rodów i odmian gorczycy.
Na polu zasiedlonym mątwikiem ziemniaczanym z glebą płową typową, najwyższe plony świeżej
i suchej masy części nadziemnej zebrano po uprawie rodów: PN473/14 (odpowiednio: 27,5
i 3,59 t ha-1), PN312/14 (26,2 i 3,40 t ha-1) i PN83/13 (25,4 i 3,30 t ha-1). Rody te odznaczały się
ponadto dużą wysokością roślin (pomiar 22.10.2015 r.: 87,6-90,5 cm). Największe plony świeżej
i suchej masy korzeni wystąpiły u rodów: PN473/14 (1,82 i 0,41 t ha-1), PN96/13 (1,75 i 0,40 t ha-1)
i PN83/13 (1,73 i 0,39 t ha-1). Plony gorczycy na glebie płowej typowej były niższe od plonów
zebranych na czarnej ziemi.
Czarna ziemia charakteryzowała się obojętnym odczynem, a gleba płowa typowa lekko kwaśnym
oraz odpowiednio, średnią lub niską zasobnością w wapń, średnią - w fosfor i magnez, niską w potas, sód i N-NO3. Na obu stanowiskach zastosowano pod międzyplony dawki odpowiadające
50 kg N ha-1 oraz 80 kg K2O ha-1.
3. Wymierne rezultaty realizacji zadań
Cel 1.
 Wytworzono populację 88 linii DH rzepaku ozimego do badań.
 Stwierdzono zmienność badanej populacji pod względem zawartości związków aktywnych
w oleju z nasion – tokoferoli α,β,γ,δ oraz plastochromanolu -8. Wyselekcjonowano do dalszych
badań trzy linie DH -T32, T329, T335 charakteryzujące się pożądaną wysoką zawartością
związków bioaktywnych.
Cel 2.
 Wytworzono 100 linii wsobnych gorczycy białej.
 Stwierdzono dużą zmienność badanego materiału pod względem zawartości fitosteroli w oleju
z nasion (brassicasterol, kampesterol, kampestanol, sitosterol, sitostanol, D-5 avenasterol, D-7
avenasterol) oraz karotenoidów i wyselekcjonowano 25 linii o wysokiej zawartości tych związków
do dalszych badań.
Cel 3.
 Wykazano wyższy poziom plonowania i większą wartość nawozową gorczycy białej uprawianej
na czarnej ziemi.
 Udowodniono, że plony ogólne suchej masy trzech najwyżej plonujących na czarnej ziemi rodów
gorczycy stanowią 50,9-55,6% ilości suchej masy wprowadzanej do gleby ze średnią dawką
obornika (35 t św.m./ha, 8 t s.m./ha) pod rośliny okopowe.
 Wytypowano rody gorczycy białej redukujące populację mątwika burakowego (PN83/13 i
PN312/14) i mątwika ziemniaczanego (PN473/14 i PN15/13) oraz odznaczające się wysoką
potencjalną wartością nawozową (PN473/14 i PN312/14), do badań w następnym roku
4. Rola partnerów w realizacji zadań (ze szczególnym uwzględnieniem organów administracji
publicznej)
Na obecnym etapie badań brak partnerów.
Wyniki badań będą wykorzystane w hodowli nowych odmian, które będą wykorzystane w produkcji
rolniczej, zwłaszcza w rolnictwie ekologicznym oraz będą źródłem nowych surowców dla przemysłu
olejarskiego.