Hýbl Miroslav, Ing. Ph.D.

The distinctness of, and overlap between, pea genotypes held in several Pisum germplasm collections has been used to determine their relatedness and to test previous ideas about the genetic diversity of Pisum. Our characterisation of genetic diversity among 4,538 Pisum accessions held in 7 European Genebanks has identified sources of novel genetic variation, and both reinforces and refines previous interpretations of the overall structure of genetic diversity in Pisum. Molecular marker analysis was based upon the presence/absence of polymorphism of retrotransposon insertions scored by a high-throughput microarray and SSAP approaches. We conclude that the diversity of Pisum constitutes a broad continuum, with graded differentiation into sub-populations which display various degrees of distinctness. The most distinct genetic groups correspond to the named taxa while the cultivars and landraces of Pisum sativum can be divided into two broad types, one of which is strongly enriched for modern cultivars. The addition of germplasm sets from six European Genebanks, chosen to represent high diversity, to a single collection previously studied with these markers resulted in modest additions to the overall diversity observed, suggesting that the great majority of the total genetic diversity collected for the Pisum genus has now been described. Two interesting sources of novel genetic variation have been identified. Finally, we have proposed reference sets of core accessions with a range of sample sizes to represent Pisum diversity for the future study and exploitation by researchers and breeders.

Kapitola 3.1 obsahuje informace o nárocích těchto plodin na přírodní podmínky, půdu, živiny, předplodiny, výsev a ošetřování porostů v průběhu vegetace; dále informace o přehlídkách porostů, sklizni a úpravě osiva, požadavcích na kvalitu osiva a o chorobách a škůdcích porostů i osiva. Text je doplněn přehlednými tabulkami, které shrnují zákonem požadované kvalitativní parametry osivářských porostů a osiv při uznávacím řízení.

Ascochyta blight incited by Ascochyta fabae is a widespread disease severely damaging faba bean (Vicia faba) production. Insufficient resistance is available in faba bean cultivars. In an attempt to identify new sources of resistance a germplasm collection of 484 V. faba accessions was screened for resistance to A. fabae under field conditions; stability of resistance of the 19 most resistant accessions was tested in a multi-location experiment in Czech Republic, Estonia, Germany and Spain over two field seasons. Although complete resistance was not found, six accessions showed interesting levels of incomplete resistance. Genotype x environment (G x E) interaction accounted for 42% of the sum of squares of the multi-environment evaluation, revealing instability of the phenotypic expression across environments. Accessions L-831818, V-26 and V-958 stand out for their consistent resistance, being the most resistant and stable across environments. Accessions V-255, V-1020, V-1085 and V-1117 displayed good resistance, but lower stability, with V-1020, V-1085 and V-1117 being more suitable for Cordoba (Mediterranean mega-environment), and V-255 more suitable for Hohenlieth, Jogeva and Sumperk (Continental mega-environment). (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Changes in genetic diversity of peas bred in the Czech Republic and in former Czechoslovakia since the mid-20(th) century were analysed using 38 molecular marker loci, including retrotransposons and microsatellites, differentiating a total of 84 alleles. Both marker types were comparably effective in revealing the genetic diversity, with a high correlation (r = 0.81), although the pairwise genetic distances of each marker type differed. In total, 175 accessions, selected from the Czech pea gene bank collection and representing the pea cultivars collected or bred in the country, were divided into three groups according to their date of sampling or variety registration. The first group contained 70 old cultivars and landraces collected prior to 1961. The second group contained 46 cultivars released from 1961 to 1980. The third group contained 59 cultivars released between 1981 and 2004. In spite of the decline in several diversity measures, differences in allele frequencies and even allele loss in three microsatellite loci were recorded over the 70-year period, while these differences between the groups were not statistically significant. In addition, genetic heterogeneity was detected in 29 accessions (15%). This indicates that although no genetic erosion could be observed since then, it is important to monitor the genetic diversity, furthermore it highlights the vital role of germplasm collections for the crop diversity conservation.

V knize jsou představeny jednotlivé druhy čeledi Fabaceae, s nimiž je možné se setkat na území České republiky ve volné přírodě, na polích, zahradách, nebo v parcích. Každý druh je stručně popsán z hlediska jeho výskytu, dále z hlediska morfologického a případně také pěstitelského. U druhů hospodářsky významných jsou uvedeny některé výnosové a kvalitativní charakteristiky a možnosti jejich využití. Dále jsou uvedeny stavy kolekcí jednotlivých rodů, uložených v české genové bance ve formě semen. U hospodářsky významných druhů jsou uvedeny počty odrůd zapsaných ve Státní odrůdové knize České republiky a dále počty odrůd registrovaných ve společném katalogu EU a v katalogu OECD. Na doplnění jsou uvedeny některé druhy u nás se nevyskytující, ale s nimiž, případně s produkty z nich vyrobenými nebo plody se můžeme setkat na našem trhu. Většina druhů je dokumentována fotografií rostliny, květů, plodů či detaily plodenství.

Publikace informuje o pěstování alternativních plodin využitelných především pro rozšíření a doplnění sortimentu potravinových surovin, ale nacházejících uplatnění i ve farmacii, kosmetice či jiných oborech. Z množství ve světě využívaných druhů byly vybrány takové, jejichž pěstování i využití již v našich podmínkách bylo ověřeno. Jednotlivé druhy alternativních plodin jsou přiřazeny do klasicky členěných skupin:obilniny, pseudoobilniny, luskoviny, olejniny, okopaniny a je k nim přiřazena vybraná skupina léčivých rostlin. U každého druhu je věnována základní informace významu a využití plodiny, botanické charakteristice a požadavkům plodiny na prostředí. Jádrem sdělení jsou agrotechnické metodické postupy od zařazení plodiny v osevních sledech přes přípravu půdy a osiva, založení a ošetřování porostu během vegetace až po sklizeň, posklizňové ošetření a skladování. Závěrečné údaje se týkají ekonomiky pěstování a využití produkce. Publikace je určena zemědělcům a jejich poradcům, studentům a pedagogům i široké odborné veřejnosti.

Mikrosatelity nebo jednoduché sekvenční opakování (SSR) jsou velmi rozšířené kategorie repetitivních sekvencí DNA, které se používají v populační genetice a studiích mapování genetické rozmanitosti. Genetické a evoluční mechanismy z pohledu SSR nejsou zcela objasněny. Tři mikrosatelitní lokusy s různou pozicí v genomu hrachu (Pisum sativum L.), A9 aktivní lokus v LTR oblasti bohaté retrotransposony, AD270 a AF016458 se nacházející se v oblasti genu 5'. Srovnávací analýza 35 párů vzorků od sedmi odrůd vypěstovaných z jednoho semene po deset generací, odhalila jednu 4 bp mutaci v 10. generaci vzorku v AD270 lokusu odpovídající skokovému nárůstu v jedné další ATCT jednotce opakování.Odhadovaná míra mutace byla 4,76 x 10 (-3) na lokus a na generaci, s 95% intervalem spolehlivosti 1,2 x 10 (-4) až 2,7 x 10 (-2). Srovnávací položky odrůdy Bohatýr získané z různých kolekcí genových zdrojů , ukázaly intra a inter-odrůdovou variabilitu v doprovodných a opakovaných sekvencích. Rozdíly ve velikosti fragmentu a střídání sekvencí byly nalezeny i v dlouhodobém horizontu v in vitro organogenní kultuře, založené v roce 1983 svědčící o somatickém mutačním procesu. Důkaz homoplasie byl zjištěn v rámci nezávislých genotypů hrachu, která nepříznivě ovlivňuje spolehlivost genových zdrojů, ale také vysoce prošlechtěného materiálů. Závěry této studie mají důležitý význam pro studium fylogeneze rodu Pisum, určení odrůdy a postup registrace odrůd hrachu, kde míra mutace ovlivňuje genetickou rozmanitost a efektivních odhady velikosti výchozí populace.

Účelem publikace je poskytnout pěstitelům a zpracovatelům informace o biologické charakteristice, z ní plynoucích nárocích na pěstitelské podmínky a postupy pěstování lupiny bílé, žluté a úzkolisté jako významného zdroje dusíkatých látek ve výživě hospodářských zvířat, alternativního k sojovým extrahovaným šrotům. Pro úplnost je uváděna i lupina proměnlivá, možnosti jejího využití a způsob pěstování. Cílem metodiky je ukázat možnosti využití lupiny a srozumitelně charakterizovat rozhodující agrotechnická opatření ovlivňující kvalitu a množství dosažené produkce.

Publikace si klade za cíl upozornit na možná rizika při pěstování sóji luštinaté na zrno a poukázat na četné přednosti a výhody. Účelem metodiky je poskytnout informace o významných změnách vlastností odrůd, jejich a důležitých bodech pěstitelské technologie zajišťující kladný dopad na ekonomickou životaschopnost zemědělských podniků.

Udržování genetické integrity kolekcí genových zdrojů je klíčovým cílem dlouhodobé ex situ konzervace. Periodicke regenerace, na malých pokusných parcelách s malým počtem rostlin, zvyšuje riziko genetického driftu a změn genetické rozmanitosti. V této studii, bylo hodnoceno šest bělokvětých odrůd polního hrachu (Pisum sativum L. subsp sativum var sativum): Bohaty'r, Klatovký Zelený , Hana'k, Moravský hrotovicky krajovy'', Raman a Viktoria -75 a čtyři odrůdy barevně kvetoucí, krmného hrachu (P. sativum subsp sativum var arvense (L.) Poiret: týden Arvika, C esky bana'n, Moravská Krajová "a Nike", což představuje československé odrůdy a krajové odrůdy , pěstované v posledních 40-80 letech. Byly analyzovány pomocí deseti mikrosatelitních lokus specifických markerů. Každá odrůda byla zastoupena 20 semeny, dvou vzorků různých období, překlenující období 20 nebo 40 let. Současně byla detekována vnitrodruhová variabilita (s výjimkou odr. Hana'k), jako důkaz genetických změn, např. rozdíly ve frekvencích alel , stejně jako genetickém složení vzorku, u šesti z deseti odrůd (Arvika, Bohaty'r, Cesky bana'n, Moravský "hrotovicky" krajovy ", Moravská To Krajová" a Raman). Důkaz genetické eroze byl nalezen ve třech odrůdách Cesky bana'n, Moravský hrotovicky krajovy "a Raman), zatímco u jiných tří (Arvika, Bohatyr a Moravská Krajová ") bylo zjištěno, že se zvýšila úroveň rozmanitosti. Navíc ve třech vzorcích Bohaty'r (2004) a Klatovský Zelený (o 1963 a 2004), byla zjištěna nízká úroveň heterozygotnosti . Tyto výsledky ukazují, že u hrachu, samosprašné a vysoce homozygotní rostliny, nebezpečí ztráty genetické integrity existuje. Tato zjištění jsou významná pro dlouhodobé ex situ vedení kolekcí.

Pisum sativum L., as well as many other grain legumes has high agronomical importance connected to their use in crop rotations. Color, size and shape of seeds are very important in grading system for many crops. A total of 33 morphometric and colorimetric features of seeds of five Czech pea varieties, cultivated in four different Czech localities, were measured by image analysis and used to identify and discriminate the varieties also regarding to their cropping localities. The achieved data were used to develop a statistical classifier based on two sample sets, the training set to teach the classifier and the test sets to validate it, and determine the percentage of varietal identification. The developed image analysis system for pea seeds was able to highlight : 1) differences among varieties, 2) the effect of locality on pea seeds traits, 3) different stability of variety.

Před 20 lety digitalizovaná technologie snímání odstartovala technické řešení charakterizace a třídění rostlin v kolekcích polních plodin. Digitální obrazová analýza (DOA) je analytická metoda aplikovaná pro determinaci původu kultivarů, detekci kontaminovaných vzorků a k testování odlišnosti uznávaných nových odrůd a kultivarů pro registraci šlechtitelského materiálu a šlechtitelských práv. Snímání obrazů semen, jejich digitalizace, segmentace a vyhodnocení specielním softwarem otevírá možnost rychlého třídění genotypů založené na měření velikosti, tvaru a barevných charakteristik objektů. V této studii DOA byla použita pro měření obrazových chrakteristik malých semen lnu a větších semen hrachu, modelových semen s následnou klasifikací na klastry. Velikost a tvar semen byla vyhodnocena ze snímků pořízených na plošném deskovém skeneru. Barevná odchylka ve vzorku vypočtená dle souřadnic CIE-lab barevného prostoru L,a,b byla použita pro určení barevné kategorie vzorku semen, jejichž snímek byl pořízen makro optickým systémem . Některá data získaná z obrazové analýzy korelovala s daty obsahu tuku v semenech lnu.

Šlechtitelský polotovar bělokvětého bobu ´Merpa (WH) x 29H´se zvýšenou odolností k antraknóze (Ascochyta fabae Speg.) a sníženým obsahem antinutričních látek

Monografie shrnuje nejnovější poznatky o pěstování, šlechtění a ochraně luskovin, získané v řadě výzkumných projektů a výzkumného záměru. Je členěna do několika kapitol, v obecné části, která se zabývá botanickou charakteristikou, agrotechnikou, jakostí a využitím luskovin tak i genetikou a genomikou. Speciální část je rozdělena podle nejvýznamnějších druhů. Samostatnou kapitolou je ekonomika pěstování luskovin, včetně rozsáhlých příloh.

Byl studován vliv prostředí (ročníku a geografické polohy) a genetická variability na stabilitu vybraných isozymových markerů: esterase (EST), acid phosphatase (ACP), alcohol dehydrogenase (ADH), leucine aminopeptidase (LAP), shikimate dehydrogenase (SDH) a glucose-6-phosphate isomerase (PGI), společně v DNA markery (RAPD, SSR, ISSR, IRAP) na 5 odrůdách hrachu setého, 4 let a 3 lokalitách.

In the study differences in seed morphology were investigated by digitalized image system software Nis-Elements v.2.3 (Lim, Prague, Czech Republic) based on scanning of size and shape and extracted parameters such as Area, MaxFerret, Elongation, Cirularity etc. of seeds of model crops - pea (large seedy crop) and flax (small seedy crop). The results of image analysis (determination of classes of highly contrasting seeds) were taken in comparison/correlation with agricultural important compounds in seeds can be helpfull in granding system of seed technology.

164 položek hrachu, představujících české a slovenské šlechtění během posledních 50 let bylo analyzováno pomocí mikrosatelitních, retrotranspsonových a klasických morfoligickým markerů. Celkem bylo použito 10 SSR a 31 RBIP lokusů, společně s 15 kvalitativními a 18 kvantitativními morfologickými znaky. Bylo provedeno vyhdonocení pomocí Wardovy metody s odhadem 9 shluků na základě molekulárních dat a 5 až 7 shluky na základě morfologických znaků. Dále byly spočteny hodnoty PCA a MDS. Pro možnost integrace obou typů dat byla využita Bayesiánká metoda analýzy, na jejímž základě bylo vybrano 34 položek do core kolekce, plně representujících genetickou diverzitu původní kolekce. Porovnání genetické diverzity všech sledovaných znaků výchozí a core kolekcí, potvrdilo vhodnost této metody.

Several large germplasm collections of the Pisum genus are maintained world-wide. To facilitate their management and increase efficiency of their use, a core collection is being currently developed. Traditionally descriptions were made for germplasm accessions by morphological descriptors, together with known pedigree and passport data. In recent years genetic structures of pea germplasm collections have been investigated by several molecular marker approaches. However, after data processing, further use of such data is limited, in the absence of cross-comparison between collections. The key points for the future should be adoption of a common set of markers applied across the developed core sets, together with the deposition and availability of both molecular and agronomical data, creating a virtual world-wide pea germplasm resource for our common benefit.

Představena je současná situace v pěstování luskovin v Evropě. Jsou diskutovány negativní faktory v kontextu celosvětovém.

Práce se zabývala studium a dohadem spolehlivosti jednotlivých metod na souboru 25 v CR doporučených odrůd hrachu. Tyto byly popsány jednak pomocí 12 morfologických deskriptorů, tak i 2 isozamových, 10 mikrosatelitních a 2 retrotransposonových systémů. Bylo zjištěno, že především techniky založené na analýze DNA umožňují vysokou spolehlivost a přesnost, navíc pak rychlost a nezávislost na vlivu prostředí. Jako nejspolehlivější metoda z hlediska jednoduchosti provedení byla retrotransposonová v lokus specifickém formátu RBIP, následovaná analýzou mikrosatelitních lokusů. Retrotransposonová vícelokusová IRAP metoda, společně s analýzou isozymů pak umožňila vyhodnocení s menším rozlišením, ale v jediné analýze. Bylo provedeno statistické vyhodnocení a porovnání všech metod.

Byly presentovány poslední výsledky práce na analýze genetické diversity kolekce hrachu a vyhodnocení získaných morfologických a molekulárních dat pomocí klasických metod založených na analýze genetické vzdálenosti, tak i novějších pomocí Bayesovského přístupu modelování umožňující integrace obou typů dat. To umožnilo zjištění přesnější struktury hodnoceného souboru.

Byla studována genetická diverzita 164 položek hrachu českého a slovenského původu pomocí 12 SSR, 25 RBIP a 2 IRAP molekulárních markerů, společně s 42 morfologickými deskriptory. Získaná data byla analyzována pomocí výpočtu genetických vzdáleností a následné shlukové analýzy. Morfologická data takto rozdělila studovaný soubor na 5 až 7 shluků, zatímco molekulární pak na 6 až 7. Pro možnost integrace abou systémů byla využita Bayesiánská analýza pomocí BAPS software, jež vyústila v postupné odlišení shluků. Rozdělení souboru dle šlechtitelských period pak naznačilo existenci zůžení genetického spektra.

Cílem práce bylo studium potenciálu klasických proteinových markerů pro popis části genové kolekce rodu Pisum. Pro experimentální práci byl z kolekce vybrán soubor českých odrůd (celkem 165 položek). Semenné proteiny byly analyzovány metodou SDS-PAGE s následným barvením pomocí Coomasie Blue. Isoenzymy byly děleny metodou PAGE za nativních podmínek a jejich detekce byla prováděna pomocí běžných metod.

Nové odrůdy bělokvětého bobu se sníženým obsahem antinutričních látek (taninu, vicinu a convicinu) se vyznačují odlišným spektrem chorob, škůdců a odlišnými nároky na pěstování. Metodika doporučuje optimální pěstební postupy, obsahuje návrhy na ochranu proti patogenům, škůdcům a plevelům.

U 5 položek-odrůd hrachu byla pomocí 15 SSR lokusů studována možnost genetické driftu. Tyto položky byly representovány 2-3 časovými vzorky. V případě 3 položek byla existence genetické driftu potvrzena a diskutován její vliv na integritu genových kolekcí hrachu.

V této studii bylo analyzováno celkem 163 položek hrachu českého původu, 150 holandského a 130 německého, pomocí hodnocení 42 morfologickými a mikrosatelitními a retrotransposonovými markery. Data byla hodnocena jednak pomocí klasických výpočtů genetické vzdálenosti a shlukové analýzy, tak aplikací Bayesiánské metody umožňující spojení obou typů dat. Tyto metody byly porovnány z hlediska cílové aplikace - výběru core kolekce.

Byly presentovány výsledky z využití donorů rezistencí ke komplexu houbových a virových chorob hrachu.

Presentace výsledků analýzy morfologických a molekulárních dat vybraných 180 položek hrachu pomocí 42 morfologických, 10 mirkosatelitních a 27 retrotransposonových markerů. Tyto data byly podrobeny shlukové analýze, analýze genetické vzdálenosti a následně konstruovány dendrogramy příbuznosti.

Kromě L-8 a 29H prokázala česká linie Petra vysokou úroveň rezistence proti Ascochyta fabae SPEG. v laboratorních i polních testech. Využití těchto zdrojů v programech šlechtění na rezistenci a tvorba nových zdrojů rezistence se jeví jako velmi perspektivní. Semena jsou k dispozici ve společnost AGRITEC s.r.o.

Pomocí 42 morfologických a několika molekulárních markerů, 6 SSR, 25 RBIP a 2 IRAP retrotransposonových markerů bylo získáno celkem 51 hodnotitelných znaků, na jejichž základě byly vypočítány genetické vzdálenosti a provedena shluková analýza jednak morfologických tak i DNA dat. Zjištěná genetická struktura poslouží jednak k cílovému získání core kolekce, odstranění duplikací a racionalizaci šlechtění.

Byla provedena klasifikace 34 aktuálně pěstovaných odrůd hrachu registrovaných v České republice pomocí 42 morfologických deskriptorů, 3 isoenzymových biochemických markerů, 8 mikrosatelitních (SSR) a 2 retrotransposonových DNA markerů. Pro práci byly zvoleny takové molekulární metody, které jsou relativně jednoduché, levné a rychlé. Získané výsledky demonstrují možnosti a odlišovací schopnosti metod založených na DNA.

Cílem práce je vytvoření genotypů hrachu s komplexní odolností vůči několika houbovým patogenům (Erysiphe pisi, Fusarium oxysporum race 1 and 2, Fusarium solani, Rhizoctonia solani).

Na příkladu registrovaných odrůd hrachu jsme ukázali současné možnosti molekulární biologie ve srovnání s biochemickými, isozymovými a klasickými morfologickými deskriptory. Důraz byl kladen na přesné odlišení i geneticky velmi příbuzných odrůd hrachu pomocí mikrosatelitních a retrotransposonových markerů.

Genetická ochrana hrachu je velmi významná. Nesnižuje výnosový potenciál a kvalitu. Výnos a kvalita perspektivních rezistentních genotypů jsou zcela srovnatelné s nejvýnosnějšími náchylnými komerčními odrůdami v letech bez výskytu padlí. Padlí hrachu je u náchylných odrůd nejzávažnější a vysoce rizikovou chorobou, drasticky redukující výnos a kvalitu. Fungicidní ochrana je u nich v letech s vysokým výskytem padlí zcela nezbytná.