Hodowla odpornościowa buraków cukrowych zawsze potrzebuje nowego asa w rękawie

Raj dla szkodliwych organizmów

Przyczyna: Burak cukrowy to prawdziwy raj dla patogenów: We wszystkich fazach rozwojowych, od wysiewu po żniwa, bogate w cukier korzenie oferują obfite zasoby pożywienia dla grzybów, wirusów, nicieni i owadów. W związku z tym hodowla odpornościowa odmian ma mnóstwo pracy przy ochronie nasion i wyrastających z nich roślin przed infestacją (zarażeniem). Ostatecznie jednym z głównych celów KWS jest dostarczanie najlepszych wysokoplennych nasion rolnikom. Rośliny powinny zachować zdrowotność i odporność przez cały okres wzrostu – z reguły od 180 do 220 dni. „Ochrona roślin za pomocą środków ochrony roślin podczas otoczkowania nasion, i naturalna odporność roślin idealnie się ze sobą uzupełniają” – objaśnia Beyer.

Moc przeciwko patogenom

Najważniejszym zadaniem hodowli odpornościowej jest wyposażenie przyszłych odmian KWS przeznaczonych dla odpowiednich obszarów upraw w najważniejsze geny odporności. Odmiany te powinny być w stanie chronić się przed patogenami i szkodnikami tak bardzo jak to tylko możliwe. Wówczas jest możliwe stosowanie mniejszej ilości środków ochrony roślin. Hodowla odpornościowa jest szczególnie ważna w przypadku tych chorób, na które nie można stosować żadnych chemicznych ani biologicznych środków ochrony roślin.

Taką chorobą – prawdopodobnie najważniejszą chorobą buraka cukrowego na świecie – jest wirusowa nekrotyczna żółtaczka nerwów buraka (rizomania). „Wirus nekrotycznej żółtaczki nerwów buraka (BNYVV) zagnieżdża się w młodych roślinach. Celem tego wirusa nie jest zabicie buraka. Strategia tego patogenu polega raczej na namnożeniu się w formie pasożyta w jego wnętrzu. To hodowla odpornościowa umożliwiła uprawianie buraka cukrowego przy silnej infestacji – na przykład we Włoszech lub na południu Niemiec, ale także w Kalifornii i wielu innych regionach. Obecnie odporne na rizomanię odmiany są potrzebne na dużym obszarze areału globalnego.

Ewolucja wirusa postępuje

Obecnie większość odmian ma w sobie geny odporności, chroniące rośliny przed atakiem wirusa i umożliwiające tylko niewielki poziom reprodukcji wirusa. Odporność na rizomanię jest jedną z podstawowych cech każdej odmiany buraka cukrowego hodowli KWS. Ewolucja wirusa postępuje jednak w sposób naturalny. Wirusy mogą zmieniać swoje właściwości w drodze mutacji, a następnie ponownie atakować uprzednio odporne buraki. Proces ten jest określany jako przełamywanie odporności. W rzeczywistości już od kilku lat znane są szczepy wirusa, które przełamują odporność buraka cukrowego opartą na genie Rz1 (Holly) i namnażają się w rzekomo odpornych roślinach. „Problem dotyczy w szczególności pól w Holandii” – wyjaśnia Beyer.

Cel hodowlany: być szybszym niż patogeny

Jednak kiedy odporność oparta na genie Rz1 została przełamana po raz pierwszy, dział hodowli odpornościowej KWS już miał alternatywę: Od 2000 roku rozwijamy odporność na bazie dzikich odmian buraków Beta maritima. Gen był stopniowo włączany do puli genów KWS przez krzyżowanie. Na niektórych rynkach jest on oferowany w kombinacji z Rz1 pod nazwą „RZ2.0” i zapewnia wyjątkowo dobrą ochronę przed silną infekcją powodowaną przez Rizomanię.

„Ważne jest, że hodowcy nie próbują wyciągać z kapelusza alternatywnej odporności, kiedy już dojdzie do jej załamania, ale są przygotowani na taką sytuację możliwe jak najwcześniej. Uzyskanie za pomocą krzyżowania nowego źródła odporności w odmianach, które są gotowe do wprowadzenia na rynek, może zająć dziesięć lat lub więcej” – mówi Beyer. I dlatego hodowcy poszukują alternatywnych źródeł odporności, by chronić istniejące jej źródła. Na pewno pomocne jest to, że KWS, jako firma rodzinna od ponad 160 lat dysponuje finansową niezależnością, która pozwala jej myśleć i działać w perspektywie dziesięcioleci. I dlatego w kilku kolejnych dekadach rolnicy mogą się spodziewać dobrze zaadaptowanych i odpornych odmian.

Hodowla pod presją czasu

Przełamanie nowej odporności jest jednak często tylko kwestią czasu. Niektóre rodzaje odporności, np. odporność oparta na genie odporności Rz1 na rizomanię, utrzymują się przez wiele lat, a rozprzestrzenianie się odpornych szczepów wirusa zachodzi bardzo wolno. U grzybów, które często namnażają się bardzo szybko i intensywnie, wytwarzając kilka pokoleń potomnych rocznie, także tempo tego procesu może być duże, a czas jego trwania często zamyka się w zaledwie kilku latach. W konkurowaniu z innymi firmami hodowlanymi istotną rolę odgrywa także czynnik czasu. Im szybciej i bardziej efektywnie KWS potrafi uzyskiwać nową odporność przez krzyżowanie, tym więcej rolników może korzystać z nowych innowacyjnych produktów.

Gdzie można znaleźć nowe źródła odporności?

Istnieją dobrze znane źródła odporności na wiele chorób. Ponadto hodowcy często testują dzikie buraki z banków genów w poszukiwaniu nowych źródeł odporności. Proces genetycznego utrwalania nowej odporności i analizowania jej dziedziczenia może trwać latami. Czasem geny odporności są znajdowane w klasycznym materiale podstawowym, np. w przypadku mączniaka prawdziwego, rdzy buraka i wielu innych szkodliwych grzybów.

Hodowla to przede wszystkim praca zespołowa: Odmiany trafiające na rynek są efektem interakcji różnych programów hodowlanych i kombinacji różnych odporności. Wszystkie te powody sprawiają, że eksperci KWS muszą nieustannie poszukiwać nowych, silnie zainfekowanych pól doświadczalnych. Obszary dzierżawione pod poletka doświadczalne w rejonie Pithiviers będą musiały być prawdopodobnie kilkukrotnie zwiększone.