STANOVENÍ ODRŮDOVÉ PRAVOSTI DÁVEK OSIVA A MERKANTILU PŠENICE ELEKTROFORÉZOU GLIADINŮ

Stanovení odrůdové pravosti dávek osiva

a merkantilu pšenice elektroforézou gliadinů

Prof. Ing. Jiří Černý, CSc.

ČZU v Praze, Katedra genetiky a šlechtění

Ing. Antonín Šašek, CSc.

VÚRV Praha Ruzyně

I. Úvod

1. Stávající metody stanovení odrůdové pravosti a čistoty, používané při kontrole osiv a sadby, jakož i při nákupu a zpracování merkantilních dávek, jsou založeny na posuzování souboru morfofyziologických znaků a vlastností rostlin hodnocených ve vegetačních zkouškách. Tento způsob je však časově náročný a neumožňuje rychlou a plně spolehlivou, vnějšími faktory neovlivnitelnou identifikaci genotypu.

Proto se cca v posledních patnácti letech v zahraničí i v ČR studují možnosti rychlé a spolehlivé identifikace odrůdové pravosti pomocí elektroforetické analýzy bílkovinných (zásobních i enzymatických) genetických markerů.

2. Podstatou elektroforetického stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty je existence bílkovinných genů, které podmiňují tvorbu bílkovin specifických pro jednotlivé odrůdy. Tyto pro odrůdu specifické bílkoviny se dají charakterizovat pomocí elektroforetického dělení, kdy se oddělují, vyčleňují jednotlivé bílkovinné složky podle velikosti elektrického náboje, případně i podle velikosti bílkovinných molekul, ve škrobovém, či polyakrylamidovém gelu v podobě dobře barvitelných zón, pásem. Vhodně zvolené bílkoviny - genetické markery vytvářejí specifické soubory zón, pásem analyzovaných bílkovin tzv. elektroforetická spektra bílkovin, typická pro jednotlivé odrůdy.

3. Předpokladem využívání elektrofézy genetických markerů pro identifikaci odrůd jsou vzorová elektroforetická spektra bílkovin jednotlivých odrůd. Tato vzorová elektroforetická spektra mohou být vyjádřena rovněž v podobě souborů alelických bloků společně děděných zón, vyčleněných z elektroforetických spekter.

V současné době byl vypracován konečný návrh nové ČSN 46 1085-1 a 46 1085-2, pojednávající o stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty jednotlivých dávek pšenice obecné a ječmene pomocí elektroforézy bílkovin ve škrobovém (SGE), či v polyakrylamidovém gelu (PAGE). Zmíněný návrh ČSN považuje obě uvedené metody elektroforetické separace bílkovinných genetických markerů za vhodné k laboratornímu stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty dávek osiv.

Jako příklad etalonových elektroforetických spekter gliadinových markerů pšenice včetně vyčleněných alelických bloků zón v digitalizované podobě lze uvést v grafu 1 spektra odrůd ozimé pšenice povoleného sortimentu. (Graf 1). Analogicky zpracoval VÚRV v Praze ve spolupráci s ČZU v Praze a s ÚKZÚZ v Brně katalogy gluteninových markerů pšenice a hordeinových markerů ječmene.

II. Materiál, metoda

Kontrola odrůdové pravosti a odrůdové čistoty dávek pšenice obecné je předpokladem racionálního využití odrůdy.

K stanovení odrůdové pravosti a čistoty dávek pšenice ze sklizně 1996, deklarovaných jako odrůdy potravinářské pšenice, bylo připraveno celkem 70 vzorků. Vzorky připravila ČZPI Brno.

Vzorky zrna ` a 24 zrn byly elektroforeticky analyzovány na skladbu gliadinů běžným postupem vertikální elektroforézy ve sloupcích škrobového gelu v A1 - laktátovém pufru při pH 3,1 s 2 moly močoviny na 1 l pufru (Šašek, Sýkorová, 1989).

Získaná gliadinová spektra hodnocených odrůd byla porovnávaná s etalonovými gliadinovými spektry deklarovaných odrůd pšenice. (Šašek et al., 1992 a,b - Černý et al., 1994, -Šašek, Černý, 1985 a,b).

III. Výsledky

Výsledky elektroforetické analýzy gliadinů hodnocených vzorků jsou shrnuty v tabulce I. (Tab.I.) Z celkového počtu 70 odebraných vzorků nebyl odrůdově deklarován 21 vzorek, tj. 30 %.

Identická deklarace vzorků, prokázaná elektroforetickou analýzou, byla potvrzena celkem u 17 vzorků ze 48 původně deklarovaných odrůdově, tj. 35,42 %.

Z hodnocených 70 vzorků elektroforéza gliadinů prokázala, že 22 vzorků představuje homogenní odrůdy bez jakýchkoliv příměsí, tj. četnost těchto odrůd bez příměsí činí 31,43 %.

Z hodnocených 70 vzorků 48 vzorků tj. 68,57 % představuje směsi dvou a více odrůd.

Z tohoto počtu 25 vzorků představuje směsi 2 odrůd, 10 vzorků směsi 3 odrůd, 12 vzorků směsi 4 odrůd a 1 vzorek je složen z 5 odrůd.

Směsi odrůd potravinářských a krmných pšenic byly zjištěny v 7 případech, jejich četnost dosahuje 10 %.

V 5 případech, tj. v 10,4 % nebyla zjištěna deklarovaná odrůda vůbec.

Elektroforetická analýza gliadinů zjistila u 11 vzorků z celkového počtu 70 hodnocených, tj. v 15,71 % nedefinované genotypy, pravděpodobně dosud nepopsané sesterské sublinie stávajících odrůd, nebo dosud nepovolená nová šlechtění.

Jako příklad snížení pekařské jakosti deklarované odrůdy směsí odrůd s nižší pekařskou jakostí lze uvést vzorek č. 65. Vzorek byl nakoupen do skladů a byl deklarován jako vysoce jakostní potravinářská odrůda Hana, která je zařazována do nejvyšší, tj. 9 třídy pekařské jakosti. Ve skutečnosti tato dodávka obsahuje 60 % odrůdy Rexia (pekařská tř. č.6), 20 % odrůdy Siria (pekař. tř. č.5-6), 10 % odrůdy Samanta (pek. tř. č.7) a 10 % odrůdy Ilona (pek. tř. č.7).

IV. Závěr

Elektroforetickou analýzou gliadinových genetických markerů bylo prokázáno:

metoda stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty elektroforetickou analýzou gliadinových bílkovin endospermu pšeničné obilky na škrobovém gelu umožňuje určit konkrétní nedostatky v odrůdové deklaraci nakupovaných dávek osiva a merkantilu pšenice.

Použitá literatura:

ČERNÝ, J. - ŠAŠEK, A. - MALÝ, J.: Ověření metody bílkovinných markerů pekařské jakosti pšenice obecné pomocí nových genotypů, zkoušených ve státních odrůdových zkouškách v roce 1991. Genet. a šlechť., 1982, 28, 4, s. 271-283

SOBKO, T. A. - POPERELJA, F.A.: Častota z jakoju zustričajutsja aleli gliadin kondirujičich lokusiv u sortiv mjagkoi pšenici. Visnik silskogosp. Nauki, 1986, s.84-87

ŠAŠEK, A. - SÝKOROVÁ, S.: Standardization of vertical electrophoresis in starch gel columns and characterization of gliadin blocks. Scientia Agric. bohemoslov., 21, 1989,s. 99-108

ŠAŠEK, A. - BRADOVÁ, J. - ČERNÝ, J.:Gliadinová charakteristika nových odrůd pšenice seté, povolených v roce 1984 pro pěstování v ČSSR. Sborník ÚVTIZ - Genet. a šlechť., 1985, 3, s. 2 15-221

ŠAŠEK, A. - STEHNO, Z. - ČERNÝ, J. - BARTOŠ, P. - BRADOVÁ, J.: Gliadin lines in a model set of polymorphic common wheat varieties - populations. Scientia agriculturae bohemoslovaca, 1985, 4, s. 243-254

ŠAŠEK, A. - ČERNÝ, J. - BRADOVÁ, J. - MALÝ, J.: Gliadinové a gluteninové genetické markery pšenice obecné. Rostlinná výroba, 1992, s. 757-764

ŠAŠEK, A. - ČERNÝ, J.: Vzorová elektroforetická spektra gliadinů a gluteninů s VMH odrůd pšenice obecné, pěstovaných v ČR v roce 1993. Rostlinná výroba, 1995, 41, 4, s. 163-168

ŠAŠEK, A. - ČERNÝ, J.: Elektroforetická spektra gliadinů a podjednotek gluteninů s VMH odrůd pšenice obecné restringovaných v letech 1982-1983. Rostlinná výroba, 1995, 41, 5, s. 225-231.

Tabulka 1: Výsledky stanovení odrůdové pravosti a odrůdové čistoty dávek pšenice pomocí elektroforézy gliadinů v škrobovém gelu (1996)

Vysvětlivky: Účel nákupu: INT. - intervenční nákup

NÁK.- nákup do skladů

VYŽ. - na vyžádání ČZPI