Testování vitality semen polních plodin

Abstract

Do popředí zájmu se v rámci adaptačních opatření na vývoj klimatu v současnosti dostává šlechtění odrůd se zvýšenou tolerancí k abiotickým stresorům. Z pohledu tolerance k suchu je významnou růstovou fází již klíčení semen a následný vývoj klíčenců. Metody hodnocení klíčení jsou navrženy především do ideálních (laboratorních) podmínek, nicméně je přínosné znát reálné projevy semen v polních podmínkách, byť simulovaných. V tomto kontextu je testována schopnost semen vyklíčit za podmínek suboptimálních až stresových - tj. vitalita semen. Existuje předpoklad, že u genotypů s vitálnějšími semeny dojde, mimo jiné, ke zvýšení tolerance k suchu. Klíčenci z vitálnějších obilek uniknou snáze případnému suchu v počátečních fázích vegetace, vytvoří rychleji kořenový systém a budou tak tolerantnější ke stresovým podmínkám i v dalších fázích vegetace. Hodnocení parametrů vitality semen má potenciál realizace ve šlechtitelských programech. Předchozí výsledky potvrzují významný genetický základ vitality a jsou předpokladem pro využití této vlastnosti semen jako selekčního kritéria ve šlechtění. Standardně používané metody zjišťování vitality semen jsou zpravidla založeny na binárním přístupu - typicky v podobě: naklíčeno/nenaklíčeno. S rozvojem digitální optické techniky a digitální analýzy obrazu jsou vyvíjeny a úspěšně zaváděny metody exaktnějšího, detailnějšího a automatizovaného hodnocení vitality. Metody využívají pro hodnocení digitální skener a software pro digitální analýzu obrazu. Je tak umožněno precizní fenotypování odrůdových diferencí v rychlosti nárůstu biomasy kořenů nebo klíčku u značného počtu genotypů a jedinců. Získané fytometrické (morfometrické) charakteristiky mohou být konfrontovány s vybranými kvantitativními znaky produkce. Aktivity ve výzkumu a šlechtění na zlepšení vitality jsou prozatím velice limitované, vzhledem ke kvantitativní (polygenní) povaze dané vlastnosti a absenci vhodných metod, které jsou doporučeny mezinárodní autoritou typu ISTA (International Seed Testing Association).

The seed quality is of increasing importance due to global climate change. In rapidly changing climatic conditions seed vigour become increasingly important seed characteristics. The most-used method of assessing the quality of seeds is testing of seed germination (realized under laboratory conditions). Laboratory testing of quality characters of seed is usually carried out in ideal conditions (optimal temperature and air humidity). This characteristic of seeds indicates the ability to germinate in ideal conditions (i.e. potential of seeds). Nevertheless, for detecting the properties of the seeds is also important to test under field conditions or in conditions close to the situation in the field. Seed vigour is the ability of seeds to germinate under stress conditions (drought, low temperatures, the lack of nutrients, saline soils, heavy metals contamination etc.). At this point comes to the fore vigour of seeds to germinate under stressful conditions. Vigorous seeds are able to withstand stressful environmental conditions at an early stage of growth. High seed vigour is a precondition for fast and homogenous field emergence and good malting quality in barley. Seed vigour tests are divided into: tests based on germination, physiological and biochemical tests and multifactor tests. Most of them are based on the principle of simulation stress conditions. In any case, the ability of repeatability and reproducibility of methods are important. Standard method that is used at this time for the seed vigour evaluation, is confined to simple physiological binary fact germinated/non-germinated. The seed vigour is a polygenic trait, with prospects of improvement by traditional breeding methods. Nevertheless, the seed vigour was due to lack of appropriate methods in breeding programs neglected in the history.