Breeding and production technology development of sour- and sweet cherry varieties with high antioxidant capacity  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
123579
Type INN
Principal investigator Takács, Ferenc
Title in Hungarian Magas beltartalmi értékű meggy- és cseresznyefajták nemesítése és technológiafejlesztése
Title in English Breeding and production technology development of sour- and sweet cherry varieties with high antioxidant capacity
Keywords in Hungarian meggy, cseresznye, antioxidáns, rezisztencia nemesítés, intenzív termesztés, alanyhasználat
Keywords in English sour cherry, cherry, breeding, high density orchard, cherry rootstock
Discipline
Horticulture (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Ortelius classification: Gardening
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Fruitculture Research Institute (FRI) (National Agricultural Research and Innovation Centre)
Participants Kovács, Csilla
Kovácsné Békefi, Zsuzsanna
Nagyné Sárdi, Éva
Preininger, Éva
Szügyi, Sándor
Tóth, Tímea
Vaszily, Barbara
Starting date 2017-09-01
Closing date 2020-12-31
Funding (in million HUF) 35.970
FTE (full time equivalent) 8.71
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A cseresznye (Prunus avium L.) és a meggy (Prunus cerasus L.) elsődleges és másodlagos géncentruma Irán és Magyarország. Bár a közös genetikai eredet sejthető, azonban nagy különbség figyelhető meg a földrajzi elhatárolódás és a hosszú nemesítési időszak következtében. A magyarországi cseresznye- és meggynemesítés több, mint 60 éves múltra tekint vissza, melynek eredménye 18 meggy és 24 cseresznye fajta állami elismerése. A legfontosabb nemesítési módszereink a tájszelekció, valamint a keresztezéses nemesítés. A cseresznye genetikai anyagának cseréjében mindkét fél részesül, hasznosíthatja a kapott adatokat, melyek segítségével javíthatók a nemesítési programok.
Céljaink
- A magyar és iráni fajtagyűjteményből a cseresznye és meggy genetikai anyagainak cseréje elősegítheti a nemesítési program javítását. Biztosítható a gyümölcs morfológiai és fenológiai adatainak bővítése
- A gyümölcs méretét meghatározó markerek tesztelése a magyar és iráni cseresznye és meggy szelekció során bevezethető a nemesítési programba
- A meggynemesítési programunkban előállított genotípusok közül olyan új, ígéretes, várhatólag a hazai fajtaszortimentbe illeszthető hibridek kiválasztása, melyek kiváló gyümölcsminőségűek, öntermékenyek és nagyfokú betegség ellenálló képességgel nemesítést segítő tesztelési módszer kifejlesztése és alkalmazása a hazai és az iráni meggy genotípusokon rendelkeznek.
- A cseresznye és meggy növényi részeiben képződő endogén vegyületek vizsgálatán alapuló szelekciós nemesítést segítő tesztelési módszer kifejlesztése,
- Intenzív meggyművelési rendszerek (tenyészterület, koronaforma) kidolgozása különös tekintettel a pályázatban szereplő genotípusok használatára

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A cseresznye és meggy genotípusok mesterséges fertőzéssel indukált ellenálló képessége, a metil-donor vegyületek mennyisége és az endogén HCHO mennyiség-változások összefüggenek a Monilinia laxa ellenálló képességgel. Arra a kérdésre keressük a választ, hogy az állókultúrák, azaz a fás szárú növények – jelen esetben a meggy és a cseresznye – esetében is hasonló védekezési válaszreakciókat figyelhetünk-e meg, valamint az így kapott eredmények felhasználhatók-e biokémiai markerekként a meggy és cseresznye nemesítési programban. Az elmúlt években az előbbiekben megfogalmazott célok mellett egyre nagyobb hangsúlyt kap a frissfogyasztás ösztönzése, magas beltartalmi értékkel rendelkező fajták köztermesztésbe vonása. A cseresznye és a meggy beltartalmi paramétereinek és egészségvédő hatásának vizsgálatával több külföldi és hazai kutatócsoport is behatóan foglalkozik. Magyar meggy és cseresznyefajták vizsgálatakor kiderült, hogy a magyar genotípusok hatalmas variabilitással rendelkeznek antioxidáns kapacitás tekintetében, összehasonlítva más, külföldi adatokkal. A vizsgálataink célja a magas antioxiáns kapacitással rendelkező, rezisztens meggy és cseresznye fajták szelektálása és technológia fejlesztése.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A szakemberek közül sokan gondolják úgy, hogy hazánkban és Iránban a gyümölcstermesztés területén a cseresznye és a meggy potenciális kitörési pontként világviszonylatban is jelentős lehetőséget kínál. A cseresznye és a meggy a kertészeti ágazat legexportképesebb terméke. Kifejezetten fontos gazdasági növényünk, élettani jelentőségét számos indokkal alátámaszthatjuk. A magas beltartalmi értékekkel rendelkező friss fogyasztású meggy és cseresznye nemesítése nemzetgazdasági érdek. Cseresznye és meggy nemesítési programunk eredménye a 42 államilag elismert fajta. A világon elsők között állítottunk elő öntermékeny fajtákat, fajtáink iránt a világ számos részén érdeklődnek, illetve kaptak szabadalmat. Legfontosabb célkitűzéseink az extrém korai illetve kései érési idő, nagy gyümölcsméret, megbízható, nagy termőképesség. 1991-től kezdődően az USA Mezőgazdasági Minisztériuma támogatásával közös meggynemesítési programot kezdtünk el, "Betegség-ellenálló meggyfajták nemesítése" céljából. Elengedhetetlen a meggytermesztés intenzitásának fokozása, a minőség javítása.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Intézetünkben a meggy- és cseresznyenemesítés több mint 60 éves múltra tekint vissza, melynek eredményeként számos államilag elismert fajtát tartunk nyilván. A legfontosabb nemesítési módszereink a tájszelekció, valamint a keresztezéses nemesítés. A Kárpát-medence a cseresznye és a meggy másodlagos géncentrumának tekinthető, ezért számos fajtakör fellelhető hazánkban, melyek kiváló nemesítési alapanyagnak tekinthetők. A génbanki alapanyagok cseréje, közös nemesítési program kidolgozása új lehetőséget teremt a kor igényeinek megfelelő rezisztens, magas minőségű meggy és cseresznye fajták előállítására. Legfontosabb nemesítési célkitűzésünk a cseresznye és meggy genotípusok közül olyan új, ígéretes, a hazai fajtaszortimentbe illeszthető hibridek kiválasztása, amelyek kiváló gyümölcsminőségűek, öntermékenyek és nagyfokú rezisztenciával rendelkeznek a legfontosabb kórokozókkal szemben. Emellett célul tűztük ki továbbá a keresztezéses, valamint a tájszelekciós nemesítéssel előállított genotípusok, valamint az iráni tájfajták bevonását a hazai nemesítési programba. Az iráni helyi tájfajták hazai tesztelése és a hazai nemesítési programban való felhasználása új távlatokat nyithat a meggy és cseresznye fajtaelőállításban.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Sweet cherry (Prunus avium L.) and sour cherry (Prunus cerasus L.) originates from the area which consists both Iran and Hungary, as primary and secondary gene centres of these species. Although common genetic origin can be suspected, great differences can be found due to geographical isolation and long selection period. The history of Hungarian sour and sweet cherry breeding dates back to more than 60 years, resulting 18 sour and 24 sweet cherry varieties approved by the Hungarian State. The most important breeding methods are regional selection and cross breeding. Both partners can benefit from the exchange of sour and sweet cherry genetic resources, utilise data, thereby improving their breeding programmes.
Our important aims:
- Exchange of sour and sweet cherry genetic resources between Hungarian and Iranian collection in order to utilise them in breeding programme in the future. Providing fruit morphological and phenological data about the accessions.
- Testing fruit size markers on Hungarian and Iranian sour and sweet cherry selections in order to introduce them in marker assisted breeding.
- To select those hybrids from the sour and sweet cherry genotypes produced in our breeding program, which have excellent fruit quality, are self-fertile and have high degree of disease resistance.
- Development of the testing methods of assisting breeding selection, based on the analysis of endogenous compounds for the cherry plant parts.
- Development of cherry cultivation system (planting density, canopy shape) suitable for these genotypes.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The resistance of sour and sweet cherry genotypes induced by artificial infection, the quantity of methyl-donor compounds and the changes in endogenous HCHO level are correlated with Monilinia laxa tolerance. We are trying to find out, whether we can observe similar defence reactions in woody plants, namely in case of cherries, and whether the obtained results could be used as biochemical markers in sour and sweet cherry breeding programs. During the last couple of years the promotion of fresh consumption, and the introduction of varieties with high nutritional values had been emphasized. Several foreign and domestic research teams are investigating the nutritional parameters and health promoting effects of sour and sweet cherries. Hungarian sour cherry genotypes have a huge variability in antioxidant capacity compared to foreign data. The aim of our investigations is to select disease resistant sour and sweet cherries with high antioxidant capacity.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Most experts think, that sour and sweet cherry growing may provide significant possibilities for the development of both Hungarian and Iranian fruit industry. Sour and sweet cherries are the most export capable goods of horticulture. They are markedly important fruit species, their physiological importance can be confirmed by several reasons. Breeding sour and sweet cherries suitable for fresh consumption has a high importance for the national economy. The current results of the Hungarian sour and sweet cherry breeding programmes are the 42 varieties with State approval. Hungary is one of the first countries, where self-fertile varieties were bred, many other counties of the world are interested in them, and patented them. Our most important breeding aims are the extremely early or late ripening time, big fruit size, reliable and high productivity. In 1991 we started a joint sour cherry breeding programme with USDA, to breed disease resistant sour cherry varieties. It is essential to increase the intensity of cherry production and to improve quality.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The history of cherry breeding in our Institute dates back to more than 60 years, resulting in several sour and sweet cherry varieties approved by the Hungarian State. The most important breeding methods are regional selection and cross breeding. The Carpathian Basin can be considered as a secondary gene centre, therefore several variety groups can be found here; these are excellent sources for breeding. The exchange of gene bank materials, the elaboration of common breeding program creates new possibilities to produce high quality, disease resistant sweet and sour cherry varieties that suits todays’ demand. The most important breeding aim is to select those hybrids from the sour and sweet cherry genotypes produced in the breeding program of NARIC, which have excellent fruit quality, are self-fertile and have high degree of disease resistance. Moreover we would like to prove the disease tolerance of genotypes produced by either cross breeding or regional selection. The domestic testing and the introduction of Iranian local regional varieties into Hungarian breeding programs can open new perspectives in the production of sour and sweet cherries.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kutatómunkánk öt részterületre fókuszált, melyek közös ismérve, hogy segítse a hazai meggynemesítést olyan fajták előállításával, melyek funkcionális élelmiszerként, friss fogyasztásra is alkalmasak. A különböző területeken végzett részkutatások a hagyományos fajtakutatástól nagyban különböznek, hiszen vizsgáljuk a fajták genetikai adottságait, amelyek a nemesítés kezdetén segítik meghatározni a fajta öntermékenyülési tulajdonságait. Vizsgáljuk a fajták beltartalmi értékeit, valamint a tárolhatóságát is. Ezen paraméterek nagymértékben segítik a fajták céltudatos felhasználását. Az S-allél elemzésnek eredményeként öt kapcsolat mutatott öntermékenységet, míg utóbbi 12 önmeddő volt. A frissfogyasztás növelése céljából módosított légterű tárolási kísérletet állítottunk be (’Érdi bőtermő’, ’Petri’, ‘Újfehértói fürtös’). Megállapítottuk, hogy a MAP (Modified Atmosphere Packaging) tárolás csökkentette a romlás mértékét. A kimutatott gomba nemzetségek aránya a hűtést követően csökkentek. Elmondható, hogy a meggy fogyasztási ideje meghosszabbítható a MAP tárolással. Nemesítési munkánk eredményeként 2019-ben a szelekciós nemesítésünkből származó VN7 jelzésű fajtajelöltet felvették az Országos Fajtajegyzék-nyilvántartásába és „Márta” névvel állami elismerést kapott. 2020-ban a „D” jelű klón „Olibell” néven kapott állami elismerést és európai szabadalmi oltalmat. Mindkét meggyfajta meghatározó lehet a következő évek meggyültetvényeiben.
Results in English
Our research work focused on five sub-areas, the common feature of which is to help domestic sour cherry breeding by producing varieties that are suitable for fresh consumption as a functional food. Sub-research is very different from traditional variety research in different fields, as we examine the genetic characteristics of varieties, which help to determine the self-fertilization traits of the variety at the beginning of breeding. We also examine the content values of the varieties as well as their storability. These parameters greatly help the purposeful use of varieties. As a result of S-allele analysis, five associations showed self-fertility, while the latter were 12 self-barren. In order to increase fresh consumption, we set up a modified air storage experiment (‘Érdi bőtermő’, ‘Petri’, ‘Újfehértói fürtös’). We found that MAP (modified atmosphere packaging) storage reduced the rate of the deterioration. The proportion of detected fungal genera decreased after cooling. It can be said that the shelf-life of sour cherries can be extended with MAP storage. As a result of our breeding work, the variety candidate marked VN7 from our selection breeding was included in the National Variety Register and received state recognition under the name “Márta” in 2019. In 2020, clone “D” received state recognition and European patent protection under the name “Olibell”. Both varieties of sour cherries may be dominant in the plantations of the coming years.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=123579
Decision
Yes





 

List of publications

  
SZILÁGYI S., BÉKEFI ZS.: Virágzásdinamikai vizsgálatok az érd-elvirai cseresznye génbanki ültetvényben, NAIK Fiatal Kutatói Napok II. szakmai konferencia, 2017
SZILÁGYI S., UJFALUSSYNÉ ÖRSI D., HORVÁTH-KUPI T., BÉKEFI ZS.: Cseresznye tételek gyümölcs-morfológiai tulajdonságainak vizsgálata az Érd-Elvirai génbankban, XXIV. Növénynemesítési Tudományos Nap, Összefoglalók, 2018
BÉKEFI ZS, SZABÓ T., GYÜRKI É., PALLAI E., BUDAINÉ VERES Á., APOSTOL J., KOVÁCS SZ, HORVÁTH-KUPI T., SZILÁGYI S., UJFALUSSYNÉ ÖRSI D., VARGA J., KOLLÁNYI G., SURÁNYI D., DEMKU T., MENDEL Á., NÁDOSY F., LAKATOS T.: Fruit genetic resources at NARIC Fruitresearch Institute, Hungarian Agricultural Research 2018/2, 2018
S. SZILÁGYI, D. UJFALUSSYNÉ ÖRSI, ZS. BÉKEFI: Morphological and phenological studies in the sweet cherry genebank at NARIC-FRI Research Station of Érd, Hungary, XXX. INTERNATIONAL HORTICULTURAL CONGRESS Istanbul Turkey, 12.08.2018-16.08.2018. In press, 2018
KOVÁCS CSILLA, SÁNDOR ERZSÉBET, TAKÁCS FERENC: Pre- és posztharveszt technológiák hatása különböző meggyfajták tárolhatóságára és polcállóságára, KERTGAZDASÁG: A KERTÉSZETI ÉS ÉLELMISZERIPARI EGYETEM A MAGYAR KERTÉSZETI TANÁCS ÉS A MAGYAR KERTÉSZETI TUDOMÁNYOS TÁRSASÁG SZAKFOLYÓIRATA 49:(2), 2017
K. MIHÁLY, CS. KOVÁCS, F. TAKÁCS, E. SÁNDOR: Combined effect of MAP and gamma radiation for shelf life of tart cherry (Prunus Cerasus L.), Scientific researches in food production Abstrack book, Slovak University of Agriculture in Nitra, 06.11.2017., 2017
MIHÁLY KATA, KOVÁCS CSILLA, BUJÁKI BOGLÁRKA, TAKÁCS FERENC, SÁNDOR ERZSÉBET: Preharveszt kezelések és módosított légterű tárolás hatása a meggy romlását okozó gombapopuláció összetételére, 63. Növényvédelmi Tudományos Napok Absztraktfüzet, 2017
MIHÁLY KATA, KOVÁCS CSILLA, BUJÁKI BOGLÁRKA, TAKÁCS FERENC, SÁNDOR ERZSÉBET: A sugárkezelés és a módosított légterű tárolás hatása a frissfogyasztású meggy polcállóságára, LIX. Georgikon Napok Konferencia kiadványa, 2017
MIHÁLY KATA, MOHOS CSILLA, KOVÁCS CSILLA, TAKÁCS FERENC, SÁNDOR ERZSÉBET: Preharveszt kezelések hatása a meggy polcállóságára és a felületén megtalálható penész telepképző egység mennyiségére, 64. Növényvédelmi Tudományos Napok Absztraktfüzet, 2018
K. MIHÁLY , CS. KOVÁCS, F. TAKÁCS, E. SÁNDOR: Preharvest treatments modified surface molds population and the shelf life of tart cherry (Prunus cerasus L.), XXIV National Congress Italian Phytopathological Society (SIPaV) Abstrack book, Ancona, Italy, 05.09.2018.-07.09.2018., 2018
SÁNDOR E., MIHÁLY K., KOVÁCS CS., TAKÁCS F.: Developing pre- and postharvest technology for the fresh fruit storage of tart cherry (Prunus cerasus L.), FSD 2018 3rd Food Structure & Design Conference: Abstract book, Debrecen, Hungary, 20.09.2018.-22.09.2018., 2018
K. MIHÁLY, E. SÁNDOR, CS. KOVÁCS, F. TAKÁCS: Effect of different storage methods for the self-life and the fungal populations of the Hungarian sour cherry varieties, XXX. INTERNATIONAL HORTICULTURAL CONGRESS Istanbul Turkey, 12.08.2018-16.08.2018. In press, 2018
Szilágyi, S., Halász, J., Békefi, Zs.: Association of PaSOC1 genotype with dormancy and flowering time among sweet cherry genebank accessions, XV. Eucarpia Fruit Breeding and Genetics Conference Abstractbook, 2019
Mihály Kata, Kovács Csilla, Takács Ferenc, Sándor Erzsébet: Szüret előtti növényvédelmi kezelések hatása a a meggy romlást okozó gombapopuláció összetételére és polcállóságára, Növényvédelem 80. 55 (1), 2019
Kata Mihály, Csilla Kovács, Ferenc Takács, Erzsébet Sándor: Pre- and postharvest technologies to extend the shelf life of Prunus cerasus, ACTA AGRARIA DEBRECENIENSIS 2019-1, 2019
K., Mihály ; Cs., Kovács ; F., Takács ; E., Sándor: Preharvest treatments modified surface molds population and the shelf life of tart cherry (Prunus cerasus L.)., Phytopathological Society (SIPaV) (szerk.) Ancona, Olaszország : (2018), 2018
Bujáki, Boglárka ; Mihály, Kata ; Szojka, Anikó ; Kovács, Csilla ; Takács, Ferenc ; Sándor, Ezsébet: Preharvest treatments of sour cherries to extend self-life, 7th International Conference for Students - Student in Bucovina : Abstract book (2016) pp. 31-31. Paper: ISSN: 2068-7648 , 1 p., 2018
Szilágyi, S., Halász, J., Békefi, Zs.: Association of PaSOC1 genotype with dormancy and flowering time among sweet cherry genebank accessions, XVth Eucarpia Fruit Breeding and Genetics Conference, 2020
Mihály K., Takács F., Sándor E.: Kitozán alapú kezelés hatása a meggy polcállóságára, 66. Növényvédelmi Tudományos Napok, 2020
Szabó Tibor; Takács Ferenc; Szőke Ferenc: D-Clone variety application 'Olibell', Community Plant Variety Office (CPVO), 2020
Takács Ferenc ; Mihály Kata ; Kovács Csilla ; Sándor Erzsébet: Comparison of the shelf life and surface mold population of Hungarian Prunus cerasus cultivars following different pre- and postharvest treatments, V th International Symposium on Postharvest Pathology Book of abstracts, 2019
K. Mihály, Cs. Kovács, A. Nagy, F. Takács, E. Sándor: Comparison of the shelf life and surface mold population of Hungarian Prunus cerasus cultivars following different pre- and posthavest treatments, ISHS-Acta Horticulturae at the Vth International Symposium on Postharvest Pathology, 2020



Back »