Magas termőképességű, szárazságtűrő, jó minőségű, a fontosabb helyi kórokozókkal szemben összetett rezisztenciával rendelkező burgonyafajták kinemesítése
Magas termőképességű, szárazságtűrő, jó minőségű, a fontosabb helyi kórokozókkal szemben összetett rezisztenciával rendelkező burgonyafajták kinemesítése
Angol cím
Development of high yielding drought tolerant potato cultivars with good quality and complex resistance to important local diseases.
magyar kulcsszavak
burgonyanemesítés, biotikus és abiotikus stresszek, összetett rezisztencia
angol kulcsszavak
potato breeding, biotic and biotic stresses, complex resistance
Növényi biotechnológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)
30 %
zsűri
Növénytermesztés, állattenyésztés
Kutatóhely
Burgonyakutatási Központ (Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem)
résztvevők
Cernák István Frank Krisztián Pribék Dalma Taller János Wolf István
projekt kezdete
2020-08-01
projekt vége
2022-12-31
aktuális összeg (MFt)
24.197
FTE (kutatóév egyenérték)
2.61
állapot
lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. A burgonya a világon a harmadik, de Iránban és Magyarországon is az egyik legfontosabb élelmiszernövény. Sikeres termesztését a növény abiotikus (hő és szárazság) és biotikus (kórokozók, kártevők) tényezőkkel szembeni érzékenysége erősen veszélyezteti. A pályázatban a keszthelyi Burgonyakutatási Központ és az iráni Seed and Plant Improvement Institute, Karaj együttműködését tervezzük. A kutatómunka alapját a Központból PhD fokozatszerzés után Iránba hazatért kollégákkal való együttműködés adja. Célunk hagyományos nemesítési (keresztezés, fenotípusos szelekció) és modern molekuláris genetikai módszerekkel (rezisztenciagénekhez kapcsolt molekuláris markerek fejlesztése, adaptálása és alkalmazása) olyan nemesítési vonalak, fajtajelöltek előállítása és jellemzése, melyek összetett rezisztenciáik révén a burgonya számára kedvezőtlen ökológiai körülmények között is magas termőképesség- és minőségstabilitással rendelkeznek. Ehhez üvegházi kórtani, Iránban szabadföldi szárazságtűrési, adaptációs kísérleteket kívánunk beállítani több termőhelyen magyar és iráni alapanyagokkal. Teszteljük a fajták és nemesítési vonalak szárazságtűrését. Szerológiai módszerekkel és DNS alapú molekuláris markerekkel meghatározzuk a genotípusok burgonya Y és X vírus, fonálféreg és burgonyavész rezisztenciáját, illetve kimutatjuk a rezisztenciagének jelenlétét, meghatározzuk a genotípusok minőségi paramétereit (keményítőtartalom, nyers, főzési és sütési minőség, redukáló cukortartalom). A potenciális fajtajelölteket in vitro vírusmentesítjük és elkezdjük szaporítóanyag előállításukat. A program eredményeként esély nyílhat a magyar fajták iráni termesztésére és közös tulajdonú fajták előállítására is.
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 projekt alapkérdése, hogy hogyan lehet, illetve, lehet-e a burgonya számára kedvezőtlen ökológiai körülmények közé adaptálódott, összetett rezisztenciájú magas termőképességű és minőségű fajtákat előállítani, úgy hogy ötvözzük a több évtizedes magyar burgonya rezisztencianemesítési eredményeket napjaink legmodernebb molekuláris genetikai fejlesztéseivel, a genetikai markerekre alapozott szelekcióval és az iráni fél környezeti szelekciós lehetőségeivel, szaktudásával?
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 kutatási program sikeres teljesítésével bővülhet a gyakorlati nemesítésben használható eszköztár és kiváló környezeti alkalmazkodó képességű burgonyafajták kinemesítésére nyílik lehetőség. Ilyen fajták használatával biztonságosabbá tehető a két ország lakosságának e fontos alapélelmiszerrel hazai forrásból való ellátása, a burgonyatermesztés számára eddig kevésbé alkalmas területeken is lehetővé válhat a termesztés, nőhet a termelés biztonsága, alacsonyabb öntözővíz és növény-védőszer felhasználás mellett csökkenhet a burgonyatermesztés önköltsége, javulhat a környezeti és élelmiszerbiztonság, a termelés jövedelmezősége. Ezzel párhuzamosan nőhet a vidéki társadalom önfenntartó képessége, a vidék munkaerő megtartó képessége. A projekt egyediségét a világon szinte egyedülálló, közel 60 éves következetes keszthelyi rezisztencianemesítési program, az ebből származó egyedi fajták és szülői vonalak felhasználása és a fenotipizálást megkönnyítő iráni környezeti adottságokat kiegészítő modern, rendkívül hatékony DNS alapú markerekre alapozott szelekciós technikák ötvözése jelenti. A két komponens együttes alkalmazásával megőrizhető, sőt tovább bővíthető a magyar burgonya rezisztencianemesítési program helyzeti előnye más nemesítő házakkal szemben. Hosszabb távon a kutatásból közös tulajdonú fajták is születhetnek.
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. A burgonya a világon a harmadik legfontosabb élelmiszernövény. Sikeres termesztését azonban a növény környezeti stresszekre való érzékenysége (hő és szárazság), valamint kórokozókkal és kártevőkkel szembeni fogékonysága nagyban megnehezíti. A pályázatban a keszthelyi Burgonyakutatási Központ és az iráni Seed and Plant Improvement Institute, Karaj (SPII) együttműködését tervezzük. A kutatási munka alapját a Keszthelyen végzett és az SPII-nél dolgozó három iráni doktorandusz kolléga Magyarországon végzett munkájának folytatása adja. A program célja magyar-iráni együttműködésben, hagyományos nemesítési és modern molekuláris genetikai módszerekkel olyan nemesítési vonalak, fajtajelöltek előállítása, fajták azonosítása, melyek összetett kórtani és környezeti rezisztenciáik révén a burgonya számára kedvezőtlen ökológiai körülmények között is magas termőképességűek és stabil minőségűek. Ehhez üvegházi kórtani, Iránban szabadföldi szárazságtűrési és alkalmazkodó képességi kísérleteket kívánunk beállítani több termőhelyen keszthelyi és iráni alapanyagokkal. Teszteljük a fajták és nemesítési vonalak szárazságtűrését. Szerológiai módszerekkel és genetikai markerekkel meghatározzuk ellenálló-képességüket a főbb burgonya kórokozókkal és kártevőkkel szemben. Meghatározzuk minőségi paramétereiket (keményítő tartalom, feldolgozási minőség). Az ígéretes fajtajelölteket laboratóriumi körülmények között kórokozó-mentesítjük és elkezdjük szaporítóanyag előállításukat. A program eredményeként esély teremtődhet a magyar fajták iráni termesztésére és hosszabb távon közös tulajdonú fajták előállítására is.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Potato is the third most important food crop worldwide in Hungary and Iran as well. The production is endangered by its sensitivity to abiotic (heat and drought) and biotic (pathogens, pest) stresses. In this research we plan cooperation between the Potato Research Centre, Keszthely and Iranian Seed and Plant Improvement Institute, Karaj. The solid base of the project is the cooperation with those three Iranian colleagues who earned their PhD at the Potato Research Centre recently. Our aim is to develop and characterize breeding lines and variety candidates having high yield and quality stability even under unfavourable conditions due to their resistance to biotic and abiotic stresses by using commercial (sexual crosses and phenotypic selection) and molecular genetic techniques (development, adaptation and application of linked DNA markers). To reach our goals greenhouse pathological tests, field drought tests in Iran and adaptation experiments will be performed at several locations with Hungarian and Iranian breeding lines. Tolerance of varieties and breeding lines to drought stress will be investigated. Resistance to PVY, X, nematodes and late blight will be determined by serological methods and DNA based markers. Existence of resistance genes in the genotypes will be proved, their quality parameters will be investigated for fresh and after cooking discoloration, frying colour, reducing sugar and starch content. Variety candidates will be virus cleaned and healthy seed propagation will be started. Results of the project could provide opportunity to introduce selected Hungarian varieties into Iranian potato production and to breed of commonly owned new varieties as well.
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. Basic question of this research project is whether it is possible and how to develop new varieties having complex resistance, high yield and quality stability adapted to unfavourable ecological conditions by combining the several decades long results of Hungarian potato resistance breeding program with the most up to date molecular genetic methods and genetic marker based selection together with the expertise of Iranian colleagues and specific Iranian environment suitable for selection work.
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. By the successful fulfilment of the project the toolbar of practical breeding can be widened; identification of varieties, breeding of variety candidates having outstanding environmental adaptability can be realized. By the use of such varieties the security of potato production and availability of that important staple food from local production in both of the countries can be reached. Potato production can be extended to less favourable conditions; by decreased need of water and herbicide use the environmental and food security of potato production can be elevated together with its profitability. Parallel to these the self-maintenance ability of and employment in the rural communities can be strengthened. The uniqueness of the project comes from the combination and use of the near 60 years old experience and genotypes of the consistent resistance breeding program of Hungary with the capacity for phenotypisation under stressful Iranian conditions and expertise of both parties in the application of the efficient markers assisted selection in potato breeding. Combining of these two components the position of Hungarian potato resistance breeding program can be preserved and even further expanded in comparing to other breeding programs. In the long term the research project could lead to the registration of commonly owned new varieties.
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. Potato is the third most important staple food in the world. However successful potato production is limited by its sensitivity to abiotic (heat and drought) and biotic (pathogens, pest) stresses. In this research project we plan cooperation between Potato Research Centre, Keszthely (PRC) and Iranian Seed and Plant Improvement Institute, Karaj (SPII). The research project is based on the continuation of the work of three Iranian colleagues who earned their PhD degree at the PRC recently and now work for the SPII. The aim of the research project in the Hungarian – Iranian cooperation is the development of breeding lines and variety candidates and identification of cultivars having high yield and quality stability even under unfavourable ecologic conditions due to their complex pathogen and abiotic stress resistance by using commercial and molecular genetic techniques. To reach our goals greenhouse pathological tests, field drought tests in Iran and adaptation experiments will be performed at several locations with Hungarian and Iranian genotypes. Tolerance of varieties and breeding lines to drought stress will be investigated. The resistance of potato genotypes against the main potato pathogens and pests will be determined by serological tests and molecular markers. Additionally quality parameters (starch content, processing quality) of genotypes will also be investigated. Promising variety candidates will be virus cleaned and their healthy seed propagation will be started. The results of the project may make possible to introduce of selected Hungarian varieties into Iranian potato production and can lead to the breeding of commonly owned new varieties as well.
Zárójelentés
kutatási eredmények (magyarul)
A burgonya a harmadik legfontosabb élelmiszernövény a világon. A növény sikeres termesztését az abiotikus (hő és szárazság) és biotikus stresszekkel (kórokozók, kártevők) szembeni érzékenysége veszélyezteti. A rezisztens fajták termesztése a legköltséghatékonyabb és legmegbízhatóbb módja a kórokozók és kártevők elleni védekezésnek, valamint a termés- és minőségveszteség megelőzésének. Kutatási projektünk a Pannon Egyetem Keszthelyi Burgonyakutatási Központja és az iráni Vetőmag- és Növénynemesítő Intézet, Karaj, illetve annak három, a keszthelyi Burgonyakutatóban PhD fokozatot szerzett kollégájának együttműködésen alapult. A projekt keretében a keszthelyi genetikai bázisra alapozottan, Magyarországon és Iránban párhuzamosan hagyományos és modern molekuláris genetikai eljárásokat alkalmazva (DNS alapú markerekre alapozott szelekció) állítottunk elő, és jellemeztünk olyan komplex ellenállóképességgel és kiváló minőségi tulajdonságokkal, magas termőképességgel rendelkező nemesítési vonalakat, fajtajelölteket, melyek kedvezőtlen körülmények között is magas terméshozammal és minőségi stabilitással rendelkeznek. A program eredményeként Magyarországon, Balatoni sárga néven az egyik fajtajelöltünk bejelentésre került az állami regisztrációs kísérletekbe. A fajtajelölt komplex rezisztenciával rendelkezik több vírus, burgonya fonálféreg és a varasodás kórokozójával szemben, gumójának alaktartása és minőségi jellemzői minden körülmények között kiválóak.
kutatási eredmények (angolul)
The potato is the third most important food crop in the world. The successful cultivation of the plant is threatened by its sensitivity to abiotic (heat and drought) and biotic stresses (pathogens, pests). Cultivation of resistant varieties is the most cost-effective and reliable way to control pathogens and pests, as well as to prevent yield and quality loss. Our research project is based on the cooperation between Pannon University's Keszthely Potato Research Center and the Iranian Seed and Plant Breeding Institute, Karaj, and its three colleagues who obtained their PhD degrees at the Keszthely Potato Research Center. Within the framework of the project, based on the genetic base of Keszthely, and using traditional and modern molecular genetic methods (DNA markers assisted selection) parallel in Iran, we produced and characterized breeding lines with stabil high productivity and quality even under unfavorable conditions. As a result of the program, one of our variety candidates under the name Balatoni sárga, was enterd into the state registration trials in Hungary. The candidate variety has complex resistance to several viruses, potato nematodes and the causative agent of scab. Its tuber shape and quality characteristics are excellent in all conditions.
Krisztián Frank, Zsolt Polgár, István Wolf, Erzsébet Nagy, Kinga Mátyás, Izabella Solti, János Taller: GENOME SEQUENCE OF THE POTATO VARIETY „WHITE LADY” AND ITS APPLICATION IN BREEDING, Abstract Book of 21st Triennial Conference of EAPR, Krakow, Poland, 2022
Zsolt POLGAR, Laszlo GERGELY: Importance of biotic and abiotic stress resistance in sustainable potato production, In: Anton, Brandstetter; Manuela, Geppner; Heinrich, Grausgruber; Volker, Mohler (szerk.) Tagungsband der 70. Jahrestagung der Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs, Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs (2020) pp. 11-18., 2020
