PARTNERZY PORTALU
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl

Rewolucja w identyfikacji odmian chmielu

Rewolucja w identyfikacji odmian chmielu

Autor: Urszula Skomra, Hanna Olszak-Przybyś

Dodano: 25-10-2014 07:19

W Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowym Instytucie Badawczym (IUNG-PIB) w Puławach, podjęto badania nad wykorzystaniem markerów molekularnych do określenia tożsamości odmian chmielu.



Polska jest jednym z liczących się w świecie producentów chmielu. Powierzchnia uprawy tego gatunku wynosi obecnie ok. 1 300 ha. Produkcja szyszek kształtuje się na poziomie 2 400-3 500 t rocznie. Według danych Światowej Organizacji Chmielarskiej, kraj nasz plasuje się na trzecim miejscu w Europie i piątym na świecie pod względem areału i wielkości produkcji. Chmiel jest uprawiany przede wszystkim na potrzeby przemysłu piwowarskiego, który wykorzystuje ponad 95 proc. wyprodukowanego surowca.

Odmiany chmielu dzieli się na dwa podstawowe typy użytkowe: aromatyczne i goryczkowe. Odmiany aromatyczne są stosowane w produkcji piwa jako źródło charakterystycznego chmielowego aromatu, natomiast odmiany goryczkowe nadają specyficzny gorzkawy smak. Do wyprodukowania dobrego piwa niezbędne jest zastosowanie obu typów odmian. W Polsce uprawiane są zarówno chmiele goryczkowe, jak i aromatyczne, przy czym każda grupa reprezentowana jest przez kilka odmian zróżnicowanych pod względem budowy morfologicznej oraz składu chemicznego.

Każda odmiana chmielu charakteryzuje się specyficzną kompozycją składników odpowiedzialnych za jej aromat, goryczkę oraz inne właściwości wykorzystywane w procesie produkcji piwa, dlatego w sposób istotny wpływa na ostateczny smak napoju uzyskanego z jej użyciem. Z tego powodu browary do produkcji określonych marek piwa potrzebują surowca z konkretnych odmian chmielu, jednolitego pod względem odmianowym.

Aby sprostać potrzebom przemysłu piwowarskiego, prowadzona jest systematyczna kontrola jednolitości odmianowej plantacji produkcyjnych, a także kontrola całego procesu przetwarzania szyszek chmielowych na granulaty i ekstrakty. Odmiany identyfikuje się najczęściej na podstawie cech morfologicznych rośliny oraz składu chemicznego surowca. Określenie ich tożsamości wyłącznie na podstawie kształtu liści, pokroju roślin, wielkości i kształtu szyszek wymaga dużego doświadczenia. Powodem jest znaczne podobieństwo fenotypowe między odmianami oraz zmienność cech związana ze zróżnicowanymi warunkami środowiskowymi. Ich oddziaływanie może istotnie modyfikować wygląd roślin, ale przede wszystkim zmieniać ich skład chemiczny. Metod opartych na obserwacji i analizie chemicznej surowca nie można wykorzystywać we wczesnych fazach rozwojowych chmielu, bowiem wiele kluczowych cech ujawnia się dopiero w okresie dojrzewania szyszek. Metody obserwacyjne są niemalże zupełnie nieprzydatne, gdy zachodzi potrzeba identyfikacji odmianowej nieplonujących młodych roślin chmielu, a także wstępnie przetworzonego surowca (wysuszonych i sprasowanych szyszek) lub produktu chmielowego w postaci granulatu. W takich sytuacjach niezwykle przydatne mogą być techniki biologii molekularnej oparte na badaniach kwasów nukleinowych (DNA), które pełnią kluczową rolę w przechowywaniu informacji genetycznej.

W DNA zakodowana jest informacja o specyficznych cechach każdego organizmu żywego, w tym również odmian chmielu. Swoiste znaczniki cech odmianowych zapisane w DNA stanowią tzw. markery molekularne. Systemy markerów molekularnych stanowią obecnie niezawodne narzędzie szeroko stosowane w pracach hodowlanych na przykład do selekcji pożądanych genotypów, już na bardzo wczesnym etapie rozwoju rośliny. Markery są również wykorzystywane w diagnostyce chorób roślin do wykrywania i identyfikacji czynników chorobotwórczych i patogenów. W badaniach nad chmielem są stosowane między innymi do wczesnej identyfikacji osobników męskich i żeńskich czy też selekcji w kierunku odporności na mączniaka prawdziwego chmielu - chorobę grzybową znacznie obniżającą plon szyszek. Ponadto z powodzeniem są wykorzystywane w diagnostyce chorób chmielu wywoływanych przez wirusy i wiroidy. Istotną zaletą technik wykorzystujących markery molekularne jest ich niezależność od modyfikującego wpływu warunków środowiska oraz możliwość stosowania we wczesnych fazach rozwojowych, np. do oceny siewek czy sadzonek.

W Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa - Państwowym Instytucie Badawczym (IUNG-PIB) w Puławach podjęto badania nad wykorzystaniem markerów molekularnych do określenia tożsamości odmian chmielu. Wysoki poziom polimorfizmu, czyli zmienności, charakteryzujący markery umożliwia niezwykle precyzyjną i jednoznaczną identyfikację osobników.

W celu wiarygodnej identyfikacji osobniczej opracowano zestaw sześciu markerów molekularnych, przy użyciu których możliwa jest identyfikacja wszystkich uprawianych w Polsce odmian chmielu. Metoda ta pozwala na jednoznaczną ich identyfikację już w fazie sadzonki. Z powodzeniem można ją także wykorzystywać na plantacjach produkcyjnych już od początku wegetacji, bez konieczności oczekiwania na wytworzenie przez rośliny szyszek. Istotną zaletą jest mała ilość materiału roślinnego, jaka jest potrzebna do analiz. Nie ma potrzeby niszczenia całego organizmu. Do precyzyjnego rozpoznania odmiany wystarczy fragment liścia wielkości 1 cm2 Z tego względu metoda doskonale nadaje się do identyfikacji bardzo małych roślin, np. uzyskiwanych w kulturach in vitro. Metoda analizy markerów molekularnych sprawdziła się również w badaniach wysuszonych szyszek chmielowych oraz granulatów. Analizowano zarówno materiał jednolity odmianowo, jak również mieszanki złożone z różnych odmian. Na potrzeby badań wykonano mieszanki szyszek dwóch odmian chmielu w proporcjach 1:1, 1:3 oraz 1:9. Kontrolę stanowiły próbki referencyjne zawierające jednorodny materiał genetyczny badanych odmian bez żadnych domieszek.

Badania szyszek chmielowych potwierdziły przydatność zastosowanej metody do rozpoznawania odmian nie tylko w materiale jednorodnym, ale również w mieszankach złożonych z szyszek różnorodnych odmian chmielu w różnych proporcjach. Przy użyciu wspomnianego zestawu sześciu markerów molekularnych udało się prawidłowo zidentyfikować 10-procentowy udział domieszki innej odmiany w surowcu. Taki próg wykrywalności jest wystarczający do rutynowej oceny surowca i prawidłowej identyfikacji odmiany.

Metoda analizy genetycznej markerów molekularnych opracowana w IUNG-PIB pozwala na jednoznaczną identyfikację odmiany w sytuacjach, gdy nie jest możliwe zastosowanie tradycyjnych metod obserwacyjnych. Wysoka czułość i powtarzalność oraz możliwość analizy zróżnicowanego materiału biologicznego, nawet takiego, który został rozdrobniony i poddany obróbce termicznej, stwarza perspektywy wykorzystania tej metody zarówno w badaniach, jak i w celach komercyjnych.

Podobał się artykuł? Podziel się!
×

WSZYSTKIE KOMENTARZE (0)

BRAK KOMENTARZY

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 54.166.203.17
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin serwisu

Drodzy Użytkownicy!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych przetwarzamy Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.

Zgłoś swoje propozycje zmian!


Dziękujemy za współpracę!