U kvalitních druhů zelenin se hodnotí jejich estetický vzhled, konzumní jakost a výnos. Jedině tak se mohou uplatnit na trhu a mohou konkurovat zeleninám, dováženým ze zahraničí. Rostliny zakrslé, odlišně zbarvené vlivem fyziologických nebo patologických změn, zeleniny poškozené škůdci tuto šanci ztrácejí.
Uvedená jakostní kritéria se vztahují na všechny skupiny zelenin, jak listových, tak plodových. U kořenových zelenin je důležitý i tvar kořene nebo bulvy, zejména u mrkve, celeru a petržele. Při vytváření nových odrůd, zařazených do novošlechtění se nelze obejít bez metod, které by zajišťovaly jejich optimální zdravotní stav,což mohou zajistit jen odrůdy rezistentní nebo s vyšší odolností (tolerancí) vůči patogenům.
Stupeň odolnosti se testuje umělými infekcemi. Předcházet však musí přesná identifikace patogena. U virů musí být v diagnostice zahrnuto jeho testování na indikátorových rostlinách, symptomatika, inkubační doba, hostitelský okruh a identifikace za použití sérologických a elektronmikroskopických analýz. Tyto údaje musí doplňovat způsob jeho přenosu – zda je virus přenosný pouze mechanicky (šťávou) nebo je jeho přenos umožněn pouze jeho vektory, mšicemi, křísy, případně jiným savým hmyzem, půdními přenašeči, háďátky a houbami. Jen takto charakterizované izoláty virů nebo jejich kmenů je možno používat k umělé infekci. Rovněž charakteristika izolátů fytoplazem, bakterií a fytopatogenních hub musí odpovídat tomuto hledisku. Reakci rostlin na infekci nelze určit jinak, než vhodnou kombinací biologických, sérologických a molekulárně biologických metod.
Metody používané při šlechtění na rezistenci vůči virům a bakteriím
Při šlechtění na rezistenci je nezbytná úzká spolupráce rostlinného virologa se šlechtitelem. Metody umělé infekce musí napodobovat infekci přirozenou (v poli).
Diagnostické metody virů
Dosažení absolutní odolnosti není možné vzhledem ke změnám v genetické skladbě jak rostlin, tak samotných patogenů, neboť neustále vznikají nové kmeny, rasy a patovary a virulence patogenů se přizpůsobuje nebo nepřizpůsobuje nově vyšlechtěným odrůdám. Jednou z nejdůležitějších vlastností mikroorganizmů, vyvolávajících choroby rostlin je jejich patogenita. Izolované patogeny se porovnávají s izoláty dosud zjištěnými vhodně pasážovanými na živých rostlinách nebo konzervovaných in vitro při zachování jejich infekčnosti. Pro porovnání jejich virulence slouží současné diagnostické metody fyzikálně-chemické, sérologické (ELISA test, dvojitá difuze v agaru) a imunofluorescenční. Pro diagnostiku virů lze použít i elektroforetické metody.
Pro úspěch umělých infekcí patogeny je nutno stanovit vhodnou dobu infekce a stáří infikovaných rostlin, u bakterií volnou vodu v mezibuněčných prostorech. Neméně důležitou vlastností z hlediska virulence je délka inkubační doby (u bakterií a virů přibližně 5 – 7 dní). Délka inkubační doby závisí na druhu použité indikátorové rostliny, na teplotě a osvětlení, při kterých se rostliny před umělou infekcí pěstují.
Laboratorní metody testování odolnosti šlechtitelských materiálů
a) Stanovení inhibice virů ve šťávě z listů vybraných druhů zelenin a možnost jeho využití ve šlechtění na odolnost vůči virům
Předpokladem využití této metody jsou předem připravené specifické protilátky (antiséra k danému viru). Inhibiční schopnost šťávy z listů různých druhů zelenin vůči virům byla testována ve zkumavkách a byla určována sérologicky. Od každé zkoušené odrůdy bylo v květináčích vypěstováno 10 – 20 zdravých rostlin. Současně byly zajištěny rostliny infikované virem. Všechny zkoušené rostliny byly pěstovány za stejných vegetačních podmínek. Podrobný postup je uveden v práci Jermoljev a Chod (1972). Čím vyšší inhibiční schopnost zkoušené odrůdy vůči viru, tím byla odrůda odolnější nebo tolerantní vůči viru.
b) Metody molekulárněbiologické
Odolnost rostlin je založena na přerušení replikace virové nukleové kyseliny nebo na přerušení životního cyklu viru v buňce. Při získání transgenních rostlin, rezistentních k virům, jsou do rostliny zavedeny geny, které odpovídají genům virových patogenů nebo jsou z nich odvozeny a je vůči nim zavedená cílená ochrana. Produkty těchto genů v rostlině zabraňují šíření virů v buňkách rostlin nebo zabraňují jejich přenosu prostřednictvím hmyzího vektoru. Genetická transformace rostlin obvykle neposkytne k virům zcela imunní rostliny, ale zabrání se poškození rostlin. Při tvorbě transgenních rostlin rezistentních k virům se využívá několika základních mechanismů. V současnosti jsou nejrozšířenější rostliny s genem obalového proteinu. Rostlinné buňky trvale syntetizují obalový protein viru, který po proniknutí viru do buňky zabrání viru v jeho rozmnožování. Dosud je známo, že tato rezistence je účinná proti jedenácti různým skupinám virů, způsobujícím virózy na bramborách, rajčatech, okurkách, vojtěšce a dalších rostlinách. Již byly vyvinuty transgenní rostliny s odolností vůči některým virům: viru mozaiky tabáku (na rajčatech), viru mozaiky okurky (na okurkách). Pro zajímavost proti X a Y viru (na bramboru), viru šarky švestky (na peckovinách).
Přínosy transgenních rostlin, rezistentních vůči virům spočívají ve zvýšení výnosu a zlepšení jejich kvality. U řady plodin, u kterých nejsou známé genové zdroje přirozené rezistence vůči určitým virům, se jedná o jedinou možnost ochrany. U některých plodin a virů poklesne při použití transgenních rostlin spotřeba chemických přípravků (insekticidů) proti přenašečům a tím se přispěje k ochraně životního prostředí.
Nejvíce bylo propracováno šlechtění vůči virům u skleníkových odrůd zelenin, zejména u rajčat a okurek. Většina nových odrůd rajčat je rezistentních vůči viru mozaiky rajčat (Tomato mosaic virus) a vůči žluté kadeřavosti rajčat (Tomato yellow leaf curl virus), u tykvovitých zelenin vůči viru mozaiky okurky (Cucumber mosaic virus) a viru žluté mozaiky cukety (Zucchini yellow mosaic virus), u salátu vůči viru mosaiky salátu (Lettuce mosaic virus), u fazolu vůči viru obecné mosaiky fazolu (Bean mosaic virus) a vůči viru žluté mosaiky fazolu (Bean yellow mosaic virus).
Šlechtění na rezistenci vůči bakteriózám
Šlechtění na rezistenci se jeví perspektivní v okruhu hostitelů, u nichž má populace patogenů nižší genetickou variabilitu (absence ras), případně patovarů a nižší reprodukci. Současný stav šlechtění na rezistenci vůči bakteriózám je stále neuspokojivý. U zelenin se podařilo rezistentní odrůdy získat zatím pouze u fazolu vůči Pseudomonas syringae phaseolica a u okurky a rajčete, vyvolávající bakteriózu stejným původcem. Nadějnější je šlechtění na rezistenci vůči listovým skvrnitostem, nekrózám a onemocněním cévních svazků.
Metody umělých infekcí fytopatogenními houbami
1. Vysázení vyšetřovaných rostlin do infikované půdy v případě, kdy houbové patogeny pronikají do rostlin podzemními orgány kořenovým systémem, např. Fusaria. Parasita je nutno předem namnožit na dostatečnou koncentraci ve vlhkém prostředí v předem sterilizované půdě, promíchané pískem, po 10 – 12 dnech touto směsí pokryjeme půdu pokusného pozemku , na který vysázíme nebo vysejeme vyšetřované rostliny.
2. Houby, které vytvářejí spóry použijeme jako inokula a rozprášíme je na listy nebo lodyhy vyšetřovaných rostlin. Pro vyšší pravděpodobnost zdařilé infekce rozstřikujeme na povrch listů nebo lodyh suspenzi spór. Povrch listů před aplikací infekčního inokula podle smáčivosti povrchu rostlin ovlhčíme nebo přidáme do suspenze spór látky, které snižují povrchové napětí. Relativní vlhkost po infekci je třeba udržovat kolem 100 %.
Kritéria hodnocení infekce
Zhodnocuje se počet infikovaných rostlin, počet rostlin bez příznaků, objevení příznaků bez sporulace. Za střední napadení považujeme vznik nekrotických nebo chlorotických skvrn. Za silné napadení se považuje silná skvrnitost listů, tvorba nekróz a odumírání čepele. V okolí těchto míst dochází k silné fruktifikaci.
Odrůdy zelenin rezistentních vůči houbovým onemocněním
Nejvíce je propracováno šlechtění na odolnost vůči skleníkovým odrůdám rajčat a okurek. Většina odrůd rajčat ve v současné době rezistentní vůči fusariovému a verticiliovému vadnutí (Fusarium oxysporum f. lycopersici, Verticillium alboatraum) a černi rajčatové (Cladosporium fulvum). Některé odrůdy rajčat jsou rezistentní k alternáriové skvrnitosti (Alternaria solani), korkovitosti kořenů (Pyrenochaeta lycopersici) některé nové odrůdy rajčat jsou tolerantní vůči plísni bramborové (Phytophthora infestans).
Úspěchů bylo dosaženo také při šlechtění okurek vůči antraknóze (Colletotrichum lagenarium), černi okurkové (Cladosporium cucumerinum) a vůči padlí čekankovému (Erysiphe cicoracea), fusariovému vadnutí melounu a cukety (Fusarium oxysporum cucumerinum) a proti skvrnitosti listů (Corynespora melonis). Některé odrůdy okurek jsou tolerantní k plísni okurkové (Pseudoperonospora cubensis), papriky vůči fytoftórové hnilobě (Phytophtora capsici), lilku vůči alternáriové skvrnitosti (Alternaria solani). U brukvovitých zelenin jsou některé druhy rezistentní vůči fusariovému žloutnutí, plísni zelné (Peronospora parasitica) a plísni šedé (Botryotinis fuckeliana). Některé odrůdy pekingského zelí jsou rezistentní vůči nádorovitosti kořenů (Plasmodiophora brassicae), fazolu vůči antraknóze (Colletotrichum lindemuthianum) a padlí hrachovému (Erysiphe pisi).
Rezistence rostlin, jejíž projev je ovlivněn biotickými a abiotickými faktory je vlastnost dědičná a je proto využitelná ve šlechtění při křížové ochraně (infekce rostlin slabým kmenem jako ochrana vůči kmenu virulentnímu).
Neobyčejně cenné jsou nové informace při objasnění podstaty systémově získané rezistence tzv. indukovaná rezistence. Např. infekce virem mozaiky tabáku u Nicotiana rustica vyvolává lokální léze. Při opětovné infekci na téže rostlině bylo zjištěno, že pletivo listů tabáku je vůči sekundární infekci rezistentní. Tento jev byl pozorován i u jiných virů, napadajících zeleniny, ale také i u fytopatogenních bakterií i u houbových patogenů. Při systémově získané rezistenci bylo zjištěno, že v rostlinách, infikovaných patogeny dochází k akumulaci bílkovin, tzv. PR proteinů a že samotná kyselina benzoová a salicylová mohou indukovat systémově získanou rezistenci (Kůdela et al., 2002).
Při využití rezistentních odrůd se snižují ztráty a stabilizují výnosy. Významné jsou zejména u plodin (zelenin, ovoce), určených pro přímý konzum. U nich se sledují rezidua po jejich chemické ochraně. Výchozím materiálem pro rezistentní šlechtění jsou většinou primitivní formy kulturních rostlin, získané prostřednictvím genových bank.
