Medzi niektorými záhradkármi je pomerne rozšírená predstava, že hybridy sú niečo strašidelné, neprirodzené a zlovestné. Veľmi často to v ľuďoch vyvoláva spojitosť s GMO, teda geneticky modifikovanými organizmami. S nimi to však nijako nesúvisí.
História a základy hybridizácie
Základy hybridizácie objavil, popísal a definoval český mních Gregor Johann Mendel už v 19. storočí. Bol to práve tento mních z Českej republiky, ktorý zistil, že pri krížení dvoch odlišných genetických línií vykazuje prvá generácia unikátne kvality. Tieto kvality sa vyznačujú najmä uniformnosťou znakov, vyššou vitalitou a plodnosťou, obvykle aj vyššou kvalitou plodov.
Generácie hybridov: F1, F2 a ďalej
Prvá generácia potomstva dvoch odlišných rodičov sa označuje ako F1. Rastliny množené z tejto generácie ďalej, teda ich ďalšie potomstvo, označujeme ako F2, ďalšiu generáciu F3 a tak ďalej. Na rozdiel od supergenerácie F1, v týchto pokračujúcich dedičných líniách dochádza k triešteniu znakov z oboch rodičovských línií. Rastliny z prvej generácie (F1) sú z hľadiska kvality úrody a aj zdravotného stavu rastlín ideálne.
Výhody a nevýhody hybridného osiva
Výhody hybridov F1
Hybridné odrody vznikajú cielene riadeným opelením dvoch starostlivo vybraných rodičovských rastlín. Vďaka tomuto kríženiu si potomstvo odnáša silné stránky oboch rodičov - môže byť odolnejšie voči chorobám, poskytnúť vyššiu úrodu alebo lepšie odolať nepriaznivým podmienkam. Skoré druhy sa ešte viac urýchlia, takže prinesú plody v predstihu. Zimné odrody lepšie zvládajú mrazivé teploty a studené obdobie.
Hybridné odrody využívajú jav heterózy, ktorý sa manifestuje v podobe väčšej výkonnosti a životnosti hybridov prvej generácie (F1). Heteróza sa môže prejavovať mohutnejším rastom, rýchlejším vývojom, celkovým zvýšením výnosu, vyššou odolnosťou voči biotickým a abiotickým stresovým faktorom. Zvýšená mohutnosť a rýchlosť vývoja sa obvykle prejavuje už v najmladšom vývojovom štádiu hybrida a udržuje sa často po celé jeho vegetačné obdobie.
Hybridné odrody majú oproti odrodám populáciám výhodu nielen vo vyššom genetickom výnosovom potenciále, ale tiež vo vyrovnanosti vo významných hospodárskych znakoch ako je ranosť, kvalita, odolnosť abiotickým a biotickým stresovým faktorom a vzhľad. Vyrovnanosť daná genetickou homogenitou je zvlášť cenená u niektorých zelenín, pretože umožňuje jednorázovú sklizeň a vzhľadom k ranosti i dosiahnutie vysokého tržného výnosu.
Hybridná pšenica ponúka ďaleko vyšší úrodový potenciál ako klasické odrody, dokonca aj na miestach, kde ani potenciál klasickej pšenice nie je využitý naplno. Hybridy majú mohutnejší koreňový systém, ktorý tvorí základný pilier rastliny. Umožňuje im lepší príjem a hospodárenie s vodou a živinami v čase stresu a efektívnejšie využívanie potenciálu rastliny. Mohutnejšie korene majú vyššiu saciu silu, čiže dokážu využiť i živiny a vodu aj z hlbších vrstiev pôdy. Hybridy majú väčšiu listovú plochu. Index listovej pokryvnosti (LAI) je pri hybridných odrodách pšenice v priemere o 1 m2 väčší (na každý m2 pôdy) ako pri klasických odrodách. To spolu s veľmi dobrým zdravotným stavom listov poskytuje hybridom dlhší čas na efektívnu asimiláciu a transport asimilátov do zrna. Hybridy majú veľmi vysokú odnožovaciu schopnosť. Je celkom bežné, že odrody hybridnej pšenice poskytnú 15 klasov na jednej rastline, v niektorých prípadoch sme zaznamenali dokonca viac ako 20 produktívnych odnoží! Hybridy majú veľmi vysokú produktivitu klasu. Klasy hybridnej pšenice sú veľké, vysoko produktívne.
Nevýhody hybridov
Nevýhodou hybridného osiva je najmä získavanie semien. Je to vysoko odborný a manuálne náročný proces, pri ktorom je nutné zaistiť, aby sme mali presne určený samčí aj samičí prvok - bliznu oplodnenú peľom vybraného typu daného druhu. Dosiahnuť to v domácich podmienkach je takmer nemožné. Aj v podmienkach profesionálnych množiteľských firiem ide o pomerne náročný proces, ktorý závisí najmä od typu stavby kvetov daných druhov rastlín.
Nutný pravidelný nákup semien od semenárskych firiem sa môže javiť ako nevýhoda. Na rozdiel od supergenerácie F1, v ďalších generáciách (F2, F3 atď.) dochádza k triešteniu znakov z oboch rodičovských línií. Výsledkom pestovania druhej generácie sú zriedka povzbudivé. Rastliny sú menej produktívne ako materské hybridy, na vetvách sa vytvára len málo vaječníkov. Chuť, farba, tvar plodov sa líši od hybridov prvej generácie. Obdobie dozrievania zeleninových plodín sa zvyšuje. Plodiny pestované z hybridných semien sú menej rezistentné na choroby. Objavujú sa vírusové, plesňové lézie, ktorých sa materské kultúry nebáli. Druhá generácia hybridov je náročnejšia z hľadiska kultivačných podmienok.
Pri šľachtení rastlín zo semien hybridov sa rodičovské znaky objavia, iba ak sa kombinácia rovnakých dominantných génov zhoduje počas kríženia. V iných prípadoch, na rozdiel od hybridov prvej generácie, bude závisieť kombinácia potlačených génov. Výsledky pestovania druhej generácie sú zriedka povzbudivé.
Nemá zmysel čakať na rovnaký výsledok ako pri pestovaní hybridných rastlín prvej generácie. Vo F2 sa okrem dominantných prvkov objavujú aj recesívne. Štiepenie nebude mať vonkajší vplyv na všetky rastliny novej generácie. Niektoré budú ťažko odlíšiteľné od svojich rodičov, ale iné sa od nich úplne líšia.
Hybridné odrody sú z hľadiska genetickej skladby automaticky nereprodukovateľné pre užívateľa, pokiaľ chce zachovať ich genetickú identitu. Osivo hybridnej odrody preto vyžaduje 100 % obmenu, teda pravidelný nákup od oficiálneho množiteľa. Hybridná odroda svojou genetickou skladbou automaticky bráni neoprávnenému obchodnému využívaniu odrody a v podstate vylučuje tzv. “čierny trh s osivom”.
Vyššie náklady na výrobu hybridného osiva sa prejavujú v jeho tržnej cene, ktorá býva proti nehybridným odrodám dvakrát až päťkrát vyššia.
Typy hybridných odrôd
V závislosti od toho, z koľkých inbredných línií je odroda vytváraná, rozlišujeme nasledujúce typy hybridných odrôd:
- Sc (single cross) - jednoduchý dvouliniový hybrid. Je generáciou F1 vzniknutou po krížení dvoch inbredných línií. Vyznačuje sa vysokým stupňom genotypovej uniformity a heterozygotnosti. Tento typ je v súčasnosti najčastejší.
- Tc (triple cross) - trojliniový hybrid je hybridná odroda vzniknutá po postupnom skrížení troch inbredných línií. Vyznačuje sa určitou mierou genotypovej heterogenity, čo môže priaznivo ovplyvniť mieru adaptácie a plasticity.
- Dc (double cross) - dvojitý štvroliniový hybrid je výsledkom postupného skríženia štyroch inbredných línií. Vyznačuje sa ako vysokým stupňom heterozygotnosti, tak i pomerne vysokým stupňom genotypovej heterogenity. Vo všeobecnosti sa vyznačuje nižšou fenotypovou vyrovnanosťou a nižším genetickým výnosovým potenciálom, ale vyššou mierou adaptability a výnosovej stability.
K hybridným odrodám staršieho typu patria meziodrodové hybridy označované skratkou Vc (variety cross) a hybridy odrodolíniove typu Vlc (variety-line cross) a Lvc (line-variety cross). Tieto hybridné odrody už boli, či sú postupne nahradzované medziliniovými hybridmi.
Rozdiel medzi hybridnými a konvenčnými odrodami
Pri šľachtení konvenčných odrôd sa ďalšie generácie F2, F3, atď. ďalej vysievajú, a z nich sa selektujú jedince s optimálnymi znakmi a vlastnosťami. Tie sa potom nechávajú navzájom oplodňovať, až kým nenastane stabilizovanie želaných vlastností. Tento proces je zdĺhavý a niekedy sa genotyp ustáli až v piatej či siedmej generácii, môže to trvať aj dvadsať rokov. Až vtedy môžeme hovoriť o stabilnej odrode. Takéto odrody už môžeme nechávať voľne sa opeľovať a získané osivo by malo byť stabilné.
Hybridy nám dávajú vyššiu kvalitu rastlín i plodov, klasické odrody zase nezávislosť pri semenárení. Pri bežných (nehybridných) semienkach často nezískate takú bohatú úrodu, avšak plody môžu mať intenzívnejšiu arómu či chuť. Rovnako nie ste nútení rok čo rok dokupovať nový sadivový materiál, pretože si semienka dokážete jednoducho uschovať. Predstavte si ich ako “prírodu v záhrade”: dozrievajú postupne a neprekvapia vás nárazovou vlnou plodov, ktorú by ste museli spracovať naraz.
Praktické aspekty pestovania
Ak pestujeme viac odrôd daného druhu (typicky napríklad tekvicovité rastliny), môže sa stať, že sa nám nechcene s prispením opeľujúceho hmyzu skrížia, čo nás prinúti kúpiť si nové osivo aj napriek klasickej odrode.
Pre pochopenie problematiky stačí spomenúť si školský kurz všeobecnej biológie a Mendelove zákony. Pri krížení dvoch odrôd rastlín vo všetkých potomkoch - hybridov F1 - sú pozorované iba dominantné znaky rodičov. Rastliny sa často líšia svojimi charakteristikami od pôvodných odrôd. Väčšina pestovateľov nakupuje semená z obchodov s ikonou F1 v názve.
Plodiny pestované z hybridných semien sú menej rezistentné na choroby. Objavujú sa vírusové, plesňové lézie, ktorých sa materské kultúry nebáli. Druhá generácia hybridov je náročnejšia z hľadiska kultivačných podmienok. Väčšina rastlín sa bežne vyvíja iba vo vnútri skleníkov alebo skleníkov; potrebujú prísnu kontrolu teploty, vlhkosti a zloženia pôdy.
Hybridné odrody v praxi
Hybridné odrody sa dosiaľ v praxi uplatňujú väčšinou u druhov cudzoopelivých ako alternatíva k odrodám populáciám. Buď sa na sortimente registrovaných odrôd s odrodami populáciami spolupodieľajú (raž, mrkva, krmná repa), poprípade tieto prevažne, či úplne nahradili (kukurica, cukrovka, uhorky, kapusta, pekinská kapusta, petúnie).
Zo poľných plodín sa hybridné odrody najskôr a v najväčšom rozsahu uplatnili u kukurice. V súčasnom sortimente je v ČR registrovaných z celkového počtu 116 cca 53 % dvojliniových, 40 % trojliniových a iba 7 % štvroliniových hybridov. Pri sledovaní trendu vývoja odrodovej skladby čo sa týka typu hybridnej odrody, je zrejmý vzostup kategórie Sc.
Ďalšou významnou plodinou, u ktorej sa v súčasnosti využívajú iba hybridné odrody, je repa cukrová. Vedľa javu heterózy súčasne sa využíva aj efekt vyššieho stupňa ploidnosti. Takéto výhodné spojenie heterózy a polyploidie je ďalej využívané pri šľachtení hybridných odrôd kŕmnej repy a niektorých kvetín.
K poľným plodinám s významným podielom hybridných odrôd patrí repa kŕmna. V roku 1996 u nej bolo z 21 odrôd registrovaných 80 % hybridov vrátane štyroch odrôd typov Vc.
Ďalšou plodinou u ktorej sa hybridné odrody v ČR uplatnili až v tomto desaťročí je raž siata. V roku 1991 jej sortiment obsahoval iba odrody populácie, ale v roku 1996 sú z piatich registrovaných odrôd už tri odrody hybridné.
Významnou plodinou u ktorej možno očakávať vstup hybridných odrôd do sortimentu v najbližších rokoch je repka olejná.
Výroba hybridného osiva a celý systém semenárstva, zvlášť u reštaurovaných hybridov je označovaný ako veľmi náročný, špeciálne ak sa jedná o množenie materského komponenta s CMS.
Proces semenárstva hybridných odrôd je náročnejší, pracnejší a zraniteľnejší v porovnaní s množením odrôd populácií, či líniových odrôd. Vyššie náklady na výrobu hybridného osiva sa prejavujú v jeho tržnej cene, ktorá býva proti nehybridným odrodám dvakrát až päťkrát vyššia.