Navadni fižol je najpomembnejša stročnica za prehrano ljudi, njegovo pridelovanje pa ima v Sloveniji že večstoletno tradicijo. V raziskovalnem projektu 'Uporabna vrednost genskih virov navadnega fižola za trajnostno izboljšanje pridelkov in zdravo hrano' bomo preučili bomo obsežno zbirko fižola s področja južne in vzhodne Evrope. Oblikovali bomo jedrno zbirko najpomembnejših genskih virov in jih podrobno ovrednotili z vidika odpornosti na abiotski in biotski stres (toleranca na sušo, odpornost na najpomembnejše bolezni) ter simbiotska razmerja med rastlino in mikoriznimi glivami. V okviru projekta bo vrednotena tudi hranilna vrednost različnih vrst fižola. Podrobno bomo preučili prehranske lastnosti, poleg vsebnosti beljakovin in prehranskih vlaknin se bomo usmerili tudi na minerale in vitamine. S tem bomo pridobili pomembne podatke o genskih virih, shranjenih v zbirki, ki bodo uporabljene tudi pri žlahtnjenju novih slovenskih sort fižola. Projekt vodi Kmetijski inštitut Slovenije, pri njem pa sodelujeta tudi Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, Inštitut za nutricionistiko in Center za rastlinsko biodiverziteto v Tapioszeleju na Madžarskem. Projekt sofinancirata Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano ter Javna agencija za raziskovalno dejavnost RS.

Projekt sofinancirata

Sodelujoče raziskovalne organizacije

• Kmetijski inštitut Slovenije (vodenje projekta)
• Inštitut za nutricionistiko
• Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta

Financiranje

• Javna agencija za raziskovalno dejavnost RS (ARRS) [SICRIS]
• Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano RS (MKGP)

Trajanje projekta

• 1. 1. 2016-31. 12. 2018

Opis projekta

Navadni fižol (Phaseolus vulgaris L.) je med stročnicami za prehrano ljudi najpomembnejša kultura, saj predstavlja bogat vir beljakovin, ogljikovih hidratov, prehranske vlaknine ter ostalih komponent, ki so pomembne v prehrani in imajo pozitiven vpliv na zdravje. Zaradi navedenih razlogov je fižol vključen v žlahtniteljske programe na Kmetijskem inštitutu Slovenije (KIS) in drugod po svetu. V zadnjem desetletju je bilo na področju Južne in Vzhodne Evrope zbranih več tisoč akcesij fižola, ki so shranjene v Evropskih genskih bankah, vključno z genskima bankama na KISu in CPDju, kjer je shranjenih približno 3000 akcesij. V predlaganem projektu bomo na podlagi pregleda osnovnih deskriptorjev za rastline ter značilnostih semena akcesij fižola iz obeh zbirk izbrali okoli 300 vzorcev z raznolikim fenotipom in enakomerno zastopanostjo rastišč s specifičnimi rastnimi razmerami znotraj proučevanega območja. V vsaki posamezni akcesiji bomo določili tip fazeolina, kar nam bo omogočilo klasifikacijo akcesij v ustrezen izvorni genski sklad (andski ali srednjeameriški) in nadaljnje raziskovanje ekspanzijskih poti fižola izven domestikacijskih centrov. Uporabili bomo več različnih DNA markerskih sistemov, s katerimi nameravamo pojasniti genetske odnose med proučevanimi akcesijami. Na podlagi zbranih podatkov bomo oblikovali jedrno zbirko s približno 40 do 80 fenotipsko in genotipsko raznolikih akcesij iz različnih habitatov proučevanega območja.

Prehranske in nutracevtske značilnosti fižola doslej v žlahtniteljskih programih niso bile upoštevane. Morfološke in genetske informacije v neraziskanih vzhodnoevropskih genskih virih fižola bi lahko bile učinkovito orodje za povečanje genetskih variacij, ter prehranskih in nutracevtičnih značilnosti gojenih sort fižola . Prehranska karakterizacija in ovrednotenje jedrne zbirke fižola bo vključevala analizo beljakovin, vlaknine, elementov (mineralov), fenolnih spojin, antioksidacijskega potenciala, folatov (folne kisline), maščobnih kislin in prehransko profiliranje.

V akcesijah osrednje zbirke bomo ovrednotili želene lastnosti z uporabo molekulskih markerjev, kot so funkcionalni markerji določeni s QTL (SNP, RGA, SRAP, SSR). Osredotočili se bomo na lastnosti, ki so povezane z našimi dosedanjimi raziskavami (toleranca na sušo, odpornost na Colletotrichum sp., analiza hranilne vrednosti semen) in posebnimi zanimanji (simbiontska razmerja). S to oceno bomo zaključili fenotipsko in genotipsko analizo akcesij in pridobili vpogled v njihov potencial za žlahtnjenje za boljši pridelek, hranilno vrednost in toleranco na abiotske in biotske stresne dejavnike. Glede na biokemijske in druge analize, bomo za določene lastnosti lahko potrdili uporabnost markerjev. Potrditev markerjev na tej populaciji bo imela neizmerno vrednost pri uporabi teh akcesij v žlahtnjenju, saj bo omogočala z markerji posredovano selekcijo.

Akcesije z najboljšimi lastnostmi bomo ovrednotili v poljskih poskusih v Sloveniji in na Madžarskem. Ovrednotili bomo fitnes rastlin v povezavi s pridelkom, hranilno vrednostjo in odpornostjo na patogene. Preučili bomo tudi odvisnost rastlin od simbiotskih razmerij. Na vzorcih korenin bomo ovrednotili intenziteto kolonizacije z mikoriznimi glivami in ocenili njihovo raznolikost. Določili bomo lastnosti prsti, kot so vsebnost mineralov in organske snovi ter pH, in ocenili njihov vpliv na hranilno vrednost semena. Izbrane akcesije bodo testirane na odpornost proti fižolovemu ožigu z okuževanjem z najbolj razširjeno raso glive Colletotrichum lindemuthianum v Evropi. Jedrna zbirka bo pomembno prispevala k krepitvi odzivnega potenciala rastlinske pridelave na izzive, ki se pojavljajo v hitro spreminjajočem se okolju in bo predstavljala material za analizo genskih virov, identifikacijo akcesij z značilnimi lastnostmi, alelno rudarjenje, raziskave genoma, razvoj markerjev in molekularno žlahtnjenje.