Gospodarczo ważne chorobotwórcze patogeny rzepaku Brassica napus L. w warunkach Polski

Transkrypt

1 Gospodarczo ważne chorobotwórcze patogeny rzepaku Brassica napus L. w warunkach Polski Prof. nadzw. dr hab. inż. Michał Starzycki Mgr inż. Elżbieta Starzycka Korbas Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin Państwowy Instytut Badawczy Oddział w Poznaniu

2 - W większości rejonów świata, także w Polsce, wszędzie tam, gdzie uprawiany jest rzepak, występują taksonomicznie podobne patogeny. - Najważniejszymi patogenami powodującymi największe straty w plonie nasion są chorobotwórcze grzyby.

3 Patogeny pochodzenia grzybowego: Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. et de Not., stadium konidialne Phoma lingam (Tode ex Fr.) Desm. - patogen powodujący suchą zgniliznę roślin kapustnych. Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary - zgnilizna twardzikowa. Alternaria spp. - czerń krzyżowych. Pyrenopeziza brassicae (Raw.), stadium konidialne Cylindrosporium concentricum (Grev.) - cylindrosporioza. Verticillium dahliae Kleb. i Verticillium albo-athrum Reinke et Berth. - werticilioza. Botrytinia fuckeliana (de Bary) Whetzel, stadium konidialne Botrytis cinerea Pers. - szara pleśń. Peronospora brassicae Gam. - mączniak rzekomy kapustnych. Erysiphe cruciferarum Opiz ex Junel. - mączniak prawdziwy. Pseudocercosporella capsella - patogen powodujący białą plamistość liści.

4 Patogen pierwotniak: Plasmodiophora brassicae Woronin - kiła kapusty. Patogeny pochodzenia bakteryjnego: Xantomonas campestris, pv. Campestris (Pammel) Dowson - czarna zgorzel kapustnych. Phytoplasma - fitoplazmy, patogen powodujący zniekształcenia roślin rzepaku. Patogeny pochodzenia wirusowego: Turnip Mosaic Virus, TuMV - wirus mozaiki rzepy. Couliflower Mosaic Virus, CaMV - wirus mozaiki kalafiora.

5 Tab. 1a. Występowanie patogenów rzepaku pochodzenia grzybowego w zależności od fizjologicznej fazy rozwoju roślin Patogen Faza rozwoju roślin Liścienie Rozeta Rozeta (okres zimy) Pąkowanie Kwitnienie Formowanie łuszczyn Leptosphaeria spp. Sclerotinia sclerotiorum Alternaria spp. Cylindrosporium concentricum Verticillium dahliae

6 Tab. 1b. Występowanie patogenów rzepaku pochodzenia grzybowego w zależności od fizjologicznej fazy rozwoju roślin. Patogen Faza rozwoju roślin Liścienie Rozeta Rozeta (okres zimy) Pąkowanie Kwitnienie Formowanie łuszczyn Botrytis cinerea Peronospora brassicae Erysiphe cruciferarum Pseudocercosporell a capsella Plasmodiophora brassicae (poraża korzenie)

7 Plasmodiophora brassicae Woronin - kiła kapusty in vitro

8 Badania odporności B. napus na Plasmodiophora brassicae

9 Badania patotypów Plasmodiophora brassicae 2017 r. Patogeniczność ich określono przy pomocy zestawu 8 gatunków wzorcowych (ECD) w 3 powtórzeniach, stosując do analizy kultury hydroponiczne. Mniej porażane były wzorce przez zarodniki pływkowe pochodzące z dużych wyrośli, które wyrastały na wielu korzeniach. Najwięcej porażeń odnotowano z wyrośli słabych-łańcuszkowych (1 test). 4,0 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 10v*10c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 4,0 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 10v*10c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 3,5 3,5 3,0 3,0 2,5 2,0 2,5 2,0 1,5 1,5 1,0 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0-0,5 Zmn1 Zmn2 Zmn3 Zmn4 Zmn5 Zmn6 Zmn7 Zmn8 Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne -0,5-1,0 Zmn1 Zmn2 Zmn3 Zmn4 Zmn5 Zmn6 Zmn7 Zmn8 Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne Test t-studenta = 0,007623** B. n. ECD 01 B. n. ECD 03 B.n. ECD 09 B.c. ECD 08 B. o. ECD 12 B. o. ECD 13 B. o. ECD 15 Mendel

10 No. Obiekt Ocena porażenia P. brassicae izolaty P. brassicae B.o. (Aceph.) x B. taurica B. napus (Y) x Eruca sativa B.n. 303/05 x B. cretica B. taurica x B. napus B.n. CMS ogu x B. campestris X 1 6. [B.n x B.juncea] x B. rapa X 4 7. B. napus (klon) x B. campestris X 4 8. B.o. (Aceph.) x B. napus X 1 9. B. napus TOSCA B. napus MENDEL (I) 4? 4? 11. B. napus MENDEL (II) B. napus ALISTER 4 4 Tab. 2. Skala ocen dla porażenia przez Plasmodiophora brassicae Woronin brak porażenia 4-silnie porażone

11 Najgroźniejsze patogeny rzepaku Patogeny pochodzenia grzybowego: Fot. 1. Leptosphaeria maculans (Desm.) Ces. et de Not., stadium konidialne Phoma lingam (Tode ex Fr.) Desm. - patogen powodujący suchą zgniliznę kapustnych

12 Pseudocercosporella capsella - patogen powodujący białą plamistość liści

13 Sucha zgnilizna kapustnych Leptosphaeria sp.? Borowo

14 Populacja patogenicznych grzybów po sekwencjonowaniu DNA ITS2 Tab. 2. Badania patogenów występujących na rzepaku w okresie wczesnej wiosny Liczebność populacji badanych grzybów ( ): Leptosphaeria maculans 40 Leptosphaeria biglobosa 6 Fusarium sp. - 6

15 Pigmentacja Sucha zgnilizna kapustnych Leptosphaeria spp. Leptosphaeria maculans (Desm. Ces. et de Not.) Leptosphaeria biglobosa (Shoemaker, Brun) Borowo 2011

16 Leptosphaeria sp. Sucha zgnilizna kapustnych?

17 Sucha zgnilizna kapustnych Leptosphaeria sp. badania in vitro czystości nasion rzepaku Leptosphaeria maculans (Desm. Ces. et de Not.) Leptosphaeria biglobosa (Shoemaker, Brun)

18 Rzepak odporny genetycznie

19 Wyniki odporności mieszańców międzygatunkowych wyrażone Indeksami Porażenia dla Leptosphaeria sp. Małyszyn 2017r. L.p. Obiekt IP śr. z 4 powt. 21A MEN (10D/16)/1 x B.n. 0,000 31A MEN (10D/16)1a x B.n 0,000 22A 301 x Digger/06 p.(choryń x Bn)xCalif (3D/16) 0,003 29A ES VALEGRO (25C/16) 0,003 35A MEN (10D/16)/2 x B.n 0,003 37A MEN (10D/16)/3 x B.n 0,003 40A MONOLIT 0,003 25A VISBY (34C/16) 0,006 38A ORIOLUS (26C/16) xb.n. 0,006 26A 405/08 53 Bru x B.n./1 (9D/16) 0,009 32A 420/08 38B.t. x B.n. (304 TP)/6 (15D/16) 0,009 39A MEN (10D/16)4 0,009 OB Monolit 0,009 30A 297/06 p.(jar x B.n.) x Californium (13D/16) 0,013 33A MEN (10D/16)5 0,013 34A 420/08 38B.t. x B.n./3 (17D/16) 0,013 23A MEN (10D/16)6 0,016 27A MEN (10D/16)7 0,016 36A 413/08 10 Tau x B.n./10 (19D/16) 0,016 24A 295 x 645TP/06 p.(br. X Bn)x Lisek (7D/16) 0,019 28A 301 x 303 TP/06 p. Choryńska (11D/16) 0,021 OB Monolit 0,025 Brak różnic statystycznych, Najniższe indeksy porażenia związane z odpornością roślin wyróżniono kolorem.

20 Zgnilizna twardzikowa Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary Patogen występuje na dużej liczbie gatunków roślin dwuliściennych, ok. 400 z 75 rodzin, może porażać również rośliny jednoliścienne. Silnie atakuje i poraża rzepak.

21 S. sclerotiorum (Borowo 2005 Trankwice 2011)

22 Analiza agresywności 73 patotypów S. sclerotiorum w warunkach in vitro, wyrażona zdolnością do zmiany zabarwienia pożywki pod wpływem kwasu szczawiowego A B C A. Wyizolowane patotypy S. sclerotiorum z Bąkowa (36) na pożywce PDA z indykatorem B. Patotypy S. sclerotiorum z Borowa (20) C. Patotypy S. sclerotiorum z Małyszyna (17)

23 Analiza agresywności 75 patotypów z 3 miejscowości: Małyszyna, Bąkowa i Borowa. (wykresy statystyczny bloku ) 65 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 10v*40c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std Małyszyn Borowo Bąków Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne Agresywność oceniona (mm) zdolnością grzyba S. sclerotiorum do przerastania pożywki PDA z indykatorem po 48h hodowli.

24 Badania odporności rzepaku na porażenie przez S. sclerotiorum - B. napus po inokulacji patogenem

25 Brak reakcji porażenia grzybem S. sclerotiorum po inokulacji kapust. (Pod folią aluminiową umieszczono ziarniak z przerośniętą grzybnią patogena. Obserwacje prowadzono przez okres 2-ch tygodni). Roślina rzepaku (kontrola prawa strona) silnie porażona.

26 Zgnilizna twardzikowa Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary Molekularna identyfikacja występowania patogenicznych grzybów wobec rzepaku techniką sekwencjonowania ITS1 ITS4. Heterogenne DNA Informacja o przynależności gatunkowej patogena (NCBI / BLAST) S. sclerotiorum, Katalog patogenów M. Starzycki 2017

27 Czerń krzyżowych reprezentowana jest przez wiele patogenicznych gatunków: Alternaria brassicae (Berk.) Sacc., Alternaria brassicicola (Schw.) Wiltsch., Alternaria raphani, Alternaria tenuis Nees, Alternaria alternata (Fr.) Keissler. Alternaria sp. Vishwanath, Kolte S. J. (1999) Indie. Na podstawie przebadanej patogeniczności w stosunku do wybranych gatunków z rodzaju Brassica, wyodrębniono 3 rodzaje izolatów A. brassicae o (A, C i D).

28 L.p. obiektu Obiekt IP 30 MA 354 0, MA 357 0,250 6 BRH 6 0, BRH 14 0, ATORA F1 0,333 1 BRH 1 0,417 4 BRH 4 0,417 8 BRH 8 0, BRH 10 0, BRH 20 0, MA 350 0, MA 362 0, BKH 1/16 0, BKH 6/17 0, ES VALEGRO 0, BRH 12 0, BRH 13 0, BRH 19 0, BRH 23 0, MA 359 0, BKH 7/17 0,500 2 BRH 2 0,583 3 BRH 3 0, BRH 11 0, BRH 16 0, BRH 17 0, BRH 18 0, BRH 21 0, BRH 22 0, MA 352 0, MA 353 0, MA 355 0, MA 358 0, BKH 2/16 0, BKH 4/17 0, BKH 5/17 0,583 9 BRH 9 0, BRH 15 0, BRH 24 0, BRH 25 0, MA 356 0, MA 361 0, MARCELO 0,667 5 BRH 5 0, MA 360 0, MA 363 0,750 7 BRH 7 0, MA 351 0, BKH 3/17 0,917 Wyniki odporności wybranych genotypów rzepaku ozimego (49 obiektów) wyrażone indeksami porażenia dla Alternaria sp. z Małyszyna (3 powtórzenia) 2017 Informacja o przynależności gatunkowej patogenów :(NCBI / BLAST). Katalog M. Starzycki 16/17

29 Fitoplazmy

30

31 Zbiór Małyszyn

32

33 S. Sclerotiorum Division at Borowo Division at Bakow Division at Malyszyn