Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji organizmów szkodliwych dla roślin oleistych

Transkrypt

1 Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji organizmów szkodliwych dla roślin oleistych Nr obszaru 3.8 Prof. IHAR-PIB Michał Starzycki Cel pracy w 2016 r.: Podstawowym celem zadania była kompleksowa charakterystyka fitopatologiczna zmian na poziomie metabolitów i DNA wybranych patogenów oraz genotypów rzepaku o zwiększonej tolerancji na zgniliznę twardzikową i kiłę kapusty. Podstawowe cele realizowano poprzez: Przedzbiorową ocenę występowania gatunków patogenicznych porażających rzepak w warunkach pól produkcyjnych (analizy DNA). Izolowanie patotypów zgnilizny twardzikowej (Sclerotinia sclerotiorum) i kiły kapusty (Plasmodiophora brassicae) oraz sprawdzenie ich patogeniczności przy pomocy metod biochemicznych opracowanych w PMHO, IHAR PIB. Introdukcję odporności z wybranych genotypów Brassica napus wykazujących odporność na Sclerotinia sclerotiorum oraz Plasmodiophora brassicae do najlepiej plonujących form rzepaku.

2 Zgnilizna twardzikowa Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary Molekularna identyfikacja występowania patogenicznych grzybów wobec rzepaku techniką sekwencjonowania ITS1 ITS4. Heterogenne DNA Prawidłowy DNA Informacja o przynależności gatunkowej patogena (NCBI / BLAST). S. sclerotiorum, Katalog M. Starzycki 2016

3 Gatunki patogenicznych grzybów występujących w warunkach polowych w okresie przed zbiorem rzepaku 2016 Analizy DNA ITS występowania patogenicznych gatunków na rzepaku Z całej populacji izolowano grzybnię tylko z 72 izolatów, które sekwencjonowano. Pozostałe (78) stanowiły łatwe w ocenie patogeniczne grzyby z rodzaju Alternaria. Scharakteryzowano populację na następujące: Leptosphaeria sp. 46 (L. maculans 28, L. biglobosa 18), Alternaria sp. 13 (+78), Fusarium sp. 3, Sclerotinia sclerotiorum 7, heterogenne 1, Aureobasidium pullulans 1, Mucor hiemalis 1.

4 Analiza agresywności patotypów S. sclerotiorum w warunkach in vitro, wyrażona zdolnością do zmiany zabarwienia pożywki pod wpływem kwasu szczawiowego 2016 Małyszyn Borowo Bąków Macierz Miesz. między v*47c Macierz Miesz. między v*47c 50 Macierz Miesz. między v*47c NowaZm2 NowaZm8 NowaZm14 10 NowaZm5 NowaZm11 NowaZm2 30 ±Błąd std ±2*Odch.std NowaZm NowaZm2 NowaZm4 NowaZm6 NowaZm8 NowaZm10 NowaZm12 NowaZm14 ±Błąd std ±2*Odch.std NowaZm2 NowaZm5 NowaZm8 NowaZm11 NowaZm14 NowaZm2 NowaZm1 ±Błąd std ±2*Odch.std 55 Macierz Miesz. między v*47c MAL BOR BAK ±Błąd std ±2*Odch.std

5 Test Duncana dla doświadczenia DW-1 (2016) z rzepakiem podsumowanie z dwóch miejscowości: Borowa i Małyszyna. Indeksy porażenia B. napus dotyczą testów na porażenie przez Sclerotinia sclerotiorum (49 obiektów DW1, 25 - DW2, 64 - PDO) DW1 L.p. Obiekt Śr. IP 18 BRH_1042/ A 4 BRH_1152/ AB 8 BRH_1879/ AB 40 BKH_1/ ABC Grupy zgodności 29 MA_ ABCD 36 MA_ ABCD 38 MA_ ABCD 13 BRH_921/ ABCDE 12 BRH_216/ ABCDE 46 BKH_7/ ABCDEF 47 MONOLIT ABCDEF 9 BRH_1728/ ABCDEF 44 BKH_5/ ABCDEF 6 BRH_195/ ABCDEF 41 BKH_2/ ABCDEF 42 BKH_3/ ABCDEF 31 MA_ BCDEF 43 BKH_4/ BCDEF 34 MA_ BCDEF 32 MA_ BCDEFG 15 BRH_603/ BCDEFG 1 BRH_1872/ BCDEFG 35 MA_ BCDEFG 28 MA_ BCDEFG 45 BKH_6/ CDEFG 2 BRH_1935/ CDEFG 37 MA_ CDEFG 19 BRH_1365/ CDEFG 22 BRH_1154/ CDEFG 16 BRH_1240/ CDEFG 48 ES_VALEGRO DEFGH 26 MA_ DEFGH 14 BRH_1780/ DEFGH 20 BRH_1219/ DEFGH 7 BRH_1725/ DEFGH 10 BRH_1772/ DEFGH 30 MA_ DEFGH 25 BRH_1324/ DEFGH 27 MA_ EFGH 33 MA_ EFGH 11 BRH_1773/ EFGH 21 BRH_991/ EFGH 23 BRH_1049/ FGHI 3 BRH_1938/ FGHI 39 MA_ FGHI 24 BRH_1054/ FGHI 49 ARSENAL GHI 5 BRH_1774/ HI 17 BRH_1251/ I DW2 L.p. Obiekt Śr. IP Grupy zgodności 8 MR_ A 23 MR_ AB 3 MR_ AB 25 MR_ AB 24 ATORA F AB 20 ARSENAL F AB 5 MR_ AB 7 214FR AB 19 MR_ ABC 2 MR_ ABC FR ABC 12 MR_ ABC 10 EW14R ABC 9 EW14R ABC 15 MR_ ABC 21 EW14R ABC 1 MR_ ABC 11 CF ABC 4 EW14R BC FR BC 13 EW14R BC 17 MR_ BC 6 MR_ BC 16 CR BC 8 MR_ C PDO L.p. Obiekt Śr. IP Grupy zgodności 52 Anisse A 54 Astronom AB 8 Brendy ABC 32 Mentor BCD 28 DK Exalte CDEF 22 SY Saveo CDEF 47 DK Exssence CDEF 24 DK Excellium CDEF 56 Arsenal CDEFG 3 Metys CDEFG 11 Atenzo CDEFG 61 PR46W RSTUV 45 SY Medal RSTUV 49 Visby RSTUV 46 SY Polana RSTUV 53 Arizona STUV 15 Sidney STUV 29 Kuga STUV 35 Nimbus TUV 64 PT UV 18 Amazon V Najodporniejsze, o niższym IP wyróżniono kolorem.

6 Badania patotypów Plasmodiophora brassicae 2016 r. Badano patogeniczność 3 patotypów Plasmodiophora brassicae, która była skorelowana z różną zdolnością do tworzenia wyrośli: 1/ wyrośla słabe-łańcuszkowe, 2/ wyrośla w postaci pojedynczej zgrubiałej tkanki, 3/ na pojedynczym korzeniu wiele wyrośli. Patogeniczność ich określono przy pomocy zestawu 8 gatunków wzorcowych (ECD) w 3 powtórzeniach, stosując do analizy kultury hydroponiczne.

7 Najsłabiej porażane były wzorce przez zarodniki pływkowe pochodzące z dużych wyrośli, które wyrastały na wielu korzeniach. Podobna liczba porażeń dotyczyła pojedynczej wyrośli. Najwięcej porażeń odnotowano z wyrośli słabych-łańcuszkowych (1 test). Patotyp 1. Patotyp 2. Patotyp 3. Wyrośla słabych-łańcuszków. Pojedyncze wyrośle. Duże wyrośla. 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 Arkusz1 10v*10c 4,0 3,5 3,0 2,5 Kiła 1a 10v*10c wwykres kiła 3 10v*10c 1,5 1,0 2,0 1,5 2 0,5 1,0 1 0,0-0, ±Błąd std ±2*Odch.std Test t-studenta = 0,0015** 0,5 0,0-0, ±Błąd std ±2*Odch.std 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 ±Błąd std ±2*Odch.std

8 3. Podjęto próby przeniesienia odporności poprzez krzyżowanie z wybranymi genotypami Brassica napus L. Metodą hydroponiczną mieszaniną patotypów (I, II, III) analizowano odporność 10 form (krzyżówek) w 3 powtórzeniach na porażenie przez Plasmodiophora brassicae. Najodporniejsze to: Arsenal x B.n., Lohana x B.n., Scarlett, średnio odporne: Visby x B.n., Monolit, Oriolus x B.n., Pamela x B.n., silnie porażane: DK Explicit x B.n., Brendy x B.n., Marcopolos x B.n. Ponadto na 21 odmianach rzepaku ozimego w 3 powtórzeniach nie odnotowano żadnych porażeń związanych ze zgnilizną twardzikową (Małyszyn 2016). 2,4 Kiła 4 odmianya - Kopia 11v*10c 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0, ±Błąd std ±2*Odch.std Monolit x Oriolus x Scarlett x Visby x Marcopolos x Brendy x Lohana x Arsenal DK Explicit B.n. B.n. B.n. B.n. B.n. B.n. B.n. x B.n. x B.n. Pamela x B.n. Mendel x B.n.

9 Wymierne rezultaty realizacji zadania Liczby patogenów występujących w warunkach polowych i ich skład ma bardzo duże znaczenie dla hodowców, a także plantatorów z uwagi na możliwy dobór najbardziej odpornych genotypów do siewu w następnym sezonie wegetacyjnym. Po rozpoznaniu patogeniczności badanych agrofagów (S. sclerotiorum i P. brassica) można z wyprzedzeniem poinformować zarówno hodowców i plantatorów o potencjalnym zagrożeniu spowodowanym przez zgniliznę twardzikową oraz kiłę kapustnych. Liczba agresywnych patotypów S. sclerotiorum porażających rzepak jest ważną informacją dla sektora rolniczego i wskazują na potencjalne zagrożenie rzepaku związane ze zgnilizną twardzikową. Użyte w badaniach techniki z zakresu sekwencjonowania DNA mogą być wykorzystane również do identyfikacji grzybów o własnościach halucynogennych (Ekspertyza dla Policji, Komenda Miejska Policji w Zielonej Górze, Podinsp. Grzegorz Czopek, ul. Partyzantów 40, Zielona Góra, w sprawie nr RSD 227/15, 1Ds. 1976/15. Podczas XXXIII Konferencji Naukowej Rośliny Oleiste Postępy w genetyce, hodowli, technologii i analityce lipidów, wygłoszono referat pt.: Badania metabolomu roślin rzepaku Brassica napus L. zmutowanych pod wpływem pierwotnego porażenia fitoplazmami. Zaprezentowano znane choroby B. napus i podkreślono duże znaczenie gospodarcze patogena S. sclerotiorum. Na Konferencji w Rzymie wygłoszono referat dotyczący występowania patogenów rzepaku, składu populacji. Omówiono analizy sekwencjonowania DNA ITS oraz przedstawiono prace dotyczące patogeniczności S. sclerotiorum. Konferencja "ICAFBS 2016: 18th International Conference on Agricultural, Food and Biological Sciences " odbyła się w dniach od września 2016 r. w Rzymie. Na spotkaniu przedstawiono pracę pt: Analysis of pathogen populations occurring in oilseed rape using DNA sequencing techniques ITS. Proceedings. Wykonano 2 ekspertyzy dotyczące chorób rzepaku (wielkoobszarowe plantacje).

10 Mierniki dla zadania 3.8 Nazwa miernika Wartość bazowa Wartość docelowa Wartość uzyskana Liczba analiz mikologicznych i oznaczeń do gatunku Liczba wykonanych testów charakteryzujących cechy chorobotwórcze zebranych izolatów patogenów Liczba zgromadzonych w kolekcjach roboczych izolatów ras, patotypów i szczepów z nowymi patogenicznościami Liczba referatów, wykładów, doniesień konferencyjnych, publikacji i raportów

11 Rola partnerów w realizacji zadań (ze szczególnym uwzględnieniem organów administracji publicznej) Najważniejszymi partnerami i równocześnie odbiorcami wyników są hodowcy rzepaku zatrudnieni w Spółkach Hodowli Roślin w Bąkowie, Małyszynie i Borowie oraz PHR - Tulce. Ponadto odbiorcami wyników są indywidualni plantatorzy (Sztum, Malbork, wielkoobszarowe plantacje pow. 100 ha) współpracujący w zakresie badań fitopatologicznych z IHAR-PIB w Poznaniu. Wykonano 2 ekspertyzy oraz 1 szkolenie dotyczące chorób rzepaku. Potencjalnymi partnerami powyższego zadania mogą być ODRy (zgłoszono szkolenie na ten temat na 2017 rok w IHAR-PIB Radzików)