Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji organizmów szkodliwych dla roślin oleistych

Transkrypt

1 Raport Końcowy Programu Wieloletniego za 2015 r. IHAR-PIB Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji organizmów szkodliwych dla roślin oleistych Nr obszaru 3.8 Michał Starzycki

2 Cel pracy w 2015 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. 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. Wskazane cele w ramach planowanych prac, zostały zrealizowane w 100%.

3 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 M. Starzycki 2015

4 Gatunki patogenicznych grzybów występujących w warunkach polowych w okresie przed zbiorem rzepaku 2015 Wyizolowano 150 gatunków (miernik 150) i nałożono je na pożywki PDA w celu identyfikacji DNA przynależności gatunkowej. Na rzepaku scharakteryzowano populację patogenów na następujące: Leptosphaeria sp. 38 (L. maculans 25, L. biglobosa 13), Alternaria sp. 29, Fusarium sp. 3, Sclerotinia sclerotiorum 7, heterogenne 6, Łącznie 83. Z całej populacji wybrano grzybnię tylko z 83 izolatów, które sekwencjonowano. Pozostałe (67) stanowiły łatwe w ocenie patogeniczne grzyby z rodzaju Alternaria.

5 Analiza agresywności patotypów S. sclerotiorum w warunkach in vitro, wyrażona zdolnością do zmiany zabarwienia pożywki pod wpływem kwasu szczawiowego Odległość wiąz Diagram drzewa Pełne wiązanie Odległ. euklidesowa Analizowano pod względem DNA 42 nowe patotypy S. sclerotiorum (dodano do kolekcji 20, miernik 20). Użyto starterów mikrosatelitarnych SSR. poddano sekwencjonowaniu DNA (7) w celu stwierdzenia czystości gatunkowej. Agresywność oceniona (mm) zdolnością grzyba S. sclerotiorum do przerastania pożywki PDA z indykatorem po 48h hodowli. (Badania 2015).

6 Wykres statystyczny bloku. Wyniki (IP) po inokulacji 21 odmian rzepaku patogenicznym grzybem S. sclerotiorum 1,2 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 21v*10c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne 1-Marcopolos, 2-DH I, 3-K Exquisite, 4-DK Exstorm, 5-Inspiration, 6-Tores, 7-SY Kolumb, 8-Visby F1, 9-NK Petrol, 10-Monolit, 11-DK Explicit, 12-DK Excellium, 13-PR44W29, 14- Marathon, 15-Bonanza,16-Arsenal F1, 17-DH II, 18-Idol, 19-SY Cassidy, 20-Star 105, 127, Chic 11, 21-Bolko.

7 Badania patotypów Plasmodiophora brassicae Patogeniczność wyizolowanych 3 patotypów Plasmodiophora brassicae była skorelowana z różną zdolnością do tworzenia wyrośli: a/ wyrośla słabe-łańcuszkowe, b/ wyrośla w postaci pojedynczej zgrubiałej tkanki c/na pojedynczym korzeniu wiele wyrośli Patogeniczność ich określono przy pomocy zestawu 8 gatunków wzorcowych (ECD) w 3 powtórzeniach, stosując do analizy kultury hydroponiczne.

8 Najsłabiej porażane były wzorce przez zarodniki pływkowe pochodzące z dużych wyrośli, które wyrastały na wielu korzeniach, średnia liczba porażeń dotyczyła pojedynczej wyrośli. Najwięcej porażeń odnotowano z wyrośli słabychłańcuszkowych (1 test). Patotyp 1. Patotyp 2. Patotyp 3. Wyrośla słabych-łańcuszków. Patotyp pojedyncze wyrośle. Duże wyrośla. 4,0 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 10v*10c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 3,5 3,0 2,5 3,0 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 60v*50c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 2,0 2,5 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 60v*50c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 1,5 2,0 2,2 2,0 1,8 1,5 1,6 1,0 1,4 1,0 1,2 1,0 0,5 0,8 0,0-0, Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne 0,5 0,0-0, Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0, Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne

9 Testem hydroponicznym (mieszaniną patotypów) sprawdzono odporność na Plasmodiophora brassicae roślin z krzyżowań B. napus. W wyniku stwierdzono najbardziej odporne rośliny, których formy mateczne pochodziły z odmian: Pamela x B.n., Lohana x B.n., Sherpa x B.n. Silnie porażane: DK Explicit x B.n., DK Excellium x B.n. (1 test). 4,0 Ramkowy wiele zmiennych Arkusz1 30v*30c Średnia; Współczynnik: Średnia±Błąd std; Wąs: Średnia±2*Odch.std 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5 3 B.n. ECD Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne

10 Wymierne rezultaty realizacji 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. Liczby agresywnych patotypów S. sclerotiorum porażających rzepak są ważną informacją dla sektora rolniczego i wskazują na potencjalne zagrożenie rzepaku związane ze zgnilizną twardzikową. Na Festiwalu Nauk Rolniczych podczas wygłoszonego referatu zaprezentowano (m.in.) badania agresywności patotypów S. sclerotiorum, jednego z najgroźniejszych patogenów rzepaku Warszawa, XII ROLNICZY FESTIWAL NAUKI, Zastosowanie wybranych metod badawczych w biotechnologii rolniczej. Ponadto każdorazowo na spotkaniach z hodowcami i plantatorami rzepaku prowadzono wykłady związane z odpornością B. napus. Przeprowadzono jedno szkolenie w Borowie, w zakresie rozpoznawania i oceny stopnia porażenia rzepaku przez S. sclerotiorum.

11 Mierniki Liczba wykonanych testów charakteryzujących cechy chorobotwórcze zebranych izolatów patogenów: 3/3. Liczba zgromadzonych w kolekcjach roboczych izolatów ras, patotypów i szczepów z nowymi patogenicznościami: 20/20. Liczba referatów, wykładów, doniesień konferencyjnych, publikacji i raportów: 2/2.

12