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
- 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.
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.
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.
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
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)
Plasmodiophora brassicae Woronin - kiła kapusty in vitro
Badania odporności B. napus na Plasmodiophora brassicae
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** 1 2 3 4 5 6 7 8 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
No. Obiekt Ocena porażenia P. brassicae izolaty P. brassicae 110 33 1 B.o. (Aceph.) x B. taurica 0 0 2. B. napus (Y) x Eruca sativa 0 1 3. B.n. 303/05 x B. cretica 4 4 4. B. taurica x B. napus 0 4 5. B.n. CMS ogu x B. campestris X 1 6. [B.n. 8033 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 0 0 10. B. napus MENDEL (I) 4? 4? 11. B. napus MENDEL (II) 2 0 12. B. napus ALISTER 4 4 Tab. 2. Skala ocen dla porażenia przez Plasmodiophora brassicae Woronin 0-4 0-brak porażenia 4-silnie porażone
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
Pseudocercosporella capsella - patogen powodujący białą plamistość liści
Sucha zgnilizna kapustnych Leptosphaeria sp.? Borowo 02.04.2011.
Populacja patogenicznych grzybów po sekwencjonowaniu DNA ITS2 Tab. 2. Badania patogenów występujących na rzepaku w okresie wczesnej wiosny Liczebność populacji badanych grzybów (15.04.2011): Leptosphaeria maculans 40 Leptosphaeria biglobosa 6 Fusarium sp. - 6
Pigmentacja Sucha zgnilizna kapustnych Leptosphaeria spp. Leptosphaeria maculans (Desm. Ces. et de Not.) Leptosphaeria biglobosa (Shoemaker, Brun) Borowo 2011
Leptosphaeria sp. Sucha zgnilizna kapustnych?
Sucha zgnilizna kapustnych Leptosphaeria sp. badania in vitro czystości nasion rzepaku Leptosphaeria maculans (Desm. Ces. et de Not.) Leptosphaeria biglobosa (Shoemaker, Brun)
Rzepak odporny genetycznie
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.
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.
S. sclerotiorum (Borowo 2005 Trankwice 2011)
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)
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 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 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.
Badania odporności rzepaku na porażenie przez S. sclerotiorum - B. napus po inokulacji patogenem
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.
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
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).
L.p. obiektu Obiekt IP 30 MA 354 0,250 33 MA 357 0,250 6 BRH 6 0,333 14 BRH 14 0,333 49 ATORA F1 0,333 1 BRH 1 0,417 4 BRH 4 0,417 8 BRH 8 0,417 10 BRH 10 0,417 20 BRH 20 0,417 26 MA 350 0,417 38 MA 362 0,417 40 BKH 1/16 0,417 45 BKH 6/17 0,417 47 ES VALEGRO 0,417 12 BRH 12 0,500 13 BRH 13 0,500 19 BRH 19 0,500 23 BRH 23 0,500 35 MA 359 0,500 46 BKH 7/17 0,500 2 BRH 2 0,583 3 BRH 3 0,583 11 BRH 11 0,583 16 BRH 16 0,583 17 BRH 17 0,583 18 BRH 18 0,583 21 BRH 21 0,583 22 BRH 22 0,583 28 MA 352 0,583 29 MA 353 0,583 31 MA 355 0,583 34 MA 358 0,583 41 BKH 2/16 0,583 43 BKH 4/17 0,583 44 BKH 5/17 0,583 9 BRH 9 0,667 15 BRH 15 0,667 24 BRH 24 0,667 25 BRH 25 0,667 32 MA 356 0,667 37 MA 361 0,667 48 MARCELO 0,667 5 BRH 5 0,750 36 MA 360 0,750 39 MA 363 0,750 7 BRH 7 0,833 27 MA 351 0,833 42 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
Fitoplazmy
Zbiór Małyszyn
S. Sclerotiorum Division at Borowo Division at Bakow Division at Malyszyn