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
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%.
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
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.
Analiza agresywności patotypów S. sclerotiorum w warunkach in vitro, wyrażona zdolnością do zmiany zabarwienia pożywki pod wpływem kwasu szczawiowego Odległość wiąz. 1000 800 600 400 200 0 Diagram drzewa Pełne wiązanie Odległ. euklidesowa 28 4 38 18 13 12 29 27 26 33 36 42 2 31 23 3 7 9 32 21 8 25 16 41 14 15 34 40 30 17 19 11 37 5 22 24 10 39 6 35 20 1 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).
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 0,0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 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.
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.
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 0,0-0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne 0,5 0,0-0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6-0,8 1 2 3 4 5 6 7 8 Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne
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 01 9 11 13 15 17 19 Średnia Średnia±Błąd std Średnia±2*Odch.std Odstające Ekstremalne
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. 16.09.2015. 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.
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.