Frgm. Agron. 29(4) 212, 63 69 PORAŻENIE NASION ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO ZNAJDUJĄCYCH SIĘ W OBROCIE KOMERCYJNYM PRZEZ GRZYBY CHOROBOTWÓRCZE I SAPROTROFICZNE Młgorzt Jędryczk, Jonn Kczmrek Instytut Genetyki Roślin Polskiej Akdemii Nuk w Poznniu mjed@igr.poznn.pl Synopsis. Bdni dotyczyły oceny czystości mikroiologicznej nsion łuinu wąskolistnego odminy Sonet, przed ich wprowdzeniem do orotu komercyjnego. Bdno niezprwine nsion w stopniu kwlifikcji C/2, porne przez oficjlnego próoiorcę z trzech pól produkcyjnych n terenie Pomorz Zchodniego w 211 roku. Szczególną uwgę poświęcono ocenie porżeni nsion przez grzy Colletotrichum lupini, wywołujący ntrknozę. Z powodu rk metodyk ISTA (Interntionl Seed Testing Assocition), oprcowno kilk włsnych komplementrnych metod testowych. Pierwsz z nich poległ n wykłdniu nsion n zmodyfikowną pożywkę PDA, pondto nsion wkłdno do skrętów z iuły filtrcyjnej, n szlki Petriego zwierjące iułę filtrcyjną, tkże do donic z sustrtem torfowym. Testowne nsion poierno losowo, po 4 sztuk z kżdego wrintu, po czym dno nsion nieodkżne orz odkżne powierzchniowo. Porżenie nsion łuinu wąskolistnego grzymi nleżącymi do rodzju Colletotrichum yło niewielkie i whło się od 2% w przypdku nsion nieodkżnych do 5% po zstosowniu odkżni. W teście iułowym stwierdzono,5% nsion z ojwmi ntrknozy. Nsion łuinu yły w silnym stopniu porżone przez grzyy rodzju Penicillium orz Alternri. W grupie nsion nieodkżnych stwierdzono 46,8% nsion porżonych przez Penicillium sp., po zstosowniu odkżni ndl wystąpiło ż 35,4% tkich nsion. Ozncz iż ptogen w 11,3% przypdków występowł wyłącznie n okrywie nsiennej, lecz n około 3% dnych nsion znjdowł się pod okryw nsienną. W przypdku porżeni nsion przez grzyy rodzju Alternri sytucj ył zliżon. N nsionch występowły tkże inne grzyy, w tym gtunki chorootwórcze tkie jk Fusrium sp., Stemphylium sp., Botrytis sp., le tkże gtunki sprotroficzne tkie jk Mucor sp., Cldosporium sp., tkże choć rzdko, grzyy ndpsożytnicze rodzju Trichoderm. Słow kluczowe key words: łuin wąskolistny nrrow-lefed lupin, ntrknoz nthrcnose, ptologi nsion seed pthology, grzy chorootwórczy pthogenic fungus, orgnizm sprotroficzny sprotrofy orgnism WSTĘP W związku z relizcją progrmów rolnośrodowiskowych orz rozwoju integrownego i ekologicznego systemu uprwy rośnie reł uprwy łuinów w Polsce. Wżną zletą uprwy tej rośliny jest wzogcnie gley w sustncje orgniczne i zot [Jsińsk i Kotecki 23]. Rośliny łuinu wytwrzją od trzech do pięciu rzy większą powierzchnię liściową niżeli zoż. Ich oecność przyczyni się do zcienini gley, co z tym idzie do intensyfikcji życi iologicznego w podłożu [Prusiński 27]. Prowdzi to do zchowni lu podwyższeni żyzności gley. Z tego względu łuin uznno z jedną z wiodących roślin ekologicznych w Polsce. Zdolność do wiązni zotu tmosferycznego ogrnicz znieczyszczenie środowisk szkodliwymi nwozmi zotowymi. Uprw łuinu zncząco przyczyni się do wzrostu kultury gley
64 M. Jędryczk, J. Kczmrek i jest rdzo korzystn dl roślin nstępczych. Poz wzogceniem gley w sustncje odżywcze poprw stnowisk jest też wynikiem spulchnieni gley, spowodownej głęokim korzenieniem się roślin. Czerpnie wody z głęszych wrstw gley jest możliwe dzięki długim i silnym korzeniom plowym. Uprw łuinu jest szczególnie polecn gospodrstwom z dużym udziłem zóż, doór gtunku łuinu zleży od żyzności gley i wrunków klimtycznych w dnym rejonie. Wykzno, że uproszczeni w uprwie roli, w tym system uprwy ezpłużnej, mogą yć z powodzeniem stosowne w uprwie łuinu wąskolistnego i żółtego i nie przyczyniją się do wzrostu zchwszczeni [Fligowsk i Szukł 28]. Po okresie gwłtownego spdku uprwy i produkcji nsion łuinu oserwownej w połowie lt 8-tych, uprw łuinu ponownie zyskuje n znczeniu, zrówno n świecie jk też w Polsce. Z dnych GUS wynik, że w roku 211 łuin słodki n zirno wysiny ył n powierzchni 52,5 tys. h jego średni plon wynosił 1,5 t h -1, z kolei reł uprwy łuinu gorzkiego n zirno wynosił pond 6 tys. h (plon: 1,35 t h -1 ), łuinu n zielonkę niecłe 4 tys. h. W 211 roku produkcj łuinu w nszym krju wynosił 26 tys. ton [GUS 212]. Plon łuinu wąskolistnego w istotny sposó skorelowny jest z gęstością siewu [Corett i in. 21]. Jedną z głównych przyczyn drstycznego zmniejszeni opłclności uprwy łuinu yły niskie plony nsion, spowodowne między innymi silnym porżeniem roślin przez choroy, w tym zwłszcz ntrknozę. Choro t stnowi njpowżniejsze zgrożenie w uprwie łuinu wąskolistnego. Znczne nsilenie ojwów choroowych oserwowno kilk lt temu zrówno w Polsce jk i n świecie [Frencel i in. 1997, Sweetinghm 1997, Yng i in. 24]. Choro powodown jest przez grzy Colletotrichum lupini (Bondr) Nirenerg, Feiler & Hgendorn i jest przenoszon przez nsion [Decker 1947]. Pomimo tego, do tej pory nie oprcowno stndrdowych metodyk ISTA (Interntionl Seed Testing Assocition), do oceny porżeni nsion łuinu wąskolistnego, ądź innych gtunków łuinu. Co więcej, w literturze niewiele doniesień poświęcono choroom łuinu przenoszonym przez nsion [Filipowicz 1989, Lewrtowsk i in. 1994] lu pojwijących się n siewkch łuinu [Sweetinghm 1989]. Celem dń yło oprcownie lortoryjnych testów oceny, pozwljących n szyką detekcję nsion porżonych grzyem Colletotrichum lupini, tkże identyfikcj innych gtunków grzyów z pró przeznczonych do orotu komercyjnego w Polsce. MATERIAŁ I METODY Mterił dwczy stnowiły nsion łuinu wąskolistnego odminy Sonet, z trzech plntcji wielkotowrowych z roślinmi, n których występowło od 8 do 12% roślin z ojwmi ntrknozy. Próy nsion łuinu porno z pól nleżących do PH Agromor Spółk jwn w łwnie (54 21 N, 16 4 E) n terenie województw zchodniopomorskiego w 211 roku. Testowno niezprwine nsion (próy: 7, 8 i 12 ton), w stopniu kwlifikcji C/2, porne przez oficjlnego próoiorcę. Kżd z oceninych prtii nsion liczył 4 sztuk nsion poierno losowo. Zstosowno nstępujące wrinty: nsion nieodkżne powierzchniowo orz odkżne w 3% roztworze płynu Jvel, zwierjącego podchloryn sodu (NOCl), nstępnie płukne i osuszne n sterylnej iule filtrcyjnej. Poszczególne próy nsion oznczono symolmi; w przypdku odkżnych powierzchniowo nsion odminy Sonet yły to symole od SODK1 do SODK3, ntomist próy nsion nieodkżnych powierzchniowo oznczono jko SNOD1- SNOD3. Sprwdzono efektywność metod polegjących n wykłdniu nieodkżonych powierzchniowo i odkżonych nsion n nstępujące podłoż:
Porżenie nsion łuinu wąskolistnego znjdujących się w orocie komercyjnym przez grzyy... 65 % porżeni nsion 6 4 2 6 4 2 c 8 6 4 2 8 6 4 2 c c c d d SODK1-3 odkżne nsion odminy Sonet z pró 1 3; SNOD1-3 nieodkżne nsion odminy Sonet z pró 1 3. Różnymi litermi oznczono sttystycznie istotne zróżnicownie średnich wrtości poszczególnych prmetrów przy poziomie istotności α =,5 SODK1-3 surfce disinfected seeds of cv. Sonet of smples 1 3; SNOD1-3 not disinfected seeds of cv. Sonet, smples 1 3. Different letters men sttisticl differences etween men vlues of tested prmeters t significnce level α =.5. Rys. 1. Procent porżeni powierzchniowo odkżnych i nieodkżnych nsion trzech wielotonowych prtii nsion łuinu wąskolistnego odminy Sonet przed wprowdzeniem do orotu komercyjnego, przez grzyy chorootwórcze i sprotroficzne: ) Colletotrichum lupini, ) Penicillium sp., c) Alternri sp., d) Cldosporium sp. Fig. 1. The percent of infection of surfce disinfected nd not disinfected seeds of three smples of nrrow-lefed lupin cv. Sonet, efore entry to commercil mrket, y pthogenic nd sprotrofic fungi of the following gener: ) Colletotrichum lupini, ) Penicillium sp., c) Alternri sp., d) Cldosporium sp. 1) pożywk PDA zwierjąc sirczn streptomycyny orz,2% roztwór 2,4D (kws 2,4-dichlorofenoxyoctowy) 2) skręty z iuły filtrcyjnej 3) szlki Petriego z iułą filtrcyjną 4) donice z torfem. Doświdczenie przeprowdzono w trzech powtórzenich. Dl uzysknych dnych oliczono średnie i procentowe wrtości porżeni nsion. Wnioskownie dotyczące istotności różnic pomiędzy oiektmi dwczymi prowdzono n podstwie nlizy wrincji. W przypdku, gdy nliz wrincji nie wykzł istotności różnic między rozptrywnymi grupmi, nie prze-
66 M. Jędryczk, J. Kczmrek prowdzno już dlszych testów. Ntomist, gdy hipotez zerow zostł odrzucon w nlizie wrincji, dnie różnic między średnimi z poszczególnych grup przeprowdzono testem Tukey. Wszystkie wykzne różnice przyjęto z sttystycznie istotne przy poziomie istotności α =,5. Oliczeni przeprowdzono z użyciem pkietu sttystycznego GenStt Relese 12.1 [Pyne i in. 27]. WYNIKI I DYSKUSJA W dnych próch nsion łuinu wąskolistnego odminy Sonet, zernych z plntcji wielkotowrowych, porżenie nsion łuinu wąskolistnego grzymi nleżącymi do rodzju Colletotrichum yło niewielkie i whło się od 2% w przypdku nsion nie odkżnych w NOCl do 5% po zstosowniu odkżni. W teście iułowym stwierdzono,5% nsion z ojwmi ntrknozy. W teście szklrniowym oserwowno rośliny o słszej kondycji, jednkże nie wystąpiły n nich typowe ojwy ntrknozy, pomimo wykonni testu w wrunkch sprzyjjących rozwojowi tej choroy. Tki wynik doświdczeni wskzuje, że w sytucji uprwy polowej, nsion z roślin z ojwmi ntrknozy w zncznej mierze nie przedostją się do prtii nsion przeznczonych do orotu komercyjnego. Jest to njprwdopodoniej spowodowne wytwrzniem zdecydownie mniejszej liczy nsion przez rośliny porżone grzyem C. lupini, pondto z powodu mniejszej msy porżonych nsion ich znczn część zostje oddzielon w procesie czyszczeni. Negtywny wpływ choroy n wielkość i msę nsion nie tylko prowdzi do zmniejszeni plonu nsion, lecz tkże jest nieoczekiwnym sprzymierzeńcem w uprwie łuinu n sklę produkcyjną. Ze względu n przenoszenie choroy przez nsion główny ncisk w uprwie łuinu powinien yć związny ze stosowniem zdrowego i włściwie zprwionego mteriłu nsiennego. Strty plonu możn tkże w zncznym stopniu ogrniczyć poprzez trktownie roślin fungicydmi, zwłszcz tkimi jk zoksystroin, chlorotlonil i mnkoze [Thoms i in. 28]. Niewątpliwie jednk głównym sposoem zezpieczeni przed tą groźn choroą jest uprw odmin chrkteryzujących się tolerncją [Witr i in. 23] ądź odpornością n porżenie grzyem C. lupini [Ruge-Wehling i in. 29]. Ze względu n stosunkowo powolny wzrost grzy testownie nsion po zstosowniu odkżni powierzchniowego sprzyj ujwnieniu infekcji nsion grzyem C. lupini. W przeciwnym przypdku te trudne do zinicjowni i wolno rosnące kultury są zdominowne przez szyko rosnące izolty grzyów z rodzju Mucor, Penicillium czy Fusrium. Tkże dl nsion dnych w niniejszym doświdczeniu oserwowno silne porżenie grzymi rodzju Penicillium orz Alternri. Dl wrintu ez odkżni stwierdzono 46,8% nsion porżonych przez Penicillium sp., po zstosowniu odkżni ndl wystąpiło ż 35,4% tkich nsion, co ozncz iż grzy ten w 11,3% przypdków występowł wyłącznie n okrywie nsiennej, lecz n około 1/3 dnych nsion znjdowł się pod okryw nsienną. W przypdku porżeni nsion przez grzyy rodzju Alternri sytucj ył podon. N nsionch występowły tkże inne grzyy, w tym gtunki chorootwórcze tkie jk Fusrium sp., Stemphylium sp., Botrytis sp., le tkże gtunki sprotroficzne tkie jk Mucor sp., Cldosporium sp. Lewrtowsk i in. [1994] oserwowli zliżony zestw rodzjów grzyów porżjących lu zsiedljących nsion dwóch odmin łuinu wąskolistnego. W niewielkim nsileniu n nsionch łuinu występowły tkże ndpsożytnicze grzyy nleżące do rodzju Trichoderm. Procentowy udził tych gtunków w przypdku nsion nieodkżonych wynosił: 1,7% dl Mucor sp., 1,9% dl Cldosporium sp.,,6% dl Stemphylium sp. orz 1,4% dl Trichoderm. Dl nsion odkżonych w podchlorynie sodu procentowe udziły porżonych nsion yły nstępujące: 1,% nsion zsiedlonych przez Mucor sp., 5,1% n-
Porżenie nsion łuinu wąskolistnego znjdujących się w orocie komercyjnym przez grzyy... 67 sion ztkownych przez Cldosporium sp. i,8% nsion porżonych przez Stemphylium sp. N nsionch odkżonych powierzchniowo nie stwierdzono ndpsożytniczego grzy rodzju Trichoderm. Izolty grzyów nleżących do tego rodzju uzyskno wyłącznie z powierzchni nsion nie poddnych odkżniu. W doświdczeniu wzonowym przeprowdzonym przez Jeske [26] rośliny łuinu iłego odminy Brdo, opryskiwne zwiesiną zrodników wytwrznych przez gtunek T. viride, chrkteryzowły się niższym procentem porżeni przez wywołujący ntrknozę grzy, wówczs identyfikowny jko Colletotrichum gloeosporioides. Być może tką pożyteczną rolę grzyy rodzju Trichoderm spełniły tkże n dnych nsionch łuinu wąskolistnego i są potencjlnymi gtunkmi możliwymi do wykorzystni w ochronie iologicznej. Ten typ ochrony roślin stnowi oecnie szczególnie popierną formę zwlczni ptogenów roślin uprwnych i jest wżnym elementem integrownych metod ochrony roślin. Pozostłe gtunki grzyów, w tym głównie izolty rodzju Fusrium i Botrytis orz grzyy nie tworzące zrodnikowni sumrycznie miły podony udził n nsionch odkżonych i nieodkżonych, wynoszący odpowiednio 1,1 i 1,5%. W teście iułowym procent porżeni nsion odkżnych i nieodkżnych powierzchniowo różnił się sttystycznie istotnie i dl dnych pró wynosił odpowiednio 1 i 38%. W tym przypdku odkżnie powierzchniowe orz sposó inkucji nsion ujwniły podony odsetek grzyów chorootwórczych i sprotroficznych, znjdujących się n okrywie nsiennej, jk w przypdku inkucji n pożywce growej, tj. około 1%. W kilku przypdkch stwierdzono sttystycznie istotne różnice pomiędzy wynikmi uzysknymi dl nsion odkżonych i nie odkżonych. W tej sytucji świdczy to o dużym zsiedleniu nsion grzymi znjdującymi się pod okryw nsienną, co nie jest zjwiskiem korzystnym. WNIOSKI 1. Nsion łuinu wąskolistnego z plntcji, n której oserwowno ntrknozę, nsion łuinu wąskolistnego yły w niewielkim stopniu porżone grzyem Colletotrichum lupini. 2. Oprcownie i wdrożenie metody skutecznej detekcji grzy C. lupini z nsion łuinu i certyfikcji zdrowotności nsion powinno yć niezędnym elementem orotu zdrowym mteriłem nsiennym. 3. Nsion łuinu wąskolistnego znjdujące się w orocie towrowym mogą chrkteryzowć się lepszą zdrowotnością, niżeli przewidywno n podstwie stnu zdrowotności plntcji. Jest to spowodowne niższ plennością porżonych roślin orz elimincją chorych nsion w procesie czyszczeni. PODZIĘKOWANIE Autorki prcy skłdją serdeczne podziękownie Przedsięiorstwu Hndlowemu Agromor, Spółk jwn w Słwnie z umożliwienie przeprowdzeni dń n prtich nsion łuinu wąskolistnego z plntcji wielkotowrowych, o łącznej wdze 27 ton, przeznczonych do orotu komercyjnego w województwie pomorskim.
68 M. Jędryczk, J. Kczmrek PIŚMIENNICTWO Corett A.J., Mock I.T., Mtss V. 21. Effect of plnt density nd sowing dte on nrrow lef lupin production in the Victorin Mllee. Proceed. 1th Agron. Confer. Hort, Tsmni, 29 Jnury 1 Ferury 21. Decker P. 1947. Anthrcnose of lue lupine is seed orne. Plnt Disese Report 31: 486. Fligowsk A., Szukł J. 28. Wpływ systemów uprwy roli n zchwszczenie łuinu żółtego i wąskolistnego. Prog. Plnt Protection/Post. Ochr. Roślin 48(1): 343 347. Filipowicz A. 1989. Mikoflor nsion łuinu wąskolistnego (Lupinus ngustifolius L.) i łuinu iłego (Lupinus lus L.) w Polsce. Biul. Brnż. Hod. Rośl. Nsien. 5 6: 11 18. Frencel I., Lewrtowsk E., Czerwińsk A. 1997. Występownie ntrknozy (Colletotrichum gloeosporioides Penz.) n łuinch w Polsce. Zesz. Prol. Post. Nuk Rol. 446: 467 47. Główny Urząd Sttystyczny 212. Rolnictwo w 211. Jsińsk Z., Kotecki A. 23. Szczegółow Uprw Roślin. Wyd. AR Wrocłw, 2: ss. 69. Jeske M. 26. Biologiczn ochron łuinu przed Colletotrichum gloeosporioides Penz. Prog. Plnt Protection/Post. Ochr. Roślin 46(2): 556 559. Lewrtowsk E., Jędryczk M., Frencel I., Pieczyrk J. 1994. Seed-orne fungi of Lupinus ngustifolius L. cultivrs. Phytopthologi Polonic 7: 123 13. Pyne R.W., Hrding S.A., Murry D.A., Soutr D.M., Bird D.B., Welhm S.J., Kne A.F., Gimour A.R., Thompson R., Wester R., Tunnicliffe-Wilson G. 27. The Guide to GenStt Relese 1, Prt 2: Sttistics, Oxford: VSN Interntionl, Wielk Brytni. Prusiński J. 27. Postęp iologiczny w łuinie (Lupinus sp.) rys historyczny i stn ktulny. Zesz. Prol. Post. Nuk Rol. 522: 23 37. Ruge-Wehling B., Dieterich R., Thiele C., Eickmeyer F., Wehing P. 29. Resistnce to nthrcnose in nrrow-lefed lupin (Lupinus ngustifolius L.): sources of resistnce nd development of moleculr mrkers. J. Kulturpflnzen 61: 62 65. Sweetinghm M.W. 1989. Fungi ssocited with root nd hypocotyl diseses of seedling lupins in Western Austrli. Aust. J. Agric. Res. 4: 781 789. Sweetinghm M.W. 1997. Lupin nthrcnose. Frmnote Agriculture Western Austrli 24: 4. Thoms G.J., Sweetinghm M.W., Adcock K.G. 28. Appliction of fungicides to reduce yield loss in nthrcnose-infected lupins. Crop Prot. 27: 171 177. Witr K., Frencel I., Lewrtowsk E., Brzyk P. 23. Nowe odminy łuinu żółtego o zwiększonej tolerncji n ntrknozę. Zesz. Prol. Post. Nuk Rol. 495: 295 36. Yng H., Boersm J.G., You M., Buirchel B.J., Sweetinghm M.W. 24. Development nd implementtion of sequence-specific PCR mrker linked to gene conferring resistnce to nthrcnose disese in nrrow-lefed lupin (Lupinus ngustifolius L.). Mol. Breeding 14: 145 151. M. Jędryczk, J. Kczmrek INFESTATION OF COMMERCIAL SEED LOTS OF NARROW-LEAFED LUPIN BY PATHOGENIC AND SAPROTROPHIC FUNGI Summry The study concerned the ssessment of microiologicl clenliness of the seeds of nrrow-lefed lupin vriety Sonet, prior to their entry to the commercil mrket. The untreted seeds of the C/2 qulifiction level were smpled y n officil specilist. Prticulr ttention ws pid to ssessing seed infesttion y the fungus Colletotrichum lupini, cusing nthrcnose. Due to the lck of ISTA (Interntionl Seed Testing Assocition) methodologies, numer of complementry testing methods ws elorted. The first method involved suculturing of nrrow-lefed lupin seeds on PDA medium contining streptomycin sulfte nd.2% solution of 2,4D. Moreover, the seeds were plced in folded nd rolled pieces of filter
Porżenie nsion łuinu wąskolistnego znjdujących się w orocie komercyjnym przez grzyy... 69 pper plced into glss tues with smll wter content, on Petri dishes contining filter pper, nd lso to pots with soil sustrte in glsshouse conditions. In ech cse two vrints of seeds were tested: seeds tht were not surfce disinfected nd the seeds treted with 3% solution of sodium hypochlorite (NOCl), nd then rinsed nd dried on sterile filter pper. Ech of the exmined smples ws composed of 4 rndomly collected seeds. The infesttion of nrrow-lupin seeds y the fungi of the genus Colletotrichum ws low nd rnged from 2% in the cse of seeds did no surfce disinfection to 5% of seeds fter their decontmintion with NOCl. The filter pper test showed.5% of seeds with nthrcnose symptoms. Lupin seeds were strongly infested with fungi elonging to Penicillium nd Alternri gener; in the cse of not disinfected seeds the contmintion with Penicillium ws 46.8%, nd fter surfce disinfection it ws still 35.4% of seeds, wht mens tht 11.3% of these fungi were present on seed cot only, ut out 1/3 of them ws under the seed cot. In the cse of seed infection y the fungus Alternri the sitution ws similr. The seeds were lso infested y other fungi, including pthogenic species such s Fusrium, Stemphylium nd Botrytis, ut lso sprotrophic species such s Mucor, Cldosporium nd - lthough rrely, they were lso infested with fungl species from the hyperprsitic genus Trichoderm.