OPRACOWANIE TECHNOLOGII PRODUKCJI ODWIRUSOWANYCH SADZONEK WARZYW Z ZASTOSOWANIEM KULTUR TKANEK

Podobne dokumenty
ZWIĘKSZENIE INTENSYWNOŚCI MIKROROZMNAŻANIA CHRZANU (ARMORACIA RUSTICANA) IN VITRO

MIKROROZMNAŻANIE RABARBARU (RHEUM RHAPONTICUM L.) MICROPROPAGATION OF RHUBARB (RHEUM RHAPONTICUM L.)

Roślinne kultury tkankowe in vitro hodowla roślin, części roślin, tkanek lub pojedynczych komórek na sztucznych pożywkach w sterylnych warunkach.

Metoda produkcji wysokiej jakości materiału rozmnożeniowego czosnku z zastosowaniem kultur in vitro.

Zalecenia nawozowe dla chryzantemy wielkokwiatowej uprawianej w pojemnikach na stołach zalewowych

Wpływ szczepionek mykoryzowych na rozwój i zdrowotność borówki amerykańskiej, różaneczników oraz wrzosów

Ochrona fungicydowa zbóż - mieszaniny czynią cuda!

Ziemniak Polski 2016 nr 4

Wprowadzenie do hodowli in vitro dowolnej rośliny

inż. Danuta Sekrecka, mgr inż. Dorota Michałowska IHAR PIB, Pracownia Zasobów Genowych i Kultur in vitro w Boninie

Licealista w świecie nauki

Ocena dostępności i jakości nasion warzyw z upraw ekologicznych

Zakład Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin Warzywnych

Metodyka integrowanej ochrony cebuli ozimej przed wciornastkiem tytoniowcem

Mikrorozmnażanie roślin

Skierniewice Zakład Odmianoznawstwa Szkółkarstwa i Nasiennictwa Pracownia Nasiennictwa. Autor: dr Regina Janas

Regeneracja pędów z segmentów hypokotylowych lnianki siewnej Camelina sativa L. w kulturach in vitro

Celem projektu jest zbadanie mechanizmu aborcji kwiatów i zarodków gryki zwyczajnej pod wpływem stresu termicznego lub troficznego.

Metodyka integrowanej ochrony cebuli, pora i kapusty głowiastej białej przed szkodami wyrządzanymi przez wciornastka tytoniowca

Kierownik: dr Aurelia Ślusarkiewicz-Jarzina Wykonawcy: dr Aurelia Ślusarkiewicz-Jarzina, mgr Hanna Pudelska, mgr Jolanta Woźna

Klub Młodego Wynalazcy - Laboratoria i wyposażenie. Pracownia hodowli roślin i roślinnych kultur in vitro

DOSKONALENIE SPOSOBÓW PRODUKCJI I USZLACHETNIANIA NASION ROŚLIN WARZYWNYCH PRZEZNACZONYCH DO UPRAW EKOLOGICZNYCH

Skuteczne sposoby na zwalczanie mączniaka prawdziwego

ZAŁOŻENIA TECHNOLOGICZNE DLA MINIMALNIE PRZETWORZONEJ MARCHWI

Opracowanie zbiorowe pod redakcją: dr Agnieszka Wojtania, dr hab. Eleonora Gabryszewska, prof. IO,

Katalog produktów GreenOK

Najważniejsze choroby rzepaku ozimego (BBCH 30-33). Jak je zwalczać?

PW Zadanie 3.3: Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji patogenów z kompleksu Stagonospora spp. / S.

Czynniki, od których zależy wynik kultury in vitro:

Katalog produktów 2012

Pszenżyto: w czym tkwi jego fenomen?

Zwalczanie alternariozy i zarazy ziemniaka z dodatkową korzyścią!

Hormony roślinne ( i f t i o t h o or o m r on o y n )

Wciornastek tytoniowiec (Thrips tabaci Lindeman, 1888 ssp. communis Uzel, 1895

Zagrożenia ze strony grzyba Rhizoctonia solani na plantacjach buraka cukrowego

Jak obliczyć skład pożywki w oparciu o analizę wody - zalecenia

Poszukiwanie źródeł odporności u pszenic na wirus odglebowej mozaiki zbóż (Soil-borne cereal mosaic virus, SBCMV)

Zainwestuj w rozwój systemu korzeniowego!

Brunatna nekroza nerwów liści (wirus Y ziemniaka (PVY)

Zaraza ziemniaka - Phytophthora infestans (Mont.) de By 1. Systematyka Rząd: Pythiales Rodzina: Pythiaceae Rodzaj: Phytophthora


RAPORT Z WYNIKAMI BADAŃ DOTYCZĄCYCH EKOLOGICZNEJ PRODUKCJI MATERIAŁU SZKÓŁKARSKIEGO

Elitarny materiał szkółkarski roślin sadowniczych: wytwarzanie i utrzymywanie zdrowego materiału przedbazowego w 2017 roku

S P R A W O Z D A N I E Z B A D A N I A

ELATUS Era Nowa era w ochronie zbóż

Z BADAŃ ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH MIKROORGANIZMÓW NA KOMPOZYTY PP Z BIOCYDEM SEANTEX

Zalety uprawy truskawki na perlicie Paweł Nicia Katedra Gleboznawstwa i Ochrony Gleb Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie

Rośliny z probówki. Jak powstają? Alina Trejgell & Agata Stawicka, UMK

Podobnie postępować z sadzonką truskawki, maliny, jeżyny, porzeczek kolorowej i czarnej oraz agrestu.

Efektywne fungicydy na zboża: Priaxor

SILVIT. Składniki pokarmowe [g/l lub g/kg] K2O SO3 B Zn SiO2 Aminokwasy ,25 0,

LEPSZE WARUNKI WZROSTU DLA ROŚLIN

Co sprawia, że TMV jest tak groźna?

Dodatki. Cena 44,80 PLN RHIZOTONIC:

Modele ochrony zbóż jako element integrowanej produkcji

Sukces kultur in vitro oparty jest na zjawisku totipotencji, czyli nieograniczonej zdolności komórek do dzielenia się i odtwarzania całego organizmu

Zadanie 2.4. Cel badań:

WYKORZYSTANIE LAMP LED DO PRODUKCJI ROŚLIN RABATOWYCH

Ocena przezimowania, aktualne zalecenia i rekomendacje.

Zwalczanie chwościka w burakach cukrowych - jak to zrobić skutecznie?

Wstępna ocena przezimowania zbóż i rzepaku z dnia 1 marca 2012 r. Wielkopolska i Polska Centralna

Zalecenia nawozowe dla róży uprawianej na podłożach organicznych

Bezpośrednia embriogeneza somatyczna

Dzbanecznik - Rozmnażanie dzbaneczników przez odrosty

Nowość w ochronie truskawek! ...i życie nabiera smaku!

INFORMACJE O ZASTOSOWANYCH PREPARATACH NOURIVIT I NOURIVIT PLUS

AKTUALNE ZALECENIA W INTEGROWANEJ OCHRONIE PORZECZKI I AGRESTU PRZED CHOROBAMI

Nawożenie sadu w okresie pozbiorczym

Metodyka pobierania prób materiału szkółkarskiego do testów laboratoryjnych na obecność wirusów

INSTRUKCJA INTEGROWANEJ METODY OCHRONY ROŚLIN KAPUSTOWATYCH PRZED KIŁĄ KAPUSTY PLASMODIOPHORA BRASSICAE

Wyróżniamy dwie drogi morfogenezy w kulturach in vitro: bezpośrednią i pośrednią. W pośredniej morfogenezie obserwujemy tworzenie się tkanki

WOJEWÓDZKI INSPEKTORAT OCHRONY ROŚLIN I NASIENNICTWA w Warszawie ODDZIAŁ w PRZYSUSZE

ZADANIE1.6. Gromadzenie i przechowywanie kolekcji patogenów ziemniaka. Jadwiga Śliwka IHAR-PIB O/Młochów 2013

Rośliny modyfikowane genetycznie (GMO)

Rośliny odporne i zdrowe już na starcie

Zawartość składników pokarmowych w roślinach

Silny rozwój korzeni rzepaku nawet w trudnych warunkach! Jest sposób!

Pobudliwość i koordynacja funkcji życiowych u roślin.

prof. T. Orlikowska, dr A.Trzewik, mgr K. Nowak, L. Ogórek Metodyka Mikrorozmnażanie maliny

DYREKTYWA WYKONAWCZA KOMISJI 2014/98/UE

Nawożenie borówka amerykańska

Apoloniusz Berbeć IUNG-PIB Puławy Koguci ogon

Wiadomości wprowadzające.

Laboratorium Pomorskiego Parku Naukowo-Technologicznego Gdynia.

Inicjacja sterylnych kultur in vitro oraz mikropropagacji ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita R.)

Wpływ kwasu abscysynowego (ABA) na regenerację roślin Camelina Sativa L. w warunkach kultury in vitro

Ochrona zbóż przed chorobami grzybowymi z wirtuozerią!

Groźne choroby buraka cukrowego - czym je zwalczać?

Nawożenie dolistne. Jakość nawozu ma znaczenie!

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Aneks do I N S T R U K C J I. dla służby ochrony roślin z zakresu prognoz, sygnalizacji i rejestracji

Początki uprawy buraków

Glebowe choroby grzybowe bez szans!

SPRAWOZDANIE. warzywnictwa metodami ekologicznymi. pt.: OPRACOWANIE METOD PRZETWÓRSTWA WARZYW Z UPRAW EKOLOGICZNYCH I OCENA ICH JAKOŚCI

Masowe występowanie koguciego ogona na plantacji Objawy koguciego ogona niedługo po posadzeniu Objawy koguciego ogona niedługo po posadzeniu

Autor: dr Mirosława Staniaszek

Wieloskładnikowy płynny nawóz dolistny z wysoką zawartością mikro i makroelementów do zasilania ziemniaka.

Zabiegi regeneracyjne w zbożach: skuteczne sposoby

Geny odporności na wirus Y ziemniaka (PVY)

Transkrypt:

Zakład Biologii Ogólnej Pracownia Morfogenezy i Fizjologii OPRACOWANIE TECHNOLOGII PRODUKCJI ODWIRUSOWANYCH SADZONEK WARZYW Z ZASTOSOWANIEM KULTUR TKANEK Autorzy: prof. dr hab. Krystyna Górecka mgr inż. Agata Kapuścińska mgr inż. Maria Burian mgr inż. Urszula Kowalska dr Waldemar Kiszczak mgr inż. Lidia Fornal dr Tadeusz Malinowski Grażyna Szczechowicz Opracowanie przygotowane w ramach zadania 1.17: "Opracowanie technologii produkcji odwirusowanych sadzonek warzyw z zastosowaniem kultur tkanek" Programu Wieloletniego: Rozwój zrównoważonych metod produkcji ogrodniczej w celu zapewnienia wysokiej jakości biologicznej i odżywczej produktów ogrodniczych oraz zachowania bioróżnorodności środowiska i ochrony jego zasobów finansowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi Skierniewice 2014 Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 1 z 10

Spis treści: 1. Wstęp 2. Cel zadania 3. Opracowanie metody intensywnego mnożenia in vitro badanych roślin 4. Wykrywanie wirusów w roślinach chrzanu i rabarbaru, a następnie w roślinach wyprowadzonych w kulturach tkanek z roślin porażonych wirusem TuMV w celu stwierdzenia czy w kulturach in vitro uwolnione zostały od tego wirusa. 5. Podsumowanie i wnioski 1. Wstęp Choroby wirusowe stanowią poważny problem ze względu na straty w plonach ważnych gospodarczo warzyw, w tym przypadku chrzanu oraz rabarbaru. Najważniejszym wirusem atakującym uprawy chrzanu jest wirus mozaiki rzepy Turnip mosaic virus (TuMV). Rośliny porażone tym wirusem charakteryzują się mniejszym przyrostem oraz występowaniem widocznych symptomów w postaci chlorotycznych pierścieni na powierzchni blaszki liściowej. Porażenie sadzonek chrzanu tym wirusem powoduje znaczne obniżenie plonu, sięgające nawet 40%. Opracowanie metody uzyskiwania zdrowego materiału wyjściowego ważnych gospodarczo warzyw pozwoli znacznie podwyższyć ich plon oraz jakość. Przy użyciu kultur merystemów możliwe jest otrzymanie zdrowych roślin z materiału wyjściowego porażonego patogenem. Uprawa roślin zdrowych pozwoli ograniczyć stosowanie środków ochrony roślin, a tym samym znacznie poprawi efektywność produkcji tzw. żywności ekologicznej, i jej konkurencyjność na rynku. Uwzględniając w/w zagrożenia, podstawowym celem zadania było opracowanie technologii produkcji odwirusowanych sadzonek warzyw z zastosowaniem kultur tkanek. 2. Cel zadania Celem niniejszego zadania jest wykorzystanie kultur tkanek do odwirusowywania i intensywnego namnażania zdrowego materiału roślinnego. Badania prowadzono dwutorowo: 1. Opracowywano metodę intensywnego mnożenia in vitro badanych roślin 2. Wykrywano wirusy w roślinach chrzanu i rabarbaru, a następnie w roślinach wyprowadzonych w kulturach tkanek z roślin porażonych wirusem TuMV w celu stwierdzenia czy w kulturach in vitro uwolnione zostały od tego wirusa. 3. Opracowanie metody intensywnego mnożenia in vitro badanych roślin Chrzan i rabarbar są bardzo trudnymi obiektami jak chodzi o zakładanie kultur inicjalnych merystemów, ponieważ pąki pobiera się z części podziemnych karp w przypadku rabarbaru i korzeni chrzanu. Prowadzono doświadczenia z użyciem różnych środków wyjaławiania. Były to - alkohol etylowy, chloramina T, podchloryn wapnia, chlorek rtęci używano ich w różnych stężeniach, traktowano nimi eksplantaty przez różne okresy czasu. Stosowano metody łączone, gdzie jeden środek używano następnie po drugim. Dla rabarbaru stosowano 3 sposoby wyjaławiania: 1. Płukanie pąków 24 godz. pod bieżącą wodą, traktowanie 70% etanolem przez 2 min. i 5% podchlorynem wapnia z 0,1% Tweenem 20 przez 20 min. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 2 z 10

2. Płukanie pąków 24 godz. pod bieżącą wodą, traktowanie 70% etanolem przez 2 min i 3% podchlorynem wapnia z 0,1% Tweenem 20 przez 20 min. 3. Płukanie pąków 5 min. 1% roztworem wodnym Tweenu 20, traktowanie 70% etanolem przez 0,5 min i 0,1% chlorkiem rtęci przez 1 min. Dla pąków chrzanu stosowano: 1. 24 godzinne płukanie pąków pod bieżącą wodą, traktowanie 80% etanolem przez 6 minut, 10% roztworem chloraminy T przez 10 minut. 2. 24 godzinne płukanie pąków pod bieżącą wodą a następnie umieszczenie w 1% Tweenie 20 na 5 min, traktowanie 70% etanolem przez 30 sek., 0,1% chlorkiem rtęci przez 1 min. W każdym z zastosowanych sposobów materiał roślinny przepłukiwano 10 krotnie w sterylnej wodzie destylowanej. Badano też wstępne traktowanie korzeni i karp przed pobieraniem pąków. Po wyjęciu z chłodni dokładnie opłukano je pod bieżącą wodą, a następnie część z nich zanurzono w 0,5% roztworze chloraminy T na 30 min, część natomiast w 0,3% roztworze miedzianu WG na 15 minut. Korzenie i karpy przysypywano piaskiem z dodatkiem torfu. Po 7 dniach pobrano pączki i wysterylizowano je jednym z dwóch sposobów. W większości sposobów wyjaławiania procent zakażonych kultur był wysoki. Najwięcej eksplantatów czystych w przypadku rabarbaru stwierdzono przy wyjaławianiu 3 sposobem, z zastosowaniem HgCl 2. Uzyskano 65,4% eksplantatów czystych. Wyjaławianie podchlorynem wapnia okazało się mniej efektywne, pośród eksplantatów wyjaławianych sposobami 1 i 2 obserwowano więcej niż 50% zakażeń. Materiał wyjściowy do zakładania kultur merystemów chrzanu okazał się jeszcze trudniejszy do wyjaławiania. Najbardziej skuteczny okazał się pierwszy sposób sterylizacji, czyli 24-godzinne płukanie pąków pod bieżącą wodą, a następnie traktowanie ich 80% alkoholem przez 6 minut i 10% roztworem chloraminy T przez 10 minut. Kultury czyste stanowiły 40%. Drugi sposób wyjaławiania dał gorsze rezultaty. Czyste eksplantaty stanowiły 28%. W przypadku rabarbaru, przy zastosowaniu sposobu, który w poprzednim roku okazał się najlepszy, wystąpiły w następnym roku badań liczne zakażenia. Jest to znany fakt, że tak trudny do sterylizacji materiał jak fragmenty roślin pobrane z części podziemnych, może w różnych partiach materiału roślin albo w różnych okresach sprawiać kłopoty z osiągnięciem sterylności, ponieważ mogą go zasiedlać różne mikroorganizmy w różnych okresach czasu i ich liczebność może też się znacznie różnić. Również zastosowanie sposobów wstępnego traktowania karp rabarbaru oraz korzeni chrzanu chloraminą T lub miedzianem nie dało dobrych rezultatów. Wciąż obserwowano wysoki procent zakażeń. Następnie do powierzchniowej sterylizacji pąków chrzanu i rabarbaru użyto preparatu PPM (Plant Preservative Mixture). Po 24 godzinnym płukaniu pod bieżącą wodą pąki traktowano 5% (v/v) roztworem PPM na wytrząsarce przez 4 godziny. Ten sposób sterylizacji okazał się najbardziej efektywny dla tak trudnych obiektów jak pąki rabarbaru czy chrzanu. Uzyskano wysoki procent kultur czystych, który wynosił 95% dla rabarbaru i 78% dla chrzanu (są to średnie z dwóch lat). PPM nie uszkadzał też traktowanych nim eksplantatów co jest również bardzo ważne. Stwierdzono, że pąki chrzanu są obiektem trudniejszym do wyjaławiania. Wystąpiły różnice między badanymi gatunkami pod względem liczby merystemów, które podejmowały rozwój. Było ich więcej w przypadku chrzanu. Z wysterylizowanych pąków w jałowych warunkach wypreparowywano merystemy. Merystemy chrzanu lepiej rozwijały się na pożywce MS (Murashige i Skoog) z dodatkiem 0,2 mg/l Kin, 1 mg/l IAA oraz 0,1% (v/v) PPM. Natomiast w przypadku merystemów rabarbaru większe namnożenie zaobserwowano na pożywce MS wzbogaconej 2 mg/l BA, 1 mg/l IBA Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 3 z 10

i 0,1% (v/v) PPM. U obu gatunków na lepszej pożywce procent uzyskanego namnożenia wynosił 50. Badano zdolności do regeneracji różnych eksplantatów. Były to rozetki (skrócone pędy), liście a nawet ich fragmenty. Przeprowadzono szereg doświadczeń z różnymi eksplantatami i wieloma pożywkami, aby dla każdego z eksplantatów dobrać najbardziej odpowiednią pożywkę, która dawałaby największe namnożenie. Stosowano różne cytokininy :Kin, BA, 2iP, TDZ w różnych stężeniach i w połączeniu z różnymi auksynami oraz z dodatkiem poliaminy putrescyny. W przypadku obu gatunków większe zdolności regeneracyjne wykazywały rozety. Dla rozet chrzanu najintensywniejsze namnożenie uzyskano stosując pożywki MS z dodatkiem 2iP, szczególnie w stężeniu 30mg/l w połączeniu z 0,01 mg/l IAA, 23,6 zaczątka nowej rozety i 5,8 rozet nieukorzenionych. Natomiast dla liści a nawet ich fragmentów najlepsze okazały się pożywki z dodatkiem TDZ. Na pożywce z 1 mg/l lub 5 mg/l TDZ w połączeniu z 1 mg/l NAA na wyłożonych liściach a nawet ich fragmentach wytworzyły się zgrupowania zawiązków pędów. Na pożywce z 5 mg/l TDZ i 1 mg/l NAA proces ten był intensywniejszy. Pędów i zawiązków było często tak wiele, że pokrywały całą powierzchnię liścia czy jego fragmentu a nawet pożywki (fot.1). Po podzieleniu otrzymanych skupisk zaczątków i przepasażowaniu ich na te same pożywki następowało dalsze ich namnażanie. Przy niższym stężeniu TDZ, czyli na pożywce z 1 mg/l TDZ i 1 mg/l NAA z grup utworzonych zaczątków pędów powstawały już rozetki. Fot.1 Przykłady namnożenia z fragmentów liści chrzanu na pożywce MS z dodatkiem 5 mg/l TDZ i 1mg/l NAA Zdolności regeneracyjne rozet i liści rabarbaru były niższe niż w przypadku chrzanu. Dla rozet rabarbaru najlepsze były pożywki MS z 30 mg/l 2iP i 0,01 mg/l IAA oraz 5 mg/l BA i 1 mg/l IBA. Dla liści najlepsze były pożywki, podobnie jak w przypadku chrzanu najlepsza była pożywka MS z dodatkiem 5 mg/l TDZ i 1 mg/l NAA oraz z 2 mg/l BA i 1 mg/l IBA. W doświadczeniach nad ukorzenianiem otrzymanych rozet zastosowano pożywki MS z obniżoną do połowy zawartością makroelementów, obniżoną koncentracją sacharozy oraz z auksynami NAA i IBA stosowanymi łącznie lub oddzielnie i z dodatkiem putrescyny. Wszystkie zastosowane pożywki ukorzeniające pozwoliły na uzyskanie wysokiego procentu roślin ukorzenionych. Najlepszą dla obu gatunków okazała się pożywka MS zawierająca połowę stężenia makroelementów, 20 g/l sacharozy oraz 3 mg/l NAA. Rozety chrzanu ukorzeniały się na Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 4 z 10

niej w 80% a rabarbaru w 100%. Jak widać rozety rabarbaru ukorzeniały się łatwiej niż rozety chrzanu. Etap ukorzeniania udało się uprościć i spowodować obniżenie kosztów poprzez przeprowadzenie tego procesu ex vitro. Otrzymane in vitro rozety ukorzeniano w podłożach będących mieszaniną piasku i torfu w mikropaletach umieszczonych na macie podsiąkowej w namiociku foliowym zapewniającym 100% wilgotność. Rozety traktowano roztworem IBA w stężeniu 5 mg/l przez 5 sekund, a następnie umieszczano w podłożu. Dla obu gatunków lepsze okazało się podłoże składające się z 3 części piasku i 1 części torfu. Również ex vitro rozety rabarbaru ukorzeniały się lepiej- uzyskano 100% ukorzenionych roślin. Prawidłowo rozwinięte rośliny chrzanu i rabarbaru uzyskane w kulturach in vitro były poddawane procesowi adaptacji poprzez wysadzanie do podłoży i umieszczenie w warunkach 100% wilgotności. Rośliny oby badanych gatunków z łatwością adaptowały się do warunków świata zewnętrznego. Wyższy procent zaadaptowanych roślin uzyskano dla roślin rabarbaru i chrzanu w podłożu będącym mieszaniną piasku i ziemi ogrodniczej w stosunku 1:3. Opracowaną metodę wykorzystano do zakładania i prowadzenia kultur in vitro chrzanu i rabarbaru z roślin porażonych wirusem TuMV. Otrzymane rośliny poddano testom na obecność tego wirusa. Stwierdzono, że otrzymano rośliny chrzanu i rabarbaru wolne od wirusa TuMV. 4. Wykrywanie wirusów w roślinach chrzanu i rabarbaru, a następnie w roślinach wyprowadzonych w kulturach tkanek z roślin porażonych wirusem TuMV w celu stwierdzenia czy w kulturach in vitro uwolnione zostały od tego wirusa Badaniami objęto następujące wirusy: a) wirus mozaiki rzepy (Turnip mosaic virus, TuMV) b) wirus mozaiki gęsiówki (Arabis mosaic virus, ArMV) c) wirus mozaiki kalafiora (Cauliflower mosaic virus, CaMV) d) wirus czarnej plamistości pierścieniowej pomidora (Tomato black ring virus, TBRV) e) wirus mozaiki ogórka (Cucumber mosaic virus, CMV). Stosując sekwencjonowanie drugiej generacji na platformie Illumina z wykorzystaniem bibliotek cdna przygotowanych dla frakcji polya RNA i srna, stwierdzono w wybranych roślinach chrzanu obecność wirusa mozaiki rzepy (TuMV) (fot. 2) oraz wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (TBRV). Zastosowana metoda umożliwiała wykrycie praktycznie wszystkich wirusów (w tym planowanych pięciu). Nie stwierdzono obecności innych wirusów. Odczytano pełne sekwencje genomów wykrytych wirusów. Analiza BLAST pełnej sekwencji izolatu TuMV-TM6 potwierdziła jego bardzo wysokie podobieństwo (>98.86% identycznych nukleotydów, 0 różnic ins/del) do izolatu TuMV-CAR51 (Pyrski i Lehmann; GenBank # HQ637383). Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 5 z 10

Obserwowane symptomy porażenia zilustrowano na fotografiach poniżej. A Fot.2. Symptomy porażenia wirusem mozaiki rzepy (TuMV) na liściach roślin chrzanu Na zdjęciu z lewej (A) zilustrowano niejednorodne natężenie symptomów chorobowych oraz słabszy przyrosty blaszki liściowej na tej połowie liścia, na której występuje większe nasilenie symptomów (i prawdopodobnie większe średnie stężenie cząstek wirusa w tkance liściowej). Na zdjęciu z prawej (B) pokazano powiększenie wybranego fragmentu liścia z rozwiniętymi symptomami w kształcie rozmytych, chlorotycznych pierścieni. Ze względu na stwierdzenie w roślinach chrzanu obecności wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (TBRV), od roku 2014 testy metodą ELISA prowadzono na obecność sześciu wirusów: TuMV, TBRV, ArMV, CaMV, TRSV oraz CMV. Celowość tego uzupełnienia potwierdziły wyniki badania roślin chrzanu (TBRV wykryto w >50% badanych roślin). W listopadzie 2013, kwietniu, maju (rys.1) i sierpniu 2014 wykonano doświadczenia, w których porównano wyniki testów ELISA oraz RT-PCR na obecność TuMV w roślinach chrzanu (uzyskanych z rozmnożenia pojedynczej, porażonej wirusem rośliny i rosnących w doniczkach w szklarni) oraz w próbkach przygotowanych przez rozcieńczenie (w różnych proporcjach - szereg rozcieńczeń) ekstraktów z rośliny porażonej w ekstraktach z roślin zdrowych. Wyniki jednoznacznie wskazały na bardzo dużą przewagę metody RT-PCR, szczególnie wiosną, kiedy metodą ELISA uzyskiwano negatywne lub niejednoznaczne wyniki nawet z roślin wykazujących charakterystyczne symptomy porażenia TuMV. Dla wszystkich symptomatycznych roślin oraz części roślin bez symptomów chorobowych test oparty na wykorzystaniu RT-PCR dawał wynik pozytywny. Tylko w jednym przypadku, w sierpniu 2014, uzyskano dla rośliny nr 5 wynik pozytywny w teście ELISA a negatywny w tescie opartym na RT-PCR. Na podstawie porównania wyników badania próbek tworzących szeregi rozcieńczeń stwierdzono, że RT-PCR umożliwiał wykrycie TuMV z czułością od 4 do 1024 razy wyższą niż uzyskiwana w metodzie ELISA. Poniżej przedstawiono wyniki eksperymentów z maja i sierpnia 2014. B Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 6 z 10

Rys. 1. Wykrywanie TuMV w liściach chrzanu metodami ELISA i RT-PCR (maj 2014) Trzydzieści linii kultur in vitro założonych z merystemów pobranych z roślin chrzanu porażonych wirusami TuMV i TBRV przebadano testem ELISA na obecność obu wirusów oraz testem SC-RT-PCR (silicacapture reverse transcription polymerase chain reaction) na obecność TuMV. We wszystkich zbadanych roślinach wykryto obecność TBRV. Dla sześciu linii: 282, 339, 348, 356, 417, 421, uzyskano dwukrotnie negatywny wynik obu testów (ELISA i SC-RT-PCR) na obecność TuMV. Dla linii 261, 343 i 423 uzyskano negatywny wynik testu ELISA i niejednoznaczny wynik jednego z dwóch testów SC-RT-PCR. Jeśli wyniki te zostaną potwierdzone w kolejnych testach po ukorzenieniu roślin oznacza to, że metodą zakładania kultur merystematycznych (bez dodatkowych terapii) uzyskano rośliny chrzanu uwolnione od wirusa TuMV. Niestety, metoda ta nie była skuteczna w stosunku do wirusa czarnej pierścieniowej plamistości pomidora (TBRV). Poniżej przedstawiono wyniki testu SC- RT-PCR 23 próbek pobranych z roślin chrzanu in vitro (oraz kontroli) na obecność TuMV (Fig.3). Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 7 z 10

287 335 310 376 314 358 313 329 351 343 334 282 326 336 348 100bp 276 337 363 339 312 261 323 333 bufor K8 K8a K9 193ev K+ 100 bp Fig.3 Wyniki testu SC-RT-PCR na obecność TuMV w roślinach chrzanu in vitro Pobrano 129 próbek liści lub całych roślin z trzech plantacji w województwie łódzkim, z okolic Opoczna. Próbki te przebadano testem ELISA na obecność: TuMV, TBRV, ArMV, CaMV, TRSV i CMV. Dodatkowo wszystkie próbki przebadano też metodą IC-RT-PCR na obecność TuMV. Obecność CaMV w roślinach chrzanu stwierdzono w Polsce po raz pierwszy. Dlatego kilka wybranych roślin, w których metodą ELISA wykryto ArMV i/lub CaMV dodatkowo przebadano metodą PC-RT-PCR i potwierdzono obecność wirusów. Podsumowanie przeprowadzonych testów materiału wyjściowego przedstawiono w tabeli poniżej. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 8 z 10

Tabela 1. Wyniki testów ELISA na obecność sześciu wirusów w roślinach chrzanu pobranych bezpośrednio z plantacji w województwie łódzkim Miejsce typ/'odmiana' TuMV TBRV ArMV CaMV TRSV CMV S Staropolski 9/ 34 12/ 34 9/ 34 10/ 34 0/ 34 0/ 34 O - Staropolski 29/ 67 51/ 67 30/ 67 58/ 67 0/ 60 0/ 60 K - Duńczyk 15/ 28 6/ 28 28/ 28 0/ 28 0/ 28 0/ 28 RAZEM: 53/129 69/129 67/129 68/129 0/129 0/129 Metodą ELISA przebadano 34 roślin rabarbaru na obecność pięciu wirusów. Dodatkowo, obecność TuMV sprawdzono metodą SC-RT-PCR. W trzech roślinach: "R1", "27,1" i r15 stwierdzono obecność wirusa metodą SC-RT-PCR. R1 została wykorzystana do założenia kultur in vitro i opracowania metodyki uwalniania od TuMV. W dwóch roślinach (r8 i r15) stwierdzono metodą ELISA obecność TBRV (tab. 2). Tabela 2. Wyniki testu roślin rabarbaru na obecność pięciu wirusów Miejsce pobrania prób TuMV TBRV ArMV TRSV CMV Szklarnia 2/11 0/11 0/11 0/11 0/11 Pole doświadczalne 1/23 2/23 0/23 0/23 0/23 RAZEM: 3/34 2/34 0/34 0/34 0/34 Założono kultury in vitro z merystemów pobranych z roślin rabarbaru porażonych wirusami TuMV (R1) lub TuMV i TBRV (r15). Rośliny te były następnie badane na obecność TuMV i TBRV metodą ELISA i dodatkowo metodą SC-RT-PCR na obecność TuMV. Z rośliny R1 uzyskano trzy linie kultur in vitro rabarbaru (507, 508, 511) uwolnione od wirusa TuMV. 5. Podsumowanie i wnioski 1. Opracowano metodę mikrorozmnażania roślin rabarbaru i chrzanu. a. Znaleziono efektywny sposób sterylizacji bardzo trudnych eksplantatów inicjalnych jakimi są pąki pobrane z części podziemnych, a więc korzeni czy karp podziemnych. b. Stwierdzono bardzo dużą zdolność do proliferacji różnych eksplantatów chrzanu: merystemów, rozetek, liści, a nawet ich fragmentów c. Dla każdego eksplantatu chrzanu czy rabarbaru dobrano pożywki dające najlepszy współczynnik namnażania. d. Uproszczono ukorzenianie poprzez opracowanie sposobu prowadzenia tego procesu ex vitro. 2. W badanych roślinach chrzanu i rabarbaru stwierdzono testem ELISA obecność wirusów: Turnip mosaic virus (TuMV), Tomato black ring virus (TBRV), Arabis mosaic virus (ArMV), oraz Cauliflower mosaic virus (CaMV). Obecność CaMV w roślinach chrzanu stwierdzono w Polsce po raz pierwszy. 3. Obecność TuMV, ArMV i CaMV w wybranych roślinach potwierdzono dodatkowo testem RT-PCR. Ze względu na stosunkowo wysoki procent porażenia, częste występowanie Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 9 z 10

infekcji mieszanych oraz zaobserwowane symptomy chorobowe stwierdzono wstępnie celowość weryfikacji wcześniejszych ocen o niskim stopniu szkodliwości wirusów innych niż TuMV w produkcji chrzanu. 4. Metodą sekwencjonowania NGS odczytano pełne genomy izolatów TuMV oraz TBRV (RNA1, RNA2 i satrna). 5. Stwierdzono bardzo ograniczoną (wbrew wcześniej publikowanym doniesieniom) przydatność metody ELISA do wykrywania TuMV w liściach chrzanu. Metodą SC-RT-PCR wykrywano wirusa w roślinach nawet kilka tygodni przed pojawieniem się symptomów. Przeprowadzone badania pozwoliły na znaczne zwiększenie wiarygodności testów na obecność TuMV. 6. Uzyskano rośliny chrzanu i rabarbaru uwolnione od TuMV z kultur in vitro zakładanych z roślin porażonych tym wirusem. Pozwoli to na w przyszłości na zaoferowanie zdrowych sadzonek tych roślin. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice strona: 10 z 10