PW 2015-2020 Zadanie 3.3: Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji patogenów z kompleksu Stagonospora spp. / S. tritici sprawców plamistości liści i plew pszenicy i pszenżyta Zakład Fitopatologii, Pracownia Hodowli Odpornościowej Kierownik tematu: prof. dr hab. Edward Arseniuk Wykonawca: mgr inż. Sławomir Bartosiak Symbol tematu 3-3-00-0-03
Zakres merytoryczny zadania 1. ocena naturalnego porażenia roślin odmian zbóż w szkółkach przez septoriozy liści i plew; 2. monitorowanie i porównywanie odporności na septoriozę liści i plew odmian ozimej pszenicy i ozimego pszenżyta rodzimej hodowli mierzonej poziomem porażenia naturalnego i w warunkach sztucznej inokulacji S. nodorum; 3. zbiór i analiza mikologiczna porażonego septoriozami materiału roślinnego pszenicy i pszenżyta z doświadczeń polowych własnych i z terenu; 4. izolacja i identyfikacja grzybów wywołujących septoriozy; 5. ocena patogeniczności wybranych z kolekcji roboczej izolatów ww. grzybów; 6. poszerzanie o nowe patogeniczności i utrzymywanie roboczej kolekcji izolatów grzybów Stagonospora spp./septoria tritici; 7. założenie doświadczeń polowych, tzw. szkółek septoriozy, w punktach doświadczalnych na terenie kraju z rodzimymi odmianami ozimej pszenicy i ozimego pszenżyta wybranymi z krajowego rejestru o zróżnicowanej odporności na Stagonospora nodorum i Septoria tritici; 8. opracowanie wyników i wstępnych zaleceń, określenie stopnia realizacji założonego celu.
1. Ocena naturalnego porażenia roślin odmian zbóż w szkółkach przez septoriozy liści i plew; 1.1 w 8 terenowych szkółkach septoriozy założonych z 10 odmianami pszenicy ozimej, 6 pszenicy jarej oraz 10 pszenżyta ozimego i 6 pszenżyta jarego w różnych geograficznie regionach kraju oceniono naturalne porażenie roślin septoriozami liści i plew w skali 1 o (silne porażenie) 9 o (brak objawów porażenia). Wnioski 1) stwierdzono istotne różnice nasilenia choroby między szkółkami oraz gatunkami i odmianami zbóż w szkółkach; 2) średnie naturalne porażenie liści (NL) jarych odmian pszenicy i pszenżyta przez grzyby Stagonospora spp./s. tritici stwierdzono w Grodkowicach i Ożańsku, a ozimych w Bartążku, Grodkowicach, Małyszynie i Smolicach; 3) w regionach geograficznych gdzie bilans wodny był korzystny obserwowano nasilenie septorioz (r= -0,195). Geograficzne lokalizacje szkółek septoriozy nałożone na mapę bilansu wodnego za okres 11.V - 10.VII (http://www.susza.iung.pulawy.pl) legenda - bilans wodny [mm] -199 - -190-189 - -180-179 - -170-169 - -160-159 - -150-149 - -140-139 - -130-129 - -120-119 - -110-109 - -100-99 - -90-89 - -80-79 - -70-69 - -60-59 - -50 > -50
2. Monitorowanie i porównywanie odporności na septoriozę liści i plew mierzonej poziomem porażenia naturalnego i w warunkach sztucznej inokulacji S. nodorum 2.1 wykonano doświadczenie polowe, w którym przetestowano ozime i jare odmiany pszenicy i pszenżyta pod względem odporności na S. nodorum w warunkach sztucznej inokulacji (n=32 obiekty) i naturalnego porażenia (n=32 obiekty). 2.2 rośliny na poletkach doświadczalnych inokulowano zawiesiną zarodników S. nodorum, a po wystąpieniu pierwszych objawów porażenia, około 2 tygodnie po inokulacji, w odstępach tygodniowych oceniano porażenie septoriozą liści oraz plew w skali 1 o (silne porażenie) 9 o (brak objawów porażenia);
Wnioski 1) Odmiany w warunkach sztucznej inokulacji w polu były porażone średnio 1-2 stopnie silniej w skali 9. stopniowej w porównaniu z porażeniem naturalnym. Istotność współczynników korelacji dla poziomu choroby na kłosach będącej wynikiem sztucznej inokulacji i naturalnego porażenia odnotowano w obrębie jarych odmian pszenicy i pszenżyta oraz odmian ozimej pszenicy. 2) Istotność współczynników korelacji dla poziomu choroby na liściach dla obydwu form wywołania choroby odnotowano dla ozimych i jarych odmian pszenicy oraz jarego pszenżyta. 3) Uzyskane wyniki wskazują, że sztuczna inokulacja patogenem jest niezbędna dla prawidłowej oceny odporności badanych obiektów zbóż na septoriozy liści i plew.
3. Zbiór i analiza mikologiczna porażonego septoriozami materiału roślinnego pszenicy i pszenżyta z doświadczeń polowych własnych i z terenu. 3.1 w terenowych szkółkach septoriozy zebrano porażony grzybami Stagonospora spp./ Septoria tritici materiał roślinny, wykonano analizy mikologiczne i określono udział poszczególnych gatunków z kompleksu grzybów Stanonospora spp./s. tritici w powodowaniu choroby w różnych regionach kraju na roślinach odmian ozimych i jarych pszenicy i pszenżyta. Stagonospora avenae Stagonospora nodorum Septoria tritici
Wnioski 1) wykonano 300 analiz mikologicznych porażonych septoriozami liści i plew pszenicy i pszenżyta; % udział poszczególnych gatunków w puli całości izolacji wynosił: a) na pszenicy jarej: S. nodorum 38%, S. tritici 59%, S. avenae 3%, b) na pszenicy ozimej: S. nodorum 11%, S. tritici 89%, S. avenae 0%, c) na pszenżycie jarym: S. nodorum 50%, S. tritici 36%, S. avenae 14%, d) na pszenżycie ozimym: S. nodorum 45%, S. tritici 43%, S. avenae 12%, 2) Ustalono również, że występują odmiany, na których zidentyfikowano wyłącznie jeden patogen a) S. nodorum w 100% występował na: pszenżycie ozimym Borwo i Pigmej. b) S. tritici zidentyfikowano w 100% na odmianach pszenicy jarej - Nawra, Żura oraz pszenicy ozimej - Finezja.
4. Izolacja i identyfikacja grzybów wywołujących septoriozy 1) z zebranych porażonych septoriozą liści wyosobniono jednozarodnikowe izolaty S. nodorum, S. tritici i S. avenae do badań patogeniczności w kolejnych etapach zadania; 2) wyizolowano łącznie 257 izolatów z pszenicy i pszenżyta na pożywki (V8, YMA, zbożową), w tym: 122 S. nodorum; 101 S.tritici; 32 S. avenae.
% porażenia 5. Ocena patogeniczności izolatów S. nodorum wybranych z kolekcji roboczej 5.1 Testowano przyżyciowo na siewkach pszenicy i pszenżyta w warunkach kontrolowanego środowiska: odmiany pszenicy ozimej: Bogatka, Finezja, Muszelka, Natula, Sailor, Tonacja; odmiany pszenżyta ozimego: Alekto, Algoso, Atletico, Baltiko, Borwo, Fredro, Pigmej; siewki pszenicy ozimej i pszenżyta ozimego inokulowano zawiesiną zarodników S. nodorum o stężeniu 4 10 6 zarodników ml -1 ; wilgotność zapewniono przez sztuczne zamgławianie; wykonana została ocena objawów chorobowych na liściach siewek po 10 dniach; ocenę wykonano przy użyciu programu do optycznej analizy obrazu ImageJ. 5.2.3 Średnie porażenie pszenicy ozimej i pszenżyta ozimego przez testowane izolaty. 60 50 40 30 20 10 0 Pszenica Pszenżyto Średnia SN15-36 SN15-44 SN15-46 SN15-49 SN15-51
5.2.4 Wnioski 1) ustalono, że występuje zróżnicowanie patogeniczności między izolatami; 2) na siewkach pszenicy ozimej najwyższą patogeniczność wykazywał izolat Sn 15-44, natomiast na siewkach pszenżyta ozimego najbardziej patogeniczny okazał się izolat Sn 15-36; 3) zarówno odmiany pszenicy ozimej, jak i pszenżyta ozimego różniły się statystycznie odpornością na S. nodorum; 4) średnio najbardziej podatną odmianą pszenicy ozimej była Natula, najodporniejszą natomiast Tonacja; 5) w przypadku pszenżyta ozimego ustalono, że średnio najbardziej podatnymi odmianami były kolejno Atletico, Pigmej i Fredro; 6) z testowanych odmian pszenżyta najwyższą odporność wykazały kolejno Alekto i Borwo; 7) izolaty Sn 15-46 i Sn 15-49 okazały się najmniej patogeniczne dla odmiany pszenżyta ozimego Borwo; 8) izolaty były blisko dwukrotnie bardziej patogeniczne w stosunku do pszenżyta ozimego niż pszenicy ozimej.
Mierniki zadania 1) liczba analiz mikologicznych i oznaczeń do gatunku 300/300; 2) liczba wykonanych testów charakteryzujących cechy chorobotwórcze zebranych izolatów patogenów 1/1; 3) liczba zgromadzonych w kolekcjach roboczych izolatów ras, patotypów i szczepów z nowymi patogenicznościami 5/5; 4) liczba referatów, wykładów, doniesień konferencyjnych, publikacji i raportów 1/1. Podsumowanie wyników zadania 1) w przypadku naturalnego porażenia stwierdzono istotne różnice nasilenia choroby między gatunkami i odmianami zbóż oraz lokalizacjami szkółek; 2) najwyższe zagrożenie septoriozami w 2015 roku miało miejsce w południowej Polsce i województwie zachodniopomorskim; 3) na podstawie analizy mikologicznej w przypadku pszenicy największy udział procentowy ustalono dla Septoria tritici natomiast na pszenżycie Stagonospora nodorum; 4) zaobserwowano zróżnicowanie patogeniczności między testowanymi izolatami; 5) kolekcję roboczą poszerzono o izolaty o wysokiej patogeniczności.