Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (1) 2009 SEGREGACJA TRANSGRESYWNA POKOLENIA F 2 KUKURYDZY W PODATNOŚCI NA FUSARIUM SPP. GRAŻYNA SZYMAŃSKA, HANNA SULEWSKA, KATARZYNA PANASIEWICZ Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Katedra Uprawy Roli i Roślin Mazowiecka 45/46, 60-623 Poznań ptasz@up.poznan.pl I. WSTĘP W hodowli mieszańców kukurydzy wykorzystuje się efekt heterozji, co zmusza producentów do corocznej wymiany materiału siewnego. Rolnicy poszukując sposobów ograniczenia nakładów ponoszonych na uprawę kukurydzy produkują materiał siewny we własnym gospodarstwie, oszczędzając na zakupie nasion. Wysoki, dobrej jakości plon, można uzyskać jednak tylko wysiewając kwalifikowane nasiona pierwszego pokolenia mieszańców (F 1 ), a oszczędności na zakupie ziarna siewnego są pozorne. Ważną grupę patogenów kukurydzy stanowią gatunki Fusarium powodujące między innymi zgorzel podstawy łodygi oraz fuzariozę kolb (Tekiela i Gabarkiewicz 2007). Często porażane są rośliny osłabione stresami środowiskowymi lub działaniem szkodników. Szkodliwość tych chorób polega nie tylko na zmniejszeniu potencjału plonowania roślin, ale także jakości plonu. Szacuje się, że choroby tej grupy są przyczyną spadku wysokości plonu, sięgającego w niektórych latach nawet 30% (Tekiela 2001). Celem badań było określenie podatności roślin pokolenia F 2 mieszańców kukurydzy na Fusarium spp. W hipotezie badawczej przyjęto, że istnieją różnice w podatności na Fusarium spp. między roślinami kukurydzy pokolenia F 2 i F 1. II. MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono w latach 2005 i 2007 w Zakładzie Doświadczalno-Dydaktycznym Gorzyń, filia Swadzim należącym do Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Doświadczenia założono jako 2-czynnikowe w układzie split-plot w czterech powtórzeniach, gdzie czynnikiem I rzędu były odmiany: Clarica, San, Bzura, LG 2265, czynnikiem II rzędu pokolenie mieszańca: F 1, F 2. W fazie dojrzałości pełnej kukury-
288 Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (1) 2009 dzy (BBCH 86) w dwóch terminach, co dwa tygodnie określono liczbę roślin z objawami fuzariozy z rozróżnieniem na: zgorzel podstawy łodygi i porażenie kolb. Liczbę roślin z symptomami zgorzeli podstawy łodygi określono na podstawie lekkiego uderzenia nogą podstawy łodygi, co powodowało złamania porażonych roślin (Siódmiak 1998). Stopień porażenia kolb kukurydzy przez grzyby rodzaju Fusarium, oceniano w skali 9-stopniowej (Borowiecki 1989) (tab. 1). Wskaźnik porażenia kolb przez Fusarium spp. obliczono wg wzoru Towsenda-Heubergera (Puntener 1981). Uzyskane wyniki przeliczano na stopnie kątowe Blissa i w tej postaci poddano analizie wariancji. W tabelach dla większej ich czytelności pominięto wartości wg Blissa, a zróżnicowanie badanych obiektów zaznaczono tworząc grupy jednorodne oznaczone jako a, b, c. Najmniejszą istotną różnicę NIR weryfikowano na poziomie α = 0,05. Tabela 1. Skala do oceny zasiedlenia kolb przez grzyby Fusarium spp. Table 1. Scale used for evaluation of cobs infestation by Fusarium spp. Stopień Degree Opis Description 1 kolba czysta, brak grzybni na powierzchni pure ear, without mycelium 3 pojedyncze kolonie grzybów na kolbie single fungal colonies on the ear 5 50% kolby porośniętej grzybnią 50% of ear colonized by mycelium 7 75% powierzchni kolby porośniętej grzybnią 75% of ear colonized by mycelium 9 cała powierzchnia kolby porośnięta grzybnią the whole ear surface colonized by mycelium III. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Podatność odmian na porażenie roślin przez grzyby z rodzaju Fusarium w postaci zgorzeli podstawy łodygi była zróżnicowana; średni procent porażenia wahał się od 0,6 do 5,7 w pierwszym terminie obserwacji (tab. 2). W badaniach Czaplińskiej i Jasy (1980) stwierdzono, że bardziej podatne na porażenie były odmiany wczesne, jednakże wśród nich wyodrębniono także odmiany o różnej podatności na patogena. Natomiast w badaniach Michalskiego i wsp. (2000) nie stwierdzono zależności pomiędzy wczesnością odmian a porażeniem ich przez Fusarium spp. co może sugerować, że oprócz wczesności, wpływ na porażenie ma także odporność odmian, ich budowa morfologiczna oraz przebieg pogody. Częściowo potwierdziły to badania własne, w których po przeprowadzeniu obserwacji w drugim terminie (2 tygodnie później) wykazano wzrost liczby roślin z objawami zgorzeli podstawy łodygi, a średni procent porażenia wahał się od 2,5 do 9,5. Rośliny średniopóźnej odmiany Clarica, niezależnie od pokolenia były najbardziej odporne na atak grzybów rodzaju Fusarium. Analiza wariancji wykazała, że porażenie roślin przez Fusarium spp., mieszańców pokolenia F 2 w obydwu terminach obserwacji było istotnie wyższe niż roślin pokolenia F 1.
Segregacja transgresywna pokolenia F 2 kukurydzy 289 Tabela 2. Odsetek roślin z objawami porażenia przez Fusarium spp. w postaci zgorzeli podstawy łodygi w latach 2005 i 2007 Table 2. Percentage of plants with infestation symptoms by Fusarium spp. in the form of foot-rot in 2005 and 2007 I Bzura 0,0 5,2 2,6 ab 2,6 11,1 6,8 Clarica 0,0 1,3 0,6 a 1,1 4,0 2,5 LG 2265 0,4 11,1 5,7 b 1,5 17,6 9,5 San 1,2 4,2 2,7 b 1,9 10,9 6,4 0,4 a 5,5 b 1,8 a 10,9 b A = r.n. Tabela 3. Odsetek kolb z objawami porażenia przez Fusarium spp. w latach 2005 i 2007 Table 3. Percentage of ears with infestation symptoms by Fusarium spp. in 2005 and 2007 I Bzura 0,8 1,9 1,3 c 4,7 6,2 5,4 Clarica 0,0 0,0 0,0 a 1,1 5,9 3,5 LG 2265 0,0 0,9 0,4 ab 2,1 8,0 5,0 San 0,4 1,0 0,7 bc 5,9 8,7 7,3 0,3 a 0,9 b 3,4 a 7,2 b A = r.n. Podobne zależności stwierdzono w przypadku porażenia kolb przez Fusarium spp. (tab. 3). W pokoleniu F 2 mieszańców w obydwu terminach obserwacji było ono istotnie wyższe niż na kolbach pokolenia F 1. Oceniając procent porażonych kolb stwierdzono, że kolby odmiany Clarica były w najmniejszym stopniu zasiedlane przez Fusarium spp.
290 Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (1) 2009 Porażenie kolb wyrażone wskaźnikiem Towsenda-Houbergera (tab. 3) było również wyższe w przypadku wysiewu nasion pokolenia F 2, zarówno w pierwszym (0,4), jak i w drugim terminie obserwacji (2,6). Tabela 4. Wskaźnik porażenia kolb przez Fusarium spp. w latach 2005 i 2007 Table 4. Index of ears infestation by Fusarium spp. in 2005 and 2007 I Bzura 0,2 0,6 0,4 b 1,5 2,1 1,8 bc Clarica 0,0 0,0 0,0 a 0,4 2,0 1,2 a LG 2265 0,0 0,4 0,2 ab 0,7 2,7 1,7 ab San 0,1 0,4 0,3 b 2,0 3,8 2,9 c 0,1 a 0,4 b 1,2 a 2,6 b IV. WNIOSKI 1. Rośliny pokolenia F 2 badanych mieszańców kukurydzy były bardziej podatne na infekcję grzybami rodzaju Fusarium w postaci zgorzeli podstawy łodygi i porażenia kolb niż pokolenia F 1. 2. późny mieszaniec Clarica okazał się najmniej podatny na atak grzybów rodzaju Fusarium zarówno na roślinach, jak i na kolbach. V. LITERATURA Borowiecki J. 1989. Metodyka prowadzenia obserwacji w doświadczeniach z kukurydzą. IUNG, Puławy. Seria P (41): 1 45. Czaplińska S., Jasa S. 1980. Studia nad odpornością kukurydzy na fuzariozę. Cz. I. Ocena podatności roślin linii i mieszańców kukurydzy na zgorzel podstawy łodyg i zgniliznę kolb w warunkach naturalnej infekcji. Hod. Roślin Aklim. Nas. 24 (3): 257 266. Michalski T., Perkowski J., Stachowiak J. 2000. Yielding of grain maize and presence of Fusarium toxins in dependence on harvest time. J. Plant Prot. Res. 40 (3/4): 271 279. Puntener W. 1981. Podręcznik Doświadczalnictwa Polowego w Ochronie Roślin [tłumaczenie z jęz. niemieckiego Z. Ginter]. Wyd. Inst. Ochr. Roślin, 244 ss. Siódmiak J. 1998. Metodyka badania wartości gospodarczej odmian (WGO) roślin uprawnych. Rośliny zbożowe. Kukurydza. COBORU. Słupia Wielka: 21 ss. Tekiela A. 2001. Najważniejsze choroby kukurydzy. Kukurydza rośliną przyszłości. Poradnik dla producentów. Agro Serwis: 29 31.
Segregacja transgresywna pokolenia F 2 kukurydzy 291 Tekiela A., Gabarkiewicz R. 2007. Fuzarioza kolb kukurydzy a zagrożenie skażenia ziarna przez mikotoksyny w uprawie mieszańców kukurydzy modyfikowanych genetycznie i ich form wyjściowych w warunkach polskich. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 47 (4): 227 232. GRAŻYNA SZYMAŃSKA, HANNA SULEWSKA, KATARZYNA PANASIEWICZ TRANSGRESSIVE SEGREGATION OF F 2 MAIZE GENERATION IN SUSCEPTIBILITY TO FUSARIUM SPP. SUMMARY The aim of this study was to assess susceptibility of F 2 maize generation to Fusarium spp. In Experimental Station of Poznan University of Life Sciences at Swadzim, two-factorial experiment was carried out in four replications, where the first factor was the hybrid and the second factor was the hybrid generation. s susceptibility to Fusarium spp. causing foot-rot was diverse; average percentage of infestation fluctuated from 0.6 to 5.7 in the first date of observation. Plants of medium a late hybrid Clarica, regardless of generation were the most resistant to the infestation by the fungi of Fusarium spp. Analysis of variance showed that stem base infestation of F 2 hybrid generation in both dates of observation was significantly higher than that of plants of F 1 generation. Similar relations were found in the case of ear infestation by Fusarium spp. Key words: maize, Fusarium spp., maize generation