Porównanie metody polowej i laboratoryjnej oceny odporności chmielu na mączniaka prawdziwego (Podosphaera macularis)

Podobne dokumenty
Ocena materiałów hodowlanych chmielu zwyczajnego pod względem odporności na mączniaka prawdziwego

Autor: dr Mirosława Staniaszek

PL B1. UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE, Lublin, PL BUP 26/11

WYKORZYSTANIE MARKERÓW MOLEKULARNYCH W HODOWLI ODPORNOŚCIOWEJ POMIDORA NA CHOROBY POWODOWANE PRZEZ FUSARIUM OXYSPORUM

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

PL B1. UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W LUBLINIE, Lublin, PL BUP 04/14. SYLWIA OKOŃ, Dąbrowica, PL KRZYSZTOF KOWALCZYK, Motycz, PL

Ćwiczenie numer 6. Analiza próbek spożywczych na obecność markerów GMO

PCR bez izolacji testujemy Direct PCR Kits od ThermoFisher Scientific

Ćwiczenie 3. Amplifikacja genu ccr5 Homo sapiens wykrywanie delecji Δ32pz warunkującej oporność na wirusa HIV

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

KOLEKCJA ODMIAN UPRAWNYCH I ROŚLIN MĘSKICH CHMIELU (Humulus lupulus L.)

Zad. 2.2 Poszerzenie puli genetycznej jęczmienia

TaqNova-RED. Polimeraza DNA RP20R, RP100R

Fizjologiczne i molekularne markery tolerancji buraka cukrowego na suszę. Dr Danuta Chołuj

Zastosowanie metody RAPD do różnicowania szczepów bakteryjnych

Zagrożenia ze strony grzyba Rhizoctonia solani na plantacjach buraka cukrowego

Ćwiczenie 2. Identyfikacja płci z wykorzystaniem genu amelogeniny (AMGXY)

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

Zestaw do wykrywania Anaplasma phagocytophilum w kleszczach, krwi i hodowlach komórkowych

Zestaw do wykrywania Babesia spp. i Theileria spp. w kleszczach, krwi i hodowlach komórkowych

WYSTĘPOWANIE WYBRANYCH GENÓW ODPORNOŚCI NA PARCH JABŁONI U ODMIAN I GATUNKÓW DZIKICH UŻYWANYCH W PROGRAMACH HODOWLANYCH JABŁONI.

Zestaw do wykrywania Chlamydia trachomatis w moczu lub w kulturach komórkowych

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Zadanie 2.4. Dr inż. Anna Litwiniec Dr inż. Barbara Skibowska Dr inż. Sandra Cichorz

Modele ochrony zbóż jako element integrowanej produkcji

Zadanie 2.4. Cel badań:

Charakterystyka materiałów hodowlanych pszenicy ozimej pod względem odporności na rdzę brunatną (Puccinia triticina)

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

ĆWICZENIE 1 i 2 Modyfikacja geu wołowej beta-laktoglobuliny przy użyciu metody Overlap Extension PCR (wydłużania nakładających się odcinków)

Biologia medyczna, materiały dla studentów

Genetyczne modyfikowanie organizmów Kierunek OCHRONA ŚRODOWISKA, II rok semestr letni 2015/16

TaqNovaHS. Polimeraza DNA RP902A, RP905A, RP910A, RP925A RP902, RP905, RP910, RP925

WPROWADZENIE MATERIAŁ BADAWCZY I CEL BADAŃ

Wykorzystanie krajowych i światowych zasobów genowych w pracach badawczych oraz hodowlanych pszenicy

Ocena reakcji odmian uprawnych i gatunków rodzaju Nicotiana na Tobacco mosaic virus oraz detekcja genu N warunkującego odporność typu nadwrażliwości

Anna Litwiniec 1, Beata Choińska 1, Aleksander Łukanowski 2, Żaneta Świtalska 1, Maria Gośka 1

Zakład Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin Warzywnych

Zastosowanie nowych technologii genotypowania w nowoczesnej hodowli i bankach genów

AmpliTest Babesia spp. (PCR)

31 SPRAWOZDANIE MERYTORYCZNE

Badanie próbek żywności na obecność Genetycznie Zmodyfikowanych Organizmów. Rozdział 9

Ochrona fungicydowa zbóż - mieszaniny czynią cuda!

Początki uprawy buraków

Apoloniusz Berbeć IUNG-PIB Puławy Koguci ogon

Ampli-LAMP Babesia canis

Zadanie 2.4 Poszerzanie puli genetycznej buraka cukrowego przez doskonalenie procesu gynogenezy oraz podnoszenie odporno

Ampli-LAMP Goose Parvovirus

2. Przedmiot zamówienia: Odczynniki chemiczne do izolacji DNA i reakcji PCR, wymienione w Tabeli 1. Nazwa odczynnika Specyfikacja Ilość*

PAŃSTWOWA INSPEKCJA OCHRONY ROŚLIN I NASIENNICTWA

Monitoring zmian zdolności chorobotwórczych populacji organizmów szkodliwych dla roślin oleistych

Zestaw dydaktyczny. genotypowanie szczepów 5taphy/ococcus aureus metodą PCR-RFLP

WYKRYWANIE MICRODOCHIUM NIVALE VAR. NIVALE I M. NIVALE VAR. MAJUS W PSZENICY OZIMEJ UPRAWIANEJ W RÓŻNYCH SYSTEMACH PRODUKCJI

Zastosowanie markerów RAPD do określenia podobieństwa genetycznego odmian jęczmienia ozimego (Hordeum vulgare L.)

Mączniak prawdziwy zbóż i traw: kiedy zwalczanie będzie skuteczne?

Ochrona zbóż przed chorobami grzybowymi z wirtuozerią!

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

Biochemia: Ćw. 11 Metoda RT-PCR

Halina Wiśniewska, Michał Kwiatek, Magdalena Gawłowska, Marek Korbas, Maciej Majka, Jolanta Belter oraz 2 pracowników pomocniczych

AKTUALNE ZALECENIA W INTEGROWANEJ OCHRONIE PORZECZKI I AGRESTU PRZED CHOROBAMI

Polimeraza Taq (1U/ l) 1-2 U 1 polimeraza Taq jako ostatni składniki mieszaniny końcowa objętość

Zwalczanie chorób buraka cukrowego może być proste i skuteczne!

Genetyka, materiały dla studentów Pielęgniarstwa

Zgodnie z nową etykietą-instrukcją stosowania, środek może być używany do ochrony:

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

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁODOWSKA LUBLIN POLONIA

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

MOLEKULARNE PODSTAWY ODPORNOŚCI MIOTŁY ZBOŻOWEJ (APERA SPICA-VENTI L.) NA HERBICYDY SULFONYLOMOCZNIKOWE

SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej w 2011 roku

SPRAWOZDANIE O STANIE REALIZACJI ZADANIA z wykonania badań podstawowych na rzecz postępu biologicznego w produkcji roślinnej w 2013 roku

Zadanie 2.4. Wykonawcy: Dr hab. inż. Maria Gośka, prof. IHAR PIB Dr inż. Anna Litwiniec Dr inż. Barbara Skibowska Mgr inż.

Reakcja rzepaku jarego na herbicydy na polu zachwaszczonym i bez chwastów

RT31-020, RT , MgCl 2. , random heksamerów X 6

Liść flagowy: zadbaj o jego prawidłową kondycję!

Sprawozdanie z prac PW obszar/zdanie 6.10 L. BOROS, T. GÓRAL

Brunatna nekroza nerwów liści (wirus Y ziemniaka (PVY)

Zestawy do izolacji DNA i RNA

Mączniak prawdziwy w natarciu!

Skuteczne sposoby na zwalczanie mączniaka prawdziwego

Źródła odporności na rdzę żółtą, rdzę brunatną i rdzę źdźbłową w polskich materiałach hodowlanych pszenicy

Biuletyn agrotechniczny KWS 1/2002

Badanie polimorfizmu rzepakochwastów za pomocą markerów RAPD *

Poprawa odporności roślin na stres biotyczny poprzez właściwe odżywienie w bieżącej fazie rozwojowej

Skutki zmian klimatycznych dla rolnictwa w Polsce sposoby adaptacji

ZRÓŻNICOW ANIE GENETYCZNE SZCZEPÓW DROŻDŻY FERM ENTUJĄCYCH KSYLOZĘ

Program wieloletni: Tworzenie naukowych podstaw

Metody zwalczania chorób grzybowych w kukurydzy

Metody badania ekspresji genów

Agrotechnika i mechanizacja

26 Ziemniak Polski 2006 nr 1

Saccharomyces Transformer Kit zestaw do przygotowywania i transformacji komórek kompetentnych Saccharomyces cerevisiae. Metoda chemiczna.

ĆWICZENIE 5 MECHANIZMY PROMUJĄCE WZROST ROŚLIN

REAKCJA NASION WYBRANYCH ODMIAN OGÓRKA NA PRZEDSIEWNĄ BIOSTYMULACJĘ LASEROWĄ. Wstęp

Białka różnicowe w bulwach odmian ziemniaka o różnym poziomie odporności na bakterie Dickeya solani

ANALIZA MOLEKULARNA BIOCENOZ BAKTERYJNYCH Ćwiczenia 2017/18

Zabieg fungicydowy T1 dopasowany do obecnych warunków polowych

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1 A01N 25/10

Zabieg T3 - ochroń kłos przez groźnymi chorobami!

Geny odporności na wirus Y ziemniaka (PVY)

Transkrypt:

NR 252 BIULETYN INSTYTUTU HODOWLI I AKLIMATYZACJI ROŚLIN 2009 URSZULA SKOMRA MARCIN PRZYBYŚ Zakład Hodowli i Biotechnologii Roślin Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy w Puławach Porównanie metody polowej i laboratoryjnej oceny odporności chmielu na mączniaka prawdziwego (Podosphaera macularis) A comparison of field and laboratory methods in assessment of hop resistance to powdery mildew (Podosphaera macularis) Przedmiotem badań były dwa potomstwa chmielu zwyczajnego uzyskane w wyniku skrzyżowania odmiany chmielu Wye Target, będącej źródłem genu R2 warunkującego odporność na mączniaka prawdziwego (Podosphaera macularis), z dwoma osobnikami męskimi charakteryzującymi się podatnością na tę chorobę. Wrażliwość genotypów chmielu na mączniaka prawdziwego określano przy użyciu dwóch metod: oceny występowania objawów choroby na szyszkach w warunkach naturalnej presji infekcyjnej oraz na podstawie stopnia porażenia liści po sztucznej inokulacji na szalkach w warunkach kontrolowanych. Oba testy odporności dały zgodny wynik w 88% przypadków. Zastosowanie testu szalkowego w pierwszym etapie selekcji pozwala na zmniejszenie liczby roślin ocenianych w warunkach polowych o ponad 70%. Ocena fenotypowa odporności na mączniaka prawdziwego jest w dużym stopniu uzależniona od wpływu środowiska, co czyni ją długotrwałą, pracochłonną i nie zawsze wiarygodną. Alternatywą dla tego typu oceny może być wykorzystanie markerów molekularnych identyfikujących określone geny odporności. W ramach prowadzonych badań wykorzystano markery molekularne losowej amplifikacji polimorficznych fragmentów DNA (RAPD) do identyfikacji pojedynków posiadających gen odporności na mączniaka prawdziwego. Przetestowano 40 starterów, z których wytypowano 2 wykazujące asocjację z cechą odporności. Słowa kluczowe: Humulus lupulus, odporność polowa, Podosphaera macularis, RAPD, sztuczna inokulacja Two hop progenies from the crosses between hop cv. Wye Target, used as a source of R2 gene determining resistance to hop powdery mildew (Podosphaera macularis), and two susceptible male plants were the objects of the work. The susceptibility of hop genotypes to powdery mildew was assessed using two methods: screening hop cones for disease symptoms in the field under natural infection pressure and artificial inoculation of detached hop leaves in Petri dishes, in controlled conditions. Both assessment methods gave the same results of resistance classification in 88% of individuals. The number of plants to be assessed in the field for cone infection would have been reduced by over 70% using the detached leaves inoculation in the early stage of selection. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers were used to determine the presence of resistance 315

gene. Until now 40 primers were tested. We report here the identification of two RAPD markers closely linked to a gene for resistance to Podosphera macularis. Key words: Humulus lupulus, field resistance, Podosphaera macularis, RAPD, artificial inoculation WSTĘP Mączniak prawdziwy chmielu powodowany przez grzyb Podosphaera macularis (Wallr.) jest jedną z najgroźniejszych chorób tej rośliny. W sprzyjających warunkach, przy niekontrolowanym rozwoju patogena, straty plonu mogą dochodzić nawet do 100% (Engelhard, 2005; Peetz, 2007). Odporność na mączniaka prawdziwego warunkują pojedyncze, dominujące geny, specyficzne w stosunku do rasy patogena (Liyanage i in., 1972). Dotychczas poznano osiem takich genów (RB, R1, R2, R3, R4, R5, R6 i RW) (Seigner i in., 2001). Badania wykazały, że w różnych rejonach uprawy chmielu występują rasy P. macularis mające zdolność przełamywania odporności determinowanej przez wszystkie te geny w warunkach szklarniowych (Seigner i in., 2001). W warunkach polowych została przełamana odporność determinowana przez geny R1, R3, R5, R6 i RB (Darby, 1998). Najbardziej trwała w warunkach polowych jest odporność warunkowana przez gen R2, którego źródłem jest angielska odmiana Wye Target. Odmiana ta jest uprawiana w Wielkiej Brytanii od 35 lat i nadal utrzymuje wysoki poziom odporności na mączniaka prawdziwego (Darby i in., 1989; Seigner i in., 2001). W Polsce odmiana Wye Target nigdy nie była uprawiana na plantacjach produkcyjnych, ale jest ona utrzymywana w kolekcji odmian chmielu w IUNG-PIB w Puławach. Badania występowania objawów mączniaka prawdziwego chmielu prowadzone w warunkach naturalnej presji infekcyjnej potwierdziły wysoki poziom odporności tej odmiany również w naszym kraju (Skomra, 2004). Obecnie odmiana Wye Target jest wykorzystywana jako źródło odporności na mączniaka prawdziwego w programie hodowlanym w IUNG-PIB. Podstawą hodowli odpornościowej jest selekcja perspektywicznych genotypów przy dużym nasileniu czynnika chorobotwórczego. W warunkach polowych fenotypowa ekspresja odporności jest często modyfikowana przez występowanie patogena oraz warunki środowiska. Polowa ocena odporności roślin na mączniaka prawdziwego musi być więc prowadzona przynajmniej przez kilka lat, aby selekcja była skuteczna. Wprowadzenie do oceny materiałów hodowlanych chmielu metod pozwalających na określenie odporności roślin w kontrolowanych warunkach środowiska znacznie przyspiesza proces selekcji, ponadto pozwala na zmniejszenie liczby genotypów przeznaczonych do oceny w warunkach polowych, co w przypadku chmielu jest niezwykle istotne z uwagi na duże koszty utrzymania plantacji. Celem pracy było porównanie skuteczności różnych metod oceny odporności chmielu na mączniaka prawdziwego w aspekcie ich wykorzystania w pracach hodowlanych do selekcji genotypów odpornych. Wrażliwość genotypów chmielu na mączniaka prawdziwego określano przy użyciu dwóch metod: oceny występowania objawów choroby na szyszkach w warunkach naturalnej presji infekcyjnej oraz na podstawie stopnia porażenia liści po sztucznej inokulacji na szalkach w warunkach kontrolowanych. 316

Dodatkowo podjęto próbę wykorzystania markerów molekularnych RAPD do identyfikacji pojedynków posiadających gen odporności na mączniaka prawdziwego. MATERIAŁ I METODY Badania polowe Materiał badawczy stanowiły dwa potomstwa chmielu zwyczajnego (Humulus lupulus L.) uzyskane w wyniku skrzyżowania odmiany chmielu Wye Target, będącej źródłem genu R2 warunkującego odporność na mączniaka prawdziwego, z dwoma osobnikami męskimi charakteryzującymi się podatnością na tę chorobę. Krzyżowania wykonano w 2004 r. Wiosną 2006 r. rośliny wysadzono na plantację hodowlaną, na której nie są prowadzone chemiczne zabiegi ochrony roślin. Odporność pojedynków na mączniaka prawdziwego oceniano na podstawie występowania objawów choroby na szyszkach w warunkach naturalnej presji infekcyjnej. Badania prowadzono w latach 2007 2008, po rozpoczęciu przez rośliny owocowania. Z każdej rośliny pobierano losowo 250 szyszek i oceniano stopień ich porażenia na podstawie wielkości powierzchni uszkodzonej przez chorobę (Skomra, 2004). Za rośliny odporne uznawano takie, których współczynnik porażenia szyszek nie przekraczał 2%. Sztuczna inokulacja liści na szalkach Wykonano badania odporności przy użyciu sztucznej inokulacji liści na szalkach Petriego. Z każdej rośliny zbierano młode, nie w pełni rozwinięte liście, które następnie rozkładano po dwie sztuki na szalkach wyłożonych wilgotną bibułą filtracyjną. Dla każdej rośliny przygotowano 3 szalki. Taki sam komplet szalek przygotowano dla odmian referencyjnych: Magnum bardzo wrażliwej na mączniaka prawdziwego i Wye Target odpornej na tę chorobę. Liście inokulowano zawiesiną zarodników konidialnych P. macularis w 0,005% roztworze Tween 20. Inokulum sporządzono przez zmycie zarodników konidialnych grzyba z powierzchni silnie porażonych liści odmiany Magnum. Koncentrację zarodników w zawiesinie sprawdzono przy użyciu hemacytometru. Inokulację przeprowadzono natychmiast po sporządzeniu zawiesiny zarodników przy użyciu ręcznego opryskiwacza. Szalki umieszczono w fitotronie w temperaturze 18 21 C przy 14. godzinnym fotoperiodzie. Codziennie monitorowano stan liści na szalkach. W razie potrzeby bibułę zwilżano wodą destylowaną. Po 14 dniach od inokulacji przeprowadzono obserwacje występowania kolonii P. macularis pod binokularem. Przeprowadzono dwie serie inokulacji z użyciem tych samych genotypów chmielu oraz przy zachowaniu takich samych warunków inkubacji. Technika RAPD Materiał badawczy stanowiły: odmiana Wye Target (posiadająca gen R2) oraz pojedynki ocenione jako odporne oraz podatne na mączniaka prawdziwego na podstawie sztucznej inokulacji w warunkach kontrolowanych, pochodzące z potomstwa odmiany Wye Target z dwoma osobnikami męskimi charakteryzującymi się podatnością na tę chorobę. 317

318 Urszula Skomra... Izolacja całkowitych kwasów nukleinowych W celu izolacji DNA z tkanek badanych pojedynków, 100 mg świeżej tkanki roślinnej homogenizowano w moździerzu z dodatkiem 650 l buforu o składzie: 2% CTAB, 0,1M Tris-HCL ph 8,0, 20mM EDTA, 1,4M NaCl, 0,4% -merkaptoetanol. Homogenat przenoszono do probówki 1,5ml i inkubowano w 68 o C przez 90 minut. Po wystudzeniu do temperatury otoczenia dodawano 850 l mieszaniny chloroform : alkohol izoamylowy (24:1), wytrząsano, a następnie wirowano przy 14 000 obr./min. przez 10 minut w temperaturze 4 C. Uzyskaną po wirowaniu fazę wodną w ilości 400 l przenoszono do nowej probówki, dodawano 500 l chloroformu, wytrząsano i wirowano w tych samych warunkach. Fazę wodną ponownie przenoszono do nowej probówki i ekstrahowano chloroformem. Następnie z fazy wodnej wytrącano DNA przez 12 godzin w temperaturze -20 C poprzez dodanie 0,6 objętości izopropanolu oraz 0,1 objętości 3M octanu sodu ph 7,4. Po wirowaniu z prędkością 14000 obr./min. przez 30 minut, osad przemywano dwukrotnie 80% etanolem, a następnie suszono próżniowo i zawieszano w 30 l sterylnej wody Mili-Q. Oznaczanie ilościowe DNA prowadzono metodą spektrofotometryczną. RAPD Do reakcji PCR użyto następujących starterów: OPA-1, OPA-3, OPA-7, OPA-11, OPA-17, OPB-8, OPB-11, OPC-8, OPC-9, OPD-1, OPD-11, OPE-2, OPE-3, OPE-7, OPE-8, OPE-9, OPF-6, OPG-2, OPG-4, OPG-5, OPG-10, OPH-7, OPI-14, OPK-20, OPM-5, OPM-20, OPN-13, OPO-4, OPO-8, OPP-2, OPP-3, OPP-4, OPP-6, OPP-7, OPP- 8, OPV-17, OPAA-11, OPAB-7, OPAB-8, OPAC-2. Reakcję PCR prowadzono w końcowej objętości 20 µl mieszaniny reakcyjnej. Do 1 μl DNA (100 ng) uzyskanego po izolacji dodawano mastermix zawierający: 1 bufor PCR (Fermentas), 0,5 µm startera, 500 µm mieszaniny dntps (Fermentas), 2,5 mm MgCl 2 (Fermentas). Jako ostatnią dodawano polimerazę Taq w ilości 2,5U (Fermentas). Amplifikacja obejmowała etapy: denaturacja wstępna: 95 C przez 2 minut, właściwa amplifikacja (42 cykle): denaturacja 95 C przez 30 sekund, annealing 35 C przez 30 sekund, elongacja 72 C przez 30 sekund, końcowa elongacja: 72 C przez 5 minut. Elektroforeza produktów amplifikacji Produkty amplifikacji analizowano w 1,7% żelu agarozowym w obecności bromku etydyny. Na żel nanoszono po 10 l mieszaniny po amplifikacji z dodatkiem 2 l barwnika obciążającego 6 Loading Dye (Fermentas). Jako marker wielkości wykorzystano marker 100bp (Fermentas). Elektroforezę prowadzono w buforze 1 TBE przy napięciu 5V/cm. Wynik elektroforezy oglądano pod UV i fotografowano. WYNIKI I DYSKUSJA Rozwój mączniaka prawdziwego chmielu jest uzależniony od warunków pogodowych, dlatego występowanie i nasilenie objawów choroby różni się w poszczególnych latach (Engelhard i in., 2001; Skomra, 2008). W warunkach naturalnych rozwój objawów

choroby oraz jej nasilenie są modyfikowane przez wiele czynników, z których najważniejsze to: obecność patogena, sprzyjające warunki atmosferyczne oraz podatność rośliny na porażenie. Dynamika poszczególnych czynników wpływających na rozwój infekcji w ciągu sezonu wegetacyjnego jest bardzo duża, toteż często nawet w przypadku roślin wrażliwych objawy choroby nie występują. W celu wyeliminowania tej sezonowej zmienności ocenę odporności poszczególnych genotypów na mączniaka prawdziwego w warunkach polowych należy prowadzić przez kilka lat. Zróżnicowanie występowania objawów mączniaka prawdziwego w warunkach polowych obserwowano również w niniejszych badaniach. Za odporne uznawano jedynie te rośliny, których współczynnik porażenia w żadnym roku badań nie przekroczył 2%, a wśród badanych szyszek nie stwierdzano silnie porażonych. Po dwuletniej obserwacji występowania objawów mączniaka prawdziwego na szyszkach w warunkach naturalnej presji infekcyjnej zidentyfikowano 12 roślin odpornych na tę chorobę (tab. 1). Zastosowanie sztucznej inokulacji liści na szalkach Petriego, a następnie ich inkubacja w kontrolowanych, korzystnych dla rozwoju patogena warunkach temperatury i wilgotności eliminuje wpływ czynników atmosferycznych na rozwój patogena. Jest to stosunkowo prosta metoda, która może być stosowana w ciągu całego okresu wegetacyjnego. Dodatkową jej zaletą jest możliwość oceny młodych roślin, które nie weszły jeszcze w okres owocowania. Ma to szczególne znaczenie w przypadku badań nad chmielem, który zaczyna wytwarzać szyszki zazwyczaj dopiero w drugim roku wzrostu roślin w warunkach polowych, tj. po trzech latach od wykonania krzyżowania. Metoda ta przynosi bardzo dobre efekty w przypadku wielu gatunków roślin i patogenów (Olmstead i in. 2000; Browne, Cooke, 2004). Była ona również stosowana w badaniach nad mączniakiem prawdziwym chmielu (Seigner i in., 2001; Seigner i in., 2005). P. macularis może rozwijać się w szerokim zakresie temperatury, jednak najwięcej kolonii tworzy w temperaturze 18 21 C (Turechek i in., 2001). Takie optymalne warunki temperatury zastosowano podczas inkubacji szalek z inokulowanymi liśćmi chmielu. Do inokulacji pobierano zawsze liście najmłodsze, jeszcze nie w pełni rozwinięte, ponieważ są one najbardziej wrażliwe na porażenie (Seigner i in., 2003; Turechek i in., 2001). Pierwsze kolonie P. macularis obserwowano po 6 dniach od inokulacji, ale ostateczną ocenę przeprowadzono po 14 dniach. Nasilenie objawów było zróżnicowane od pojedynczych, małych kolonii widocznych tylko pod binokularem, do kilku, dobrze rozwiniętych kolonii na jednym liściu. Pojedynki, u których przynajmniej na jednym liściu stwierdzono kolonię grzyba z zarodnikami konidialnymi uznawano za wrażliwe na porażenie. Objawy mączniaka prawdziwego obserwowano na liściach 24 genotypów (tab. 1). Oba testy odporności, tj. sztuczna inokulacja liści chmielu na szalkach oraz ocena porażenia szyszek w warunkach naturalnej presji infekcyjnej dały zgodny wynik w przypadku 30 z 34 badanych roślin. Spośród 10 genotypów uznanych za odporne na podstawie testu szalkowego, tylko jeden wykazywał objawy mączniaka prawdziwego na szyszkach w warunkach polowych. Oznacza to, że test wykorzystujący sztuczną inokulację liści chmielu na szalkach nadaje się do wstępnej weryfikacji roślin pod względem odporności na mączniaka prawdziwego. Zastosowanie tego testu w pierwszym etapie selekcji pozwala na zmniejszenie liczby roślin ocenianych w warunkach polowych. 319

320 Urszula Skomra... W przypadku potomstw testowanych w niniejszych badaniach, na podstawie wyników testu szalkowego można było wyeliminować z dalszej oceny 24 wrażliwe genotypy, co stanowiło ponad 70% wszystkich badanych pojedynków. Tabela 1 Porównanie metod fenotypowej oceny odporności genotypów chmielu na mączniaka prawdziwego oraz identyfikacji pojedynków posiadających gen odporności R2 przy użyciu markerów RAPD A comparison of phenotypical methods in assessment of hop genotypes for resistance to powdery mildew with identification of individuals possessing the R2 resistance gene using RAPD markers Genotypy chmielu Ocena polowa porażenia szyszek Sztuczna inokulacja liści Hop genotypes Screening hop cones in the field Artificial inoculation of detached leaves RAPD 11/34 O O 1 11/38 P P 1 11/40 P P 0 11/41 P P 0 11/42 P O 1 11/44 P P 0 11/45 O P 0 11/46 P P 0 11/50 O O 1 11/51 P P 0 11/52 P P 1 11/53 O O 1 11/54 O O 0 11/56 P P 0 11/58 P P 0 11/59 O O 1 12/1 P P 0 12/2 O P 0 12/3 P P 0 12/5 O O 1 12/6 P P 0 12/8 P P 0 12/10 P P 0 12/13 P P 0 12/17 P P 0 12/19 O O 1 12/21 P P 0 12/22 P P 0 12/24 P P 0 12/28 O O 1 12/30 O O 1 12/33 O P 0 12/34 P P 0 12/35 P P 0 O Odporny; Resistant P Podatny; Susceptible 1 Obecność prążka; Band s presence 0 Brak prążka; Band s absence W ramach identyfikacji markerów RAPD sprzężonych z cechą odporności na mączniaka prawdziwego przebadano 40 różnych starterów RAPD reakcji PCR. Produkty amplifikacji miały wielkość od 150bp do 2500bp. Tylko 2 startery generowały fragmenty DNA wykazujące asocjację z cechą odporności. Przy użyciu startera OPC-9 uzyskiwano

różnicujący produkt o wielkości 1920bp (rys. 1), zaś w przypadku użycia OPG-10 marker o wielkości 350bp (rys. 2). W 91% były one zgodne z obserwacjami dokonanymi po sztucznej inokulacji. Odnotowano jedynie dwa przypadki (genotypy 11/38 i 11/52), kiedy liście na szalkach Petriego poddane sztucznej inokulacji uległy porażeniu przez mączniaka prawdziwego, a markery RAPD wskazywały na obecność genu odporności. Przypadki występowania specyficznych markerów odporności dla genu R2 w roślinach chmielu podatnych na patogena miały miejsce również w badaniach nad markerami AFLP (Seefelder i in., 2003). Rys. 1. Rozdział elektroforetyczny produktów RAPD po użyciu startera OPC-9. (M -marker GeneRuler 100bp Plus DNA Ladder, 1-34 genotypy 11/34-12/35, WT Wye Target Fig. 1. Electrophoretic separation of RAPD products after using primer OPC-9. (M DNA fragments size marker (GeneRuler 100bp Plus DNA Ladder), 1-34 genotypes 11/34-12/35, WT Wye Target Rys. 2. Rozdział elektroforetyczny produktów R APD po użyciu startera OPG-10. (M -marker GeneRuler 100bp Plus DNA Ladder, 1-34 genotypy 11/34-12/35, WT Wye Target Fig. 2. Electrophoretic separation of RAPD products after using primer OPG-10. (M DNA fragments size marker (GeneRuler 100bp Plus DNA Ladder), 1-34 genotypes 11/34-12/35, WT Wye Target Odnotowano również sytuację, kiedy liście poddane sztucznej inokulacji nie uległy porażeniu przez patogena, podczas gdy po elektroforezie nie był widoczny prążek wskazując iż jest to roślina podatna (genotyp 11/54). Pojedyncze przypadki niezgodności wyników uzyskanych przy użyciu markerów RAPD z obserwacjami fenologicznymi nie wykluczają użycia tych markerów do selekcji. 321

322 Urszula Skomra... WNIOSKI 1. Ocena odporności genotypów chmielu na podstawie występowania objawów mączniaka prawdziwego na szyszkach jest skuteczną metodą selekcji, jednak można ją zastosować dopiero po rozpoczęciu przez rośliny owocowania, tj. po 3 latach od wykonania krzyżowania. 2. Wykorzystanie metody sztucznej inokulacji liści na szalkach pozwala na rozpoczęcie selekcji pod kątem odporności na mączniaka prawdziwego już w pierwszym roku po wykonaniu krzyżowania, jeszcze przed wysadzeniem roślin w pole, co znacznie przyspiesza proces hodowlany. 3. Zastosowanie tego testu w pierwszym etapie selekcji pozwala na znaczne zmniejszenie liczby roślin chmielu ocenianych w warunkach polowych. 4. Wstępne badania nad poszukiwaniem markerów molekularnych RAPD wykazują, że markery te mogą być wykorzystywane do wstępnej selekcji pojedynków posiadających gen R2 odporności na mączniaka prawdziwego chmielu, co eliminuje pracochłonny etap sztucznej inokulacji. LITERATURA Browne R. A., Cooke B. M. 2004. Development and evaluation of an in vitro detached leaf assay for prescreening resistance to Fusarium head blight in wheat. European Journal of Plant Pathology 110: 91 102. Darby P. 1998. The symptoms and biology of hop powdery mildew. Amer. Soc. Of Brew. Chemists NET. www.scisoc.org/hpmes/darby.htm Darby P., Godwin J. R., Mansfield J. W. 1989. The assessment of partial resistance to powdery mildew disease in hops. Plant Pathology 38: 219 225. Engelhard B., Goldbrunner Ch., Seigner E. 2001. Investigations on biology of hop powdery mildew (Sphaerotheca humuli) as a basis for specific strategies of control. Proc. Technical Commission IHGC, Canterbury, England: 29 45. Engelhard B. 2005. The impact of weather conditions on the behaviour of powdery mildew in infecting hop (Humulus). Acta Hort. 668: 111 116. Liyanage A. de S., Neve R. A., Royle D. J. 1972. Resistance to hop powdery mildew. Rep. Dept. Hop Res. Wye Coll.: 49 50. Olmstead J. W., Lang G. A., Grove G. G. 2000. A leaf disk assay for screening sweet cherry genotypes for susceptibility to powdery mildew. Hort. Sci. 35 (2): 274 277. Peetz A. B. 2007. Understanding sporulation and dissemination of Podosphaera macularis, hop powdery mildew. Thesis for degree of Master of Science. Oregon State University: 78 pp. Seefelder S., Seigner E. 2003. Molecular markers for powdery mildew (Sphaerotheca humuli) resistance in hops. Proc. of Scientific Commission IHGC, Dobrna Żalec, Slovenia: 8 11. Seigner E., Seefelder S., Haugg B., Hesse H., Rösch H., Felsenstein F. 2001. Investigation on the virulence spectrum of hop powdery mildew (Sphaerotheca humuli). Proc. of Scientific Commission IHGC, Canterbury, Kent, England: 33 37. Seigner E., Seefelder S., Haugg B., Engelhard B., Hasyn S., Felsenstein F. 2003. Infektionspotenzial des echten Mehltaus (Sphaerotheca humuli) in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium des Hopfens (Humulus lupulus). Gesunde Pflanzen, 55. Jahrg., Heft 2: 29 33. Seigner E., Lutz A., Radic-Miehle H., Seefelder S. 2005. Breeding for powdery mildew resistance in hop (Humulus L.): strategies at the Hop Research Center, Huell, Germany. Acta Hort. 668: 19 29. Skomra U. 2004. Ocena wybranych odmian chmielu pod względem podatności na mączniaka rzekomego i prawdziwego chmielu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 497: 581 589.

Skomra U. 2008. Występowanie mączniaka prawdziwego chmielu w zależności od odmiany i warunków klimatycznych. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 531: 193 200. Turechek W. W., Mahaffee W. F., Ocamb C. M. 2001. Development of management strategies for hop powdery mildew in the Pacific Northwest. Online. Plant Health Progress DOI: 10.1094/PHP-2001-0313- 01-RS. 323