Odporność genotypów pszenicy ozimej na fuzariozę kłosów i akumulację toksyn fuzaryjnych w ziarnie scharakteryzowana za pomocą różnych typów odporności
Tomasz Góral
t.goral@ihar.edu.plZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Piotr Ochodzki
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Dorota Walentyn-Góral
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Jolanta Belter
Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Maciej Majka
Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Michał Kwiatek
Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Halina Wiśniewska
Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań (Poland)
Jerzy Bogacki
Danko Hodowla Roślin Sp. z o.o. (Poland)
Tdeusz Drzazga
Małopolska Hodowla Roślin HBP, Kraków (Poland)
Bogusława Ługowska
Danko Hodowla Roślin Sp. z o.o. (Poland)
Przemysław Matysik
Hodowla Roślin Strzelce Grupa IHAR (Poland)
Edward Witkowski
Hodowla Roślin Smolice Grupa IHAR (Poland)
Krzysztof Rubrucki
Poznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o. (Poland)
Urszula Woźna-Pawlak
Poznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o. (Poland)
Abstrakt
W doświadczeniach infekcyjnych w warunkach polowych w Radzikowie i Poznaniu/Cerekwicy badano odporność na fuzariozę kłosów 224 genotypów oraz 10 odmian/linii wzorcowych pszenicy ozimej. Genotypy te pochodziły z programów hodowlanych pszenicy ozimej oraz z kolekcji utworzonej w wyniku badań nad odpornością na fuzariozę kłosów w latach 2008–2013. Kłosy pszenicy inoklulowane były izolatmi Fusarium culmorum. Oceniano porażenie kłosa oraz stopień uszkodzenia ziarniaków. W ziarnie wybranych 61 genotypów analizowano zawartość ergosterolu, trichotecenów z grupy B oraz zearalenonu. Genotypy pszenicy były istotnie zróżnicowane pod względem odporności na fuzariozę kłosów. Średni indeks fuzariozy wyniósł 23,7%. Stwierdzono istotny wpływ wysokości roślin na wartość indeksu fuzariozy kłosów (r = -0,528). Badane genotypy wykazały zróżnicowaną odporność na uszkodzenie ziarniaków przez Fusarium (średnio 48,4%) oraz zróżnicowaną zawartość ergosterolu w ziarnie (średnio 30,9 mg·kg-1). Nasilenie fuzariozy kłosów istotnie korelowało z uszkodzeniem ziarniaków pszenicy (r = 0,768). Genotypy pszenicy wykazały zróżnicowaną odporność na akumulację toksyn fuzaryjnych. Średnia zwartość deoksyniwalenol (+pochodne acetylowe) wyniosła 20,515 mg·kg-1, natomiast zearalenonu 932 g·kg-1. Stopień porażenia kłosów, odporność typu II oraz uszkodzenie ziarniaków korelowały istotnie z zawartością ergosterolu, deoksyniwalenolu i zearalenonu w ziarnie. Zidentyfikowano genotypy łączące odporności różnych typów na fuzariozę kłosów.
Instytucje finansujące
Słowa kluczowe:
Fusarium culmorum, fuzarioza kłosów, pszenica ozima, trichotecyny, zearalenonBibliografia
Argyris J., Sanford D., Van, TeKrony D. 2003. Fusarium graminearum infection during wheat seed development and its effect on seed quality. Crop Sci. 43: 1782 — 1788.
Google Scholar
Bai G., Shaner G. 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annu. Rev. Phytopathol. 42: 135 — 161.
Google Scholar
Berthiller F., Dall’Asta C., Schuhmacher R., Lemmens M., Adam G., Krska R. 2005. Masked mycotoxins: determination of a deoxynivalenol glucoside in artificially and naturally contaminated wheat by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J. Agric. Food Chem. 53: 3421 — 3425.
Google Scholar
Bottalico A. 1998. Fusarium diseases of cereals: Species complex and related mycotoxin profiles, in Europe. J. Plant Pathol. 80: 85 — 103.
Google Scholar
Bottalico A., Perrone G. 2002. Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. Eur. J. Plant Pathol. 108: 611 — 624.
Google Scholar
Boutigny A.-L.L., Richard-Forget F., Barreau C. 2008. Natural mechanisms for cereal resistance to the accumulation of Fusarium trichothecenes. Eur. J. Plant Pathol. 121: 411 — 423.
Google Scholar
Buerstmayr H., Ban T., Anderson J. A. 2009. QTL mapping and marker-assisted selection for Fusarium head blight resistance in wheat: A review. Plant Breed. 128: 1 — 26.
Google Scholar
Buerstmayr H., Lemmens M., Berlakovich S., Ruckenbauer P. 1999. Combining ability of resistance to head blight caused by Fusarium culmorum (W.G. Smith) in the F1 of a seven parent diallel of winter wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica 110: 199 — 206.
Google Scholar
Buerstmayr H., Lemmens M., Schmolke M., Zimmermann G., Hartl L., Mascher F., Trottet M., Gosman N.E., Nicholson P. 2008. Multi-environment evaluation of level and stability of FHB resistance among parental lines and selected offspring derived from several European winter wheat mapping populations. Plant Breed. 127: 325 — 332.
Google Scholar
Draeger R., Gosman N., Steed A., Chandler E., Thomsett M., Srinivasachary, Schondelmaier J., Buerstmayr H., Lemmens M., Schmolke M., Mesterhazy A., Nicholson P. 2007. Identification of QTLs for resistance to Fusarium head blight, DON accumulation and associated traits in the winter wheat variety Arina. Theor. Appl. Genet. 115: 617 — 625.
Google Scholar
Foroud N. A., Eudes, F. 2009. Trichothecenes in cereal grains. Int. J. Mol. Sci. 10: 147 — 173.
Google Scholar
Góral T., Walentyn-Góral D., Wiśniewska H. 2015. Odporność pszenicy i pszenżyta na fuzariozę kłosów — odporność typu I oraz typu II. Biul. IHAR (w druku).
Google Scholar
Góral T., Wiśniewska H., Ochodzki P., Walentyn-Góral, D., Beletr J., Kwiatek M., Bogacki J., Drzazga T., Ługowska B., Matysik P., Witkowski E., Rubrycki K., Woźna-Pawlak U. 2014. Screening of winter wheat breeding lines for resistance to Fusarium head blight and accumulation of Fusarium toxins in grain. Book of Abstracts. Cereals for Food, Feed and Fuel — Challenge for Global Improvement; Joint EUCARPIA Cereal Section & I•T•M•I Conference, 29.06 – 04.07, 2014; Wernigerode, Niemcy: 254 p.
Google Scholar
Gunnaiah R., Kushalappa A.C., Duggavathi R., Fox S., Somers D. J. 2012. Integrated metabolo-proteomic approach to decipher the mechanisms by which wheat QTL (Fhb1) contributes to resistance against Fusarium graminearum. PLoS One. 7: e40695.
Google Scholar
Kollers S., Rodemann B., Ling J., Korzun V., Ebmeyer E., Argillier O., Hinze M., Plieske J., Kulosa D., Ganal M. W., Röder M. S. 2013. Whole genome association mapping of Fusarium head blight resistance in European winter wheat (Triticum aestivum L.). PLoS One. 8: e57500.
Google Scholar
Lemmens M., Koutnik A., Steiner B., Buerstmayr H., Berthiller F., Schuhmacher R., Maier F., Schäfer W. 2008. Investigations on the ability of Fhb1 to protect wheat against nivalenol and deoxynivalenol. Cereal Res. Commun. 36: 429 — 435.
Google Scholar
Mesterházy Á . 2002. Role of deoxynivalenol in aggressiveness of Fusarium graminearum and F. culmorum and in resistance to Fusarium head blight. Eur. J. Plant Pathol. 108: 675 — 684..
Google Scholar
Mesterházy Á. 1995. Types and components of resistance to Fusarium head blight of wheat. Plant Breed. 114: 377 — 386.
Google Scholar
Miedaner T., Reinbrecht C., Lauber U., Schollenberger M., Geiger H. H. 2001. Effects of genotype and genotype-environment interaction on deoxynivalenol accumulation and resistance to Fusarium head blight in rye, triticale, and wheat. Plant Breed. 120:97 — 105.
Google Scholar
Miedaner T., Voss, H.-H. 2008. Effect of dwarfing genes on Fusarium head blight resistance in two sets of near-isogenic lines of wheat and check cultivars. Crop Sci. 48: 2115.
Google Scholar
Miller J. D. 2008. Mycotoxins in small grains and maize: old problems, new challenges. Food Addit Contam. 25: 219 — 30.
Google Scholar
Ochodzki P., Góral T. 2006. Production of mycotoxins by selected Fusarium graminearum and F. culmorum isolates cultured on rice and wheat. Conference Papers of 28. Mykotoxin-Workshop, Bydgoszcz, Poland, 29-31 May 2006: p. 73.
Google Scholar
Paillard S., Schnurbusch T., Tiwari R., Messmer M., Winzeler M., Keller B., Schachermayr G. 2004. QTL analysis of resistance to Fusarium head blight in Swiss winter wheat (Triticum aestivum L.). Theor. Appl. Genet. 109: 323 — 332.
Google Scholar
Perkowski J., Buśko M., Stuper K., Kostecki M., Matysiak A., Szwajkowska-Michałek L. 2008. Concentration of ergosterol in small-grained naturally contaminated and inoculated cereals. Biologia 63: 542 — 547.
Google Scholar
Perkowski J., Miedaner T., Geiger H. H., Muller H. M., Chelkowski J. 1995. Occurrence of deoxynivalenol (DON), 3-acetyl-DON, zearalenone, and ergosterol in winter rye inoculated with Fusarium culmorum. Cereal Chem. 72: 205 — 209.
Google Scholar
Perkowski J., Wiwart M., Busko M., Laskowska M., Berthiller F., Kandler W., Krska R. 2007. Fusarium toxins and total fungal biomass indicators in naturally contaminated wheat samples from north-eastern Poland in 2003. Food Addit Contam. 24: 1292 — 1298.
Google Scholar
Semagn K., Skinnes H., Bjørnstad Å., Marøy A.G., Tarkegne Y. 2007. Quantitative trait loci controlling Fusarium head blight resistance and low deoxynivalenol content in hexaploid wheat population from ‘Arina’ and NK93604. Crop Sci. 47: 294.
Google Scholar
Snijders C. H. A. 1990. Fusarium head blight and mycotoxin contamination of wheat, a review. Netherlands J Plant Pathol. 96: 187 — 198.
Google Scholar
Srinivasachary, Gosman N., Steed A., Simmonds J., Leverington-Waite M., Wang Y., Snape J., Nicholson P. 2008. Susceptibility to Fusarium head blight is associated with the Rht-D1b semi-dwarfing allele in wheat. Theor. Appl. Genet. 116: 1145 — 1153.
Google Scholar
Wiśniewska H., Góral T., Ochodzki P., Walentyn-Góral D., Kwiatek M., Majka M., Grzeszczak I., Beletr J., Banaszak Z., Pojmaj M., Kurleto D., Konieczny M., Budzianowski G., Cicha A., Paizert K., Woś H. 2014. Odporność rodów hodowlanych pszenżyta ozimego na fuzariozę kłosów. Biul. IHAR 271: 29 — 43.
Google Scholar
Wiśniewska H., Kowalczyk, K. 2005. Resistance of cultivars and breeding lines of spring wheat to Fusarium culmorum and powdery mildew. J. Appl. Genet. 46: 35 — 40.
Google Scholar
Yan W., Li, H. B., Cai S.B., Ma H.X., Rebetzke, G.J., Liu C. J. 2011. Effects of plant height on type I and type II resistance to Fusarium head blight in wheat. Plant Pathol. 60: 506 — 512.
Google Scholar
Zhu H., Gilchrist L., Hayes P., Kleinhofs A., Kudrna D., Liu Z., Prom L., Steffenson B., Toojinda T., Vivar H. 1999. Does function follow form? Principal QTLs for Fusarium head blight (FHB) resistance are coincident with QTLs for inflorescence traits and plant height in a doubled-haploid population of barley. Theor. Appl. Genet. 99: 1221 — 1232.
Google Scholar
Autorzy
Tomasz Góralt.goral@ihar.edu.pl
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Autorzy
Piotr OchodzkiZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Autorzy
Dorota Walentyn-GóralZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Autorzy
Jolanta BelterZakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland
Autorzy
Maciej MajkaZakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland
Autorzy
Michał KwiatekZakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland
Autorzy
Halina WiśniewskaZakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland
Autorzy
Jerzy BogackiDanko Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland
Autorzy
Tdeusz DrzazgaMałopolska Hodowla Roślin HBP, Kraków Poland
Autorzy
Bogusława ŁugowskaDanko Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland
Autorzy
Przemysław MatysikHodowla Roślin Strzelce Grupa IHAR Poland
Autorzy
Edward WitkowskiHodowla Roślin Smolice Grupa IHAR Poland
Autorzy
Krzysztof RubruckiPoznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland
Autorzy
Urszula Woźna-PawlakPoznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland
Statystyki
Abstract views: 79PDF downloads: 51
Licencja
Prawa autorskie (c) 2015 Tomasz Góral, Piotr Ochodzki, Dorota Walentyn-Góral, Jolanta Belter, Maciej Majka, Michał Kwiatek, Halina Wiśniewska, Jerzy Bogacki, Tdeusz Drzazga, Bogusława Ługowska, Przemysław Matysik, Edward Witkowski, Krzysztof Rubrucki, Urszula Woźna-Pawlak
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Tomasz Góral, Odporność odmian pszenicy ozimej na fuzariozę kłosów powodowaną przez Fusarium culmorum (W. G. Smith) Sacc. , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 242 (2006): Wydanie regularne
- Tomasz Góral, Ocena odporności rodów pszenicy ozimej i pszenżyta ozimego na fuzariozę kłosów powodowaną przez Fusarium culmorum oraz odporności pszenżyta ozimego na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis) w 2005 roku , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 242 (2006): Wydanie regularne