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.pl
Zakład 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

Badania finansowano częściowo ze środków projektu MRiRW: Badania Podstawowe na rzecz Postępu Biologicz¬nego w Produkcji Roślinnej; decyzja HORhn-801-12/14; lp. 6

Słowa kluczowe:

Fusarium culmorum, fuzarioza kłosów, pszenica ozima, trichotecyny, zearalenon

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

Pobierz


Opublikowane
06/30/2015

Cited By / Share

Góral, T. (2015) „Odporność genotypów pszenicy ozimej na fuzariozę kłosów i akumulację toksyn fuzaryjnych w ziarnie scharakteryzowana za pomocą różnych typów odporności”, Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, (276), s. 19–37. doi: 10.37317/biul-2015-0017.

Autorzy

Tomasz Góral 
t.goral@ihar.edu.pl
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland

Autorzy

Piotr Ochodzki 

Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland

Autorzy

Dorota Walentyn-Góral 

Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland

Autorzy

Jolanta Belter 

Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Maciej Majka 

Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Michał Kwiatek 

Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Halina Wiśniewska 

Zakład Genomiki, Instytut Genetyki Roślin PAN, Poznań Poland

Autorzy

Jerzy Bogacki 

Danko Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland

Autorzy

Tdeusz Drzazga 

Małopolska Hodowla Roślin HBP, Kraków Poland

Autorzy

Bogusława Ługowska 

Danko Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland

Autorzy

Przemysław Matysik 

Hodowla Roślin Strzelce Grupa IHAR Poland

Autorzy

Edward Witkowski 

Hodowla Roślin Smolice Grupa IHAR Poland

Autorzy

Krzysztof Rubrucki 

Poznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland

Autorzy

Urszula Woźna-Pawlak 

Poznańska Hodowla Roślin Sp. z o.o. Poland

Statystyki

Abstract views: 79
PDF 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

Creative Commons License

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:

  1. Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
  2. Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
  3. 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.
  4. Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
  5. Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
  6. Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
  7. 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:

  1. Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
  2. Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
  3. 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),
  4. Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
  5. Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.