Poszukiwanie źródeł odporności kukurydzy na fuzariozę kolb i zgorzel podstawy łodyg metodą rodowodową
Elżbieta Czembor
e.czembor@ihar.edu.plInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Magdalena Matusiak
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Roman Warzecha
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Abstrakt
Fuzarioza kolb kukurydzy oraz zgorzel podstawy łodygi należą do chorób kukurydzy, które mają wpływ nie tylko na plon uzyskiwanego ziarna lub zielonej masy, lecz w sposób istotny warunkują jego jakość. Hodowla i wykorzystanie w uprawie odmian odpornych są powszechnie uznane za najbardziej opłacalną i przyjazną środowisku metodę ochrony roślin, a do hodowli odpornościowej potrzebne są źródła odporności. Dlatego celem realizowanych prac było określenie skuteczności metody rodowodowej w poszukiwaniu nowych źródeł odporności kukurydzy na fuzariozę kolb i zgorzel podstawy łodygi jednocześnie w obrębie pul genowych o typie ziarna szklistym, zębokształtnym i pośrednim. Badania prowadzono w cyklu trzyletnim. Materiał roślinny stanowiły sześćdziesiąt trzy populacje pokolenia F2 uzyskane na bazie krzyżowań odległych genetycznie linii wsobnych. Odporność najwcześniej kwitnących i zapylanych wsobnie roślin na fuzariozę kolb oceniano po zakażeniu sztucznym izolatami Fusarium graminearum. Odporność na zgorzel podstawy łodygi oceniano przy infekcji naturalnej. Analizując stopień odporności badanych populacji na fuzariozę kolb w obrębie materiału wyjściowego (pokolenie S1) oraz materiału uzyskanego po trzech cyklach selekcji (pokolenie S3) stwierdzono, że w obrębie form o ziarnie szklistym udział pojedynków o podwyższonej odporności był średnio wyższy o ok. 30%. Jednak dalsze badania w tym kierunku są potrzebne ze względu na fakt, że specyfika okrywy owocowo-nasiennej tych form istotnie wpływa na objawy fenotypowe stopnia porażenia. W obrębie populacji o ziarnie zębokształtnym udział genotypów o podwyższonej odporności na fuzariozę kolb był średnio od 10 do 15% wyższy w stosunku do materiałów wyjściowych. Duży postęp biologiczny uzyskano również dla zgorzeli podstawy łodygi. Materiały pokolenia S3 były średnio o 10 dni wcześniejsze w stosunku do form wyjściowych. Stwierdzono dodatnią współzależność pomiędzy wczesnością a odpornością na fuzariozę kolb.
Instytucje finansujące
Słowa kluczowe:
fuzarioza kolb, kukurydza, zgorzel podstawy łodygi, źródła odpornościBibliografia
Adamczyk J. 1991. Breeding value of collected maize open pollinated varieties and synthetics. Plant Genetic Res. Conservation, Reports 1986–1990, Radzików: 57 — 58.
Google Scholar
Adamczyk J. 1998. Przegląd metod hodowli kukurydzy i ich skuteczność w praktyce. Biul. IHAR 208: 123 — 130.
Google Scholar
Adamczyk J. 1999. Oszacowanie wartości hodowlanej odmian populacyjnych i syntetycznych kukurydzy (Zea mays L.). Biul. IHAR 209: 223 — 245.
Google Scholar
Adamczyk J., Królikowski Z. 1997. U progu 45- lecia polskiej hodowli mieszańców kukurydzy — dorobek i perspektywy. W: Hodowla Roślin — materiały z I Krajowej Konferencji. Poznań, 19–20 XI 1997: 61 — 64.
Google Scholar
Adamczyk J., Cygert H., Czajczyński J. 2003. 50 lat hodowli kukurydzy mieszańcowej w Polsce — dorobek i perspektywy. Biul. IHAR 230: 423 — 431.
Google Scholar
Adamczyk J., Rogacki J., Cygert H. 2010. Postęp w hodowli kukurydzy w Polsce. Artykuł przeglądowy. Acta Sci. Pol., Agricultura 9 (4): 85 — 91.
Google Scholar
Ali M. L., Taylor J. H., Jie L., Sun G., William M., Kasha K. J., Reid L. M., Pauls K. P. 2005. Molecular mapping of QTLs for resistance to Gibberella ear rot, in corn, caused by Fusarium graminearum. Genome 48: 521 — 533.
Google Scholar
Bartok T., Szecsi A ., Szekeres A., Mesterhazy A., Bartok M. 2006. Detection of new fumonisin mycotoxins and fumonisin - like compounds by reversed phase - high - performance liquid chromatography/electrospray ionization - ion - trap mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 20: 1 — 17.
Google Scholar
Bartok T., Tolgyesi L., Szekeres A., Varga M., Bartha R., Szecsi A., Bartok M., Mesterhazy A. 2010. Detection and characterization of twenty - eight isomers of fumonisin B1 (FB1) mycotoxin in a solid rice culture infected with Fusarium verticillioides by reserved phase high performance liquid chromatography/electro spray ionization time of flight and ion trap mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 24: 35 — 42.
Google Scholar
Czembor E., Ochodzki P. 2009. Resistance of flint and dent maize forms for colonization by Fusarium spp. and mycotoxin contamination. Maydica 54: 263 — 267.
Google Scholar
Czembor E., Warzecha R., Adamczyk J. 2005. Wytwarzanie materiałów wyjściowych o podwyższonej odporności na fuzariozę kolb i zgorzel podstawy łodygi. Biul. IHAR 236: 203 — 214.
Google Scholar
Czembor E., Presello D., Adamczyk J., Wójcik K. 2011. Enhancing disease resistance to Fusarium by using exotic genotypic variability”. Book of abstracts ISM conference “Strategies to reduce the impact of mycotoxins in a global context”, 18–18. 11: 116.
Google Scholar
Czembor E., Waśkiewicz A., Stępień Ł. 2013. Genetic variation for ear rot resistance and mycotoxin content of Polish maize elite inbreed lines after inoculation with Fusarium graminearum and F. verticillioides. Book of abstract. European Fusarium Seminar, Bordoux, Francja, 2013.
Google Scholar
Dolstra O., Marton C., Menzi M., Mohr I., Plienegger D. I., Prończuk M. 1993. Evaluation of recurrent selection for stalk rot resistance in a synthetic maize population. Proc. of Maize and Sorgum. Eucarpia XVIth Conference, June 6–9 1993, Bergamo, Italy: 1 — 7.
Google Scholar
Eller M. S., Robertson- Hoyt L. A., Payne G. A., Holland J. B. 2008 b. Grain yield and Fusarium ear rot of maize hybrids developed from lines with varying levels of resistance. Maydica 53: 231 — 237.
Google Scholar
Garcia D., Ramos A. J., Sanchis V., Marı´n S. 2009. Predicting mycotoxins in foods: a review. Food Microbiol. 26: 757 — 769.
Google Scholar
Logrieco A., Mule G., Moretti A., Bottalico A. 2002. Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with maize ear rot in Europe. Eur. J. Plant Pathol. 108: 597 — 609.
Google Scholar
Meissler M., Mouron P., Musa T., Bigler F., Pons X., Vasileiadis V.P., Otto S., Antichi D., Kiss J., Pálink ás, Z., Dorner Z., van der Weide R., Groten J., Czembor E., Adamczyk J., Thibord J-B., Melander B., Cordsen Nielsen G., Poulsen R. T., Zimmermann O., Verschwele A., Oldenburg E. 2010. Pests, pesticide use and alternative options in European maize production: current status and future prospects, Journal of Applied Entomology, 34 (5): 357 — 375.
Google Scholar
Mesterhazy A., Lemmens M., Reid. L. M. 2012. Breeding for resistance to ear rot caused by Fusarium spp. in maize – a review. Plant Breesing 131: 1 — 19.
Google Scholar
Munkvold G. P. 2003 a. Epidemiology of Fusarium diseases and their mycotoxins in maize ears. Eur. J. Plant Pathol. 109: 705 — 713.
Google Scholar
Munkvold G. P. 2003 b. Cultural and genetic approaches to managing mycotoxins in maize. Annu. Rev. Phytopathol. 41: 99—116.
Google Scholar
Pestka J. J., Bondy G. S. 1994. Immunotoxic effects of mycotoxins. In: Miller J. D., Trenholm H. L. (eds), Mycotoxins in grain: Compounds other than Aflatoxin. The American Phytopathological Society, St. Paul, MN.: 339 — 358.
Google Scholar
Papst C., Utz H. F., Melchinger A. E., Eder J., Magg T., Klein D., Bohn M. 2005 Mycotoxins produced by Fusarium spp. in isogenic Bt vs. non — Bt maize hybrids under European corn borer pressure. Agron. J. 97: 219 — 224.
Google Scholar
Presello D. A., Reid L. M., Butler G., Mather D. E. 2005. Pedigree selection for Gibberella ear rot resistance in maize populations. Euphytica 143: 1 — 8.
Google Scholar
Presello D. A., Pereyra A. O., Iglesias J., Fauguel C. M., Sampietro D. A., Eyherabide G. H. 2011 a. Responses to selection of S5 inbreds for broad — based resistance to ear rots and grain mycotoxin contamination caused by Fusarium spp. in maize. Euphytica 178: 23 — 29.
Google Scholar
Presello D. A., Fauguel C. M., Rodríguez Giomi, S. D. A., Iglesias J., Fernández. 2011 b. Traits associated to ear rot and mycotoxin contamination caused by Fusarium spp. Book of abstracts ISM Conference “Strategies to reduce the impact of mycotoxins in a global context”.
Google Scholar
Prończuk M., Bojanowski J., Warzecha R., Laudański Z. 2007. Badania nad odpornością kukurydzy na zgorzel podstawy łodyg. Część I. Ocena podatności odmian mieszańcowych w warunkach infekcji naturalnej. Biul. IHAR 245: 155 — 169.
Google Scholar
Reid L. M., Hamilton R. I. 1996 a. Effects of inoculation position, timing, macroconidial concentration, and irrigation on resistance of maize to Fusarium graminearum infection through kernels. Can. J. Plant Pathol. 18: 279 — 285.
Google Scholar
Reid L. M., Hamilton R. I., Mather D. E. 1996 b. Screening Maize for Resistance to Gibberella Ear Rot. Agriculture and Agri - Food Canada Technical Bulletin., Publication: 196 — 205.
Google Scholar
Reid L. M., McDiarmid G., Parker A. J. Woldemariam T. 2003. CO441 corn inbred line. Can. J. Plant Sci. 83: 79 — 80.
Google Scholar
Reid L. M., McDiarmid G., Parker A. J., Woldemariam T., Hamilton R. I. 2001 a. CO388 and CO389 corn inbred lines. Can. J. Plant Sci. 81: 457 — 459.
Google Scholar
Reid L. M., McDiarmid G., Parker A. J., Woldemariam T., Hamilton R. I. 2001 b. CO430, CO431 and CO432 corn inbred lines. Can. J. Plant Sci. 81: 283 — 284.
Google Scholar
Robertson-Hoyt L. A., Jines M. P., Balint-Kurti P. J., Kleinschmidt C. E., White D. G., Payne G. A., Maragos C. M., Molnar T. L., Holland J. B. 2006 c. QTL mapping for Fusarium ear rot and fumonisin contamination resistance in two maize populations. Crop Sci. 46: 1734 — 1743.
Google Scholar
Vasileiadis V. P., Otto S., Sattin M., Palinkás Z., Veres A., Bán R. Kiss J., Pons X., Kudsk P., Weide R., Czembor E., Moonen C., Kiss J. 2011. Crop protection in European maize — based cropping systems: Current practices and recommendations for innovative Integrated Pest Management. Agricultural Systems 104: 533 — 540.
Google Scholar
Zijlstra, C., Lund, I., Justesen A., Nicolaisen M., Bianciotto V., Posta K., Balestrini R., Przetakiewicz A., Czembor E., van de Zande J. 2011. Combining novel monitoring tools and precision application technologies for integrated high-tech crop protection in the future (a discussion document). Pest Manag. Sci. 67: 616 — 625.
Google Scholar
Zhi-Min, Jun-Qiang, Rui-Xia Wang, Jia-Fa, Xiao-Dong, Wei Chen, Wei-Bing, Hua-Fang, Xiao-Dongi, Zong-Liang, Jian-Yu. 2011. A new QTL for resistance to Fusarium ear rot in maize. J. Appl. Genetics 52: 403 — 406.
Google Scholar
Autorzy
Elżbieta Czembore.czembor@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Autorzy
Magdalena MatusiakInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Autorzy
Roman WarzechaInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Statystyki
Abstract views: 214PDF downloads: 37
Licencja
Prawa autorskie (c) 2013 Elżbieta Czembor, Magdalena Matusiak, Roman Warzecha
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
- Elżbieta Czembor, Magdalena Matusiak, Piotr Ochodzki, Odporność mieszańców kukurydzy na fuzariozę kolb powodowaną przez Fusarium graminearum i F. verticillioides w Polsce w latach 2008–2009 , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 270 (2013): Wydanie regularne
- Elżbieta Czembor, Magdalena Matusiak, Dynamika rozwoju fuzariozy kolb kukurydzy powodowanej przez Fusarium graminearum oraz akumulacji deoksyniwalenolu w ziarnie , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 274 (2014): Wydanie regularne
- Elżbieta Czembor, Zależności pomiędzy odpornością na rdze i pleśń śniegową a cechami fenotypowymi form gazonowych życicy trwałej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 247 (2008): Wydanie regularne
- Elżbieta Czembor, Marta Puchta, Urszula Piechota, Jerzy H. Czembor, Wpływ zróżnicowania genetycznego w kolekcji współczesnych i historycznych linii wsobnych kukurydzy na rozwój fuzariozy kolb powodowanej przez Fusarium verticillioides i zdolność do akumulacji fumonizyn , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 283 (2018): Wydanie specjalne
- Maria Prończuk, Jan Bojanowski, Roman Warzecha, Zbigniew Laudański, Badania nad odpornością kukurydzy na zgorzel podstawy łodyg. Część I. Ocena podatności odmian mieszańcowych w warunkach infekcji naturalnej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 245 (2007): Wydanie regularne
- Marcin Wit, Piotr Ochodzki, Roman Warzecha, Wojciech Wakuliński, Znaczenie Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg w etiologii fuzariozy kolb kukurydzy , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 245 (2007): Wydanie regularne
