Mapowanie loci odporności pszenicy ozimej na septoriozę paskowaną powodowaną przez grzyba Mycosphaerella graminicola
Paweł Cz. Czembor
p.czembor@ihar.edu.plZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Magdalena Radecka
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Edward Arseniuk
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie (Poland)
Abstrakt
W pracy przedstawiono wyniki analizy loci cech ilościowych (QTL) związanych z odpornością liści siewek pszenicy na septoriozę paskowaną powodowaną przez grzyba Mycosphaerella graminicola (anamorfa Septoria tritici). Badano linie podwojonych haploidów wyprowadzonych z kombinacji krzyżówkowej odmian Liwilla (odporna) i Begra (podatna). Reakcja odporności populacji była badana w warunkach kontrolowanych metodą odciętych liści siewek i na całych siewkach. Rośliny inokulowano mieszaniną izolatów S. tritici. W analizie QTL wykryto loci odporności ilościowej (QRL, quantitative resistance loci) na chromosomach: 3A, 7A, 2B, 5B i 3D. Pojedynczy QTL wyjaśniał zmienność fenotypową w zakresie od 8,3% (LOD = 2,70) do 30,0% (LOD = 8,71). W największym stopniu (30,0%) zmienność porażenia liści wyjaśniał locus QStb.ihar-7A zlokalizowany na chromosomie 7AS. Jest to pierwsze doniesienie o występowaniu loci odporności na STB na tym chromosomie. Podobnie, lokalizacja na chromosomie 3DL locus QStb.ihar-3D, który wyjaśnia 11,8% (LOD = 3,66) zmienności badanej cechy nie została dotąd opisana w literaturze w kontekście odporności na S. tritici. QRL wykryte na chromosomach 3A, 2B i 5B zlokalizowano w pobliżu opisanych w literaturze loci odporności na S. tritici, tj. QStb.riso-3A.2, QStb.riso-2B i Stb1. Ich wzajemne relacje na tym etapie badań są trudne do określenia. Przedstawione wyniki wskazują na złożony i wielogenowy charakter odporności na septoriozę paskowaną odmiany Liwilla.
Instytucje finansujące
Słowa kluczowe:
mapowanie QTL, Mycosphaerella graminicola, odporność na choroby, stadium siewki, pszenicaBibliografia
Adhikari T. B., Anderson J. M., Goodwin S. B. 2003. Identification and molecular mapping of a gene in wheat conferring resistance to Mycosphaerella graminicola. Phytopathology 93: 1158 ― 1164.
Google Scholar
Adhikari T. B., Cavaletto J. R., Dubcovsky J., Gieco J. O., Schlatter A. R., Goodwin S. B. 2004 a. Molecular mapping of the Stb4 gene for resistance to septoria tritici blotch in wheat. Phytopathology 94: 1198 ― 206.
Google Scholar
Adhikari T. B., Wallwork H., Goodwin S. B. 2004 b. Microsatellite markers linked to the Stb2 and Stb3 genes for resistance to septoria tritici blotch in wheat. Crop Science 44: 1403 ― 1411.
Google Scholar
Adhikari T. B., Yang X., Cavaletto J. R., Hu X., Buechley G., Ohm H. W., Shaner G., Goodwin S. B., 2004 c. Molecular mapping of Stb1, a potentially durable gene for resistance to septoria tritici blotch in wheat. Theor. Appl. Genet. 109: 944 ― 953.
Google Scholar
Ahmed H. U., Mundt C. C., Hoffer M. E., Coakly S. M. 1996. Selective influence of wheat cultivars on pathogenicity of Mycosphaerella graminicola (anamorph Septoria tritici). Phytopathology 86: 454 ― 458.
Google Scholar
Arraiano L. S., Chartrain L., Bossolini E., Slatter H. N., Keller B., Brown J. K. M. 2007. A gene in European wheat cultivars for resistance to an African isolate of Mycosphaerella graminicola. Plant Pathology 56: 73 ― 78.
Google Scholar
Arraiano L. S., Brading P. A., Brown J. K. M. 2001 a. A detached leaf technique to study resistance to Mycosphaerella graminicola (anamorph Septoria tritici) in wheat. Plant Pathology 50: 339 ― 346.
Google Scholar
Arraiano L. S., Worland A. J., Brown J. K. M. 2001 b. Chromosomal location of a gene for resistance to septoria tritici blotch (Mycosphaerella graminicola) in the hexaploid wheat Synthetic 6x. Theor. Appl. Genet. 103: 758 ― 764.
Google Scholar
Arseniuk E., Czembor H. J., Sowa W., Krysiak H., Zimny J. 1995. Genotypic reaction of triticale, wheat and rye to inoculation with Stagonospora (=Septoria) nodorum under field conditions and S. nodorum and S. tritici under controlled environment. Biul. IHAR 195/196: 209 ― 246.
Google Scholar
Brading P. A, Verstappen E. C. P., Kema G. H. J., Brown J. K. M. 2002. A gene-for-gene relationship between wheat and Mycosphaerella graminicola, the septoria tritici blotch pathogen. Phytopathology 92: 439 ― 445.
Google Scholar
Buerstmayr H., Steiner B., Hartl L., Griesser M., Angerer N., Lengauer D., Miedaner T., Schneider B., Lemmens M. 2003. Molecular mapping of QTLs for Fusarium head blight resistance in spring wheat. II. Resistance to fungal penetration and spread. Theor. Appl. Genet. 107: 503 ― 508.
Google Scholar
Chartrain L. 2004. Genes for isolate-specific and partial resistance to septoria tritici blotch (Mycosphaerella graminicola) in wheat. Norwich, UK: University of East England, PhD thesis.
Google Scholar
Chartrain L., Berry S. T., Brown J. K. M. 2005 a. Resistance of wheat line Kavkaz-K4500 L.6.A.4 to septoria tritici blotch controlled by isolate-specific resistance genes. Phytopathology 95: 664 ― 71.
Google Scholar
Chartrain L., Joaquim P., Berry S. T., Arraiano L. S., Azanza F., Brown J. K. M. 2005 b. Genetics of resistance to septoria tritici blotch in the Portuguese wheat breeding line TE 9111. Theor. Appl. Genet. 110: 1138 ― 44.
Google Scholar
Czembor P. C., Arseniuk E., Czaplicki A., Song Q. J., Cregan P. B., Ueng P. P. 2003. QTL mapping of partial resistance in winter wheat to Stagonospora nodorum blotch. Genome 46 (4): 546 ― 554.
Google Scholar
Czembor P. Cz., Radecka M., Arseniuk E. 2007. Mapa molekularna pszenicy (Triticum aestivum L.). Biul. IHAR 243: 279 ― 288.
Google Scholar
Cowger C., Hoffer M. E., Mundt C. C. 2000. Specific adaptation by Mycosphaerella graminicola to a resistant wheat cultivar. Plant Pathol. 49: 445 ― 451.
Google Scholar
Eriksen L., Borum F., Jahoor A. 2003. Inheritance and localisation of resistance to Mycosphaerella graminicola causing septoria tritici blotch and plant height in the wheat (Triticum aestivum L.) genome with DNA markers. Theor. Appl. Genet. 107: 515 ― 527.
Google Scholar
Eyal Z. 1981. Integrated control of Septoria diseases of wheat. Plant Dis. 65: 763 ― 768.
Google Scholar
Eyal Z., Scharen A. L., Huffman M. D., Prescott J. M. 1985. Global insights into virulence frequencies of Mycosphaerella graminicola. Phytopathology 75: 1456 ― 1462.
Google Scholar
Eyal Z., Scharen A. L., Prescott J. M., van Ginkel M. 1987. The Septoria diseases of wheat: concepts and methods of disease management. Mexico, D.F.:CIMMYT: 46 pp.
Google Scholar
Faris J. D., Li W. L., Liu D. J., Chen P. D., Gill B. S. 1999. Candidate gene analysis of quantitative disease resistance in wheat. Theor. Appl. Genet. 98: 219 ― 225.
Google Scholar
Gazek M., Sikora H. 1998. The occurrence of Septoria tritici and its teleomorph Mycosphaerella graminicola in the region of Upper Silesia in 1996. Journal of Plant Protection Research 38: 23 ― 29.
Google Scholar
Jones D. G. 1985. Partial resistance, cultivar mixture and epidemic development in the Septoria nodorum-wheat association. In: Scharen A.L. (ed.) Proceedings 2nd International Septoria of Cereals Workshop. Montana State University, Bozeman, USA: 1 ― 8.
Google Scholar
Kema G. H. J., Van Silfhout C. H. 1997. Genetic variation for virulence and resistance in the wheat Mycosphaerella graminicola pathosystem III. Comparitive seedling and adult plant experiments. Phytopathology 87: 266 ― 272.
Google Scholar
King J. E., Cook R. J., Melville S. C. 1983. A review of Septoria diseases of wheat and barley. Ann. Appl. Biol. 102: 345 ― 373.
Google Scholar
Manilal H. W., Singh R. P., Huerta-Espino J., Palacios G., Rajaram S., Hoisington D. H. 2003. Characterization of genes for durable resistance to leaf rust and yellow rust in CIMMYT spring wheats. Plant & Animal Genomes XI Conference, abstract P383.
Google Scholar
McCartney C. A., Brule-Babel A. L., Lamari L., Somers D. J. 2003. Chromosomal location of a race-specific resistance gene to Mycosphaerella graminicola in the spring wheat ST6. Theor. Appl. Genet. 107: 1181 ― 6.
Google Scholar
Mundt C. C., Hoffer M. E., Ahmed H. U., Coakley S. M., Dileone J. A., Cowger C. 1999. Population genetics and host resistance. In: Lucas J. A., Bowyer P., Anderson H. M. (eds.) Septoria on cereals: a study of pathosysytems. CABI Publishing, Oxon, UK, pp. 115 ― 130.
Google Scholar
SAS Institute. 2004. The SAS system for Windows. Release 9.1.3. SAS Inst., Cary, NC, USA.
Google Scholar
Schnurbusch T., Paillard S., Fossati D., Messmer M., Schachermayr G., Winzeler M., Keller B. 2003. Dissecting quantitative and durable Stagonospora glume blotch resistance in Swiss winter wheat. Theor. Appl. Genet. 107: 1226 ― 1234.
Google Scholar
Shaw M. W. 1999. Population dynamics of Septoria in the crop ecosystem. In: Lucas J. A., Bowyer P. and Anderson H. M. (eds.) Septoria on cereals: a study of pathosysytems. CABI Publishing, Oxon, UK: 82 ― 95.
Google Scholar
Simón M. R., Ayala F. M., Cordo C. A., Röder M. S., Börner A. 2004. Molecular mapping of quantitative trait loci determining resistance to septoria tritici blotch caused by Mycosphaerella graminicola in wheat. Euphytica 138: 41 ― 48.
Google Scholar
Somasco O. A., Qualset C. O., Gilchrist D. G. 1996. Single-gene resistance to septoria tritici blotch in the spring wheat cultivar Tadinia. Plant Breeding 115: 261 ― 7.
Google Scholar
Spielmeyer W., Sharp P. J., Lagudah E. S. 2003. Identification and validation of markers linked to broad-spectrum stem rust resistance gene Sr2 in wheat (Triticum aestivum L.). Crop Sci. 43: 333 ― 336.
Google Scholar
Van Ooijen J. W. 2004. MapQTL 5, Software for mapping of quantitative loci in experimental populations. Kyazma B. V., Wageningen, Netherlands.
Google Scholar
Wilson R. E. 1985. Inheritance of resistance to Septoria tritici in wheat. Septoria of Cereals: Proceedings of the Workshop. A. L. Scharen (ed.), Montana State University, Bozeman, USA: 33 ― 35.
Google Scholar
Zamorski C., Nowicki B. 1998. Remarks on the occurrence of septoria leaf blotch (Mycosphaerella graminicola) on winter wheat in Poland. Biul. IHAR 204: 267 ― 275.
Google Scholar
Zamorski Cz., Nowicki B. 1996. Teleomorph of Mycospharella graminicola (Fuckel) Schroeter in Poland. Choroby Roślin a Środowisko: 233 ― 237.
Google Scholar
Autorzy
Paweł Cz. Czemborp.czembor@ihar.edu.pl
Zakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Autorzy
Magdalena RadeckaZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Autorzy
Edward ArseniukZakład Fitopatologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie Poland
Statystyki
Abstract views: 38PDF downloads: 29
Licencja
Prawa autorskie (c) 2007 Paweł Cz. Czembor, Magdalena Radecka, Edward Arseniuk
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
- Wiesław Golka, Edward Arseniuk, Adrian Golka, Tomasz Góral, Sztuczne sieci neuronowe i teledetekcja w ocenie porażenia pszenicy jarej fuzariozą kłosów , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 288 (2020): Wydanie regularne
- Paweł Cz. Czembor, Dariusz Mańkowski, Piotr Słowacki, Dominika Piaskowska, Mapowanie asocjacyjne genów odporności na rdzę brunatną (Puccinia triticina) i septoriozę paskowaną liści (Septoria tritici) w pszenicy , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- Prof. dr hab. Edward Arseniuk , Lidia Kowalska, Opracowanie i wykorzystanie metod biotechnologicznych skracających cykl hodowlany i zwiększających efektywność selekcji genotypów ozimej pszenicy i ozimego pszenżyta o podwyższonej odporności i tolerancji na septoriozę liści i plew [czynnik sprawczy: Para , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- Prof. dr hab. Edward Arseniuk , Jakub Walczewski, Piotr Ochodzki, Toksyny białkowe Parastagonospora nodorum i ich związek z patogenicznością oraz odpornością pszenżyta i pszenicy na septoriozę liści i plew , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 286 (2019): Wydanie specjalne
- Aleksandra Pietrusińska, Paweł Cz. Czembor, Ocena wybranych metod izolacji DNA pod względem ich przydatności w hodowli pszenicy , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 244 (2007): Wydanie regularne
- Paweł Cz. Czembor, Magdalena Radecka, Edward Arseniuk, Mapa molekularna pszenicy (Triticum aestivum L.) , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 243 (2007): Wydanie regularne
