Reakcja diploidalnych, tetraploidalnych i heksaploidalnych pszenic na inokulację Fusarium culmorum (W.G.Smith) Sacc.

• Autorzy: Packa D. , Zaluski D. , Graban L. , Lajszner W. , Hoscik M.

Warianty tytułu

EN

The response of diploid, tetraploid and hexaploid wheats to Fusarium culmorum (W.G.Smith) Sacc. inoculation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano reakcję na inokulację Fusarium culmorum (W.G.Smith) Sacc. trzech oplewionych gatunków rodzaju Triticum: T. monococcum 2n=14, T. dicoccum 2n=28, T. spelta 2n=42, na tle pszenicy zwyczajnej T. aestivum 2n=42 reprezentowanej przez trzy jare odmiany: Parabola (grupa A), oraz Frontana i Sumai-3 (wzorce odporności na fuzariozę kłosa, FHB-Fusarium head blight). Podstawę badań stanowiły: doświadczenie polowe i doświadczenie szklarniowe. W doświadczeniu polowym, zlokalizowanym w Bałcynach koło Ostródy (53º 36’N, 19º 51’E), zastosowano inokulację łanową kwitnących kłosów pszenicy (65 BBCH) wodną zawiesiną zarodników F. culmorum – chemotyp DON. Kontrolę stanowiły rośliny nie inokulowane. Po zbiorze dokonano pomiarów biometrycznych 30 kłosów z poletka obejmujących: długość kłosa, zbitość kłosa, masę całego kłosa, liczbę ziaren w kłosie, masę ziaren w kłosie, udział masy ziarna w masie kłosa i masę tysiąca ziarniaków, oraz przeprowadzono analizę jakościową ziarna obejmującą zawartość: białka, tłuszczu, włókna i popiołu w suchej masie ziarniaka. Inokulacja kłosów spowodowała spadek wartości elementów struktury plonu u wszystkich badanych gatunków, spośród pszenic oplewionych najmniejszy spadek odnotowano u T. spelta. Zawartość składników jakościowych w ziarnie pszenic po inokulacji wykazywała zarówno spadek, jak i wzrost w zależności od roku badań, ale w większości przypadków różnice pomiędzy kontrolą a inokulacją były statystycznie nieistotne. W doświadczeniu szklarniowym oceniono wpływ inokulacji F. culmorum na liczbę i masę siewek badanych form pszenicy, po wysiewie kłosków i odplewionych ziarniaków. Kłoski/ziarniaki wykładano na powierzchnię 7-dniowej grzybni F. culmorum i na powierzchnię czystej pożywki PDA. U wszystkich badanych form pszenicy po inokulacji obserwowano spadek liczby i masy siewek w stosunku do kontroli, a różnice były statystycznie istotne. Spośród form oplewionych najsilniej na inokulację zareagowała T. monococcum, najsłabszą reakcję odnotowano u T. spelta po wysiewie kłosków. W obydwu doświadczeniach istotność różnic między średnimi oceniono na podstawie testu t-Tukeya przy poziomie istotności α = 0,05 (*) i α = 0,01 (**).

EN

The aim of this study was to determine the response of three hulled wheat species of the genus Triticum, T. monococcum 2n=14, T. dicoccum 2n=28 and T. spelta 2n=42, to Fusarium culmorum (W.G.Smith) Sacc. infection, as compared with the common wheat T. aestivum 2n=42 represented by three spring cultivars, Parabola (group A, FHB-7.5º ), Frontana and Sumai-3 (Fusarium head blight resistance sources). A three-year field experiment and a greenhouse experiment were carried out. The field experiment was conducted in 2006–2008 at the Experimental Station of the University of Warmia and Mazury in Olsztyn, located in Bałcyny near Ostróda (53º 36’N, 19º 51’E). Plot area was 6.0 m2, NPK fertilizers were applied at the rates of 40/25/80 kg ha-1, and chemical control was not applied except for herbicide treatment. In the field experiment, wheat stands at the full flowering stage (65 BBCH) were inoculated with an aqueous spore suspension of Fusarium culmorum – DON chemotype, with the use of a hand sprayer. 600 mL of the suspension with a concentration of 500 000 spores per mL was applied per plot each time. Inoculation was performed twice, on two consecutive days, in the evening, towards the end of June and in the first week of July. Non-inoculated plants served as control. The F. culmorum isolate used for inoculation was obtained from naturally infected grain of common spring wheat grown in north-eastern Poland. At harvest, 30 spikes were collected from each plot and the following biometric traits were measured: spike length, spike density, total spike weight, number of grains per spike, grain weight per spike, grain weight as a percentage of spike weight, and thousand grain weight. A qualitative analysis of wheat grain was conducted to determine the content of protein, fat, fiber and ash in kernel dry matter. Spike inoculation led to a decrease in the values of yield components in all studied wheat species, whereas it had no effect on spike length and density. Among hulled wheats, the lowest decrease in the values of the analyzed biometric traits after inoculation was noted in T. spelta. The content of protein, fat, fiber and ash in wheat grain after inoculation varied between years, showing both a decrease and an increase, but in the majority of cases the differences between control and inoculation treatments were statistically non-significant. The effect of Fusarium culmorum infection on the number and weight of wheat seedlings after the inoculation of spikes and hulled kernels was determined in the greenhouse experiment. Spikelets/kernels were placed on the surface of seven-day-old Fusarium culmorum mycelium (inoculation) or on the surface of pure PDA medium (control). The experiment was performed in three replications (3 x 10 spikelets/kernels), and wheat seedlings were evaluated after 21 days. After inoculation, a decrease was observed in the number and weight of seedlings of all studied wheat forms, relative to control, and the differences were found to be significant. Among hulled wheat forms, T. monococcum exhibited the strongest response to inoculation, while the weakest response was noted in T. spelta after spikelet inoculation. In both experiments, the significance of differences between means was determined by Tukey’s test at α = 0.05 (*) and α = 0.01 (**).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Agronomy
• Rocznik: 2013
• Numer: 12
• Opis fizyczny: s.38-48,rys.,tab.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Packa D.

• Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3/403, 10-724 Olsztyn

autor

Zaluski D.

• Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3/403, 10-724 Olsztyn

autor

Graban L.

• Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3/403, 10-724 Olsztyn

autor

Lajszner W.

• Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3/403, 10-724 Olsztyn

autor

Hoscik M.

• Katedra Hodowli Roślin i Nasiennictwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, pl.Łódzki 3/403, 10-724 Olsztyn

Bibliografia

• Bhadauria V., Banniza S., Wang L.X., Wei Y.D., Peng Y.L., 2010. Proteomic studies of phytopathogenic fungi, oomycetes and their interactions with hosts. Eur. J. Plant Pathol., 126: 81-95.
• Boyacioglu D., Hettiarachchy N.S., 1995. Changes in some biochemical components of wheat grain that was infected with Fusarium graminearum. J. Cereal Sci., 21: 57-62.
• Castoria R., Lima G., Ferracane R., Ritieni A., 2005. Occurrence of mycotoxin in faro samples from Southern Italy. J. Food Protect., 2: 416-420.
• Eggert K., Wieser H., Pawelzik E., 2010. The influence of Fusarium infection and growing location on the quantitative protein composition of (part I) emmer (Triticum dicoccum). Eur. Food Res. Technol., 230: 837-847.
• Eggert K., Zörb C., Mühling K.H., Pawelzik E., 2011. Proteome analysis of Fusarium infection in emmer grains (Triticum dicoccum). Plant Pathol., 60: 918-928.
• Filoda G., Wickiel G., 2010. Zasiedlenie ziarna pszenicy ozimej orkisz przez grzyby. Progr. Plant Protect./Post. Ochr. Rośl., 50(2): 629-633.
• Foroud N.A., Eudes F., 2009. Trichothecenes in cereal grains (Review). Int. J. Mol. Sci., 10: 147-173.
• Góral T., Ochodzki P., Mysłowska A., Bulińska-Radomska Z., 2009. Odporność na fuzariozę kłosów i akumulację metabolitów fuzaryjnych w ziarnie genotypów pszenicy z gatunków T. aestivum, T. dicoccum, T. monococcum i T spelta inokulowanych grzybem Fusarium culmorum. Konf. Nauk. „Nauka dla hodowli zbóż”, Zakopane, 2-6.02.2009, Streszczenia, s. 178.
• Jackowiak H., Packa D., Wiwart M., Perkowski J., 2005. Scanning elektron microscopy of Fusarium damaged kernels of spring wheat. Int. J. Food. Microbiol., 98: 113-123.
• Konvalina P., Capouchova I., Stehno Z., Moudry J. (jr), Moudry J., 2011. Fusarium identification by PCR and DON content in grains of ancient wheat. J. Food, Agric. Environ., 9(3/4): 321-325.
• Kurowski T., Wysocka U., 2009. Fungi colonizing grain of winter spelt grown under two production systems. Phytopathologia, 54: 45-52.
• Lenc L., Kuś J., Sadowski Cz., Łukanowski A., Lemańczyk G., 2012. Wpływ systemu uprawy na występowanie fuzariozy kłosów (Fusarium spp.) i mikotoksyn w ziarnie pszenicy w świetle wieloletnich doświadczeń IUNG-PIB (1999-2010). Warsztaty naukowe „Patogeny roślinne problemem rolnictwa i przetwórstwa”, Puławy 21 czerwca 2012 r., Streszczenia, ss. 32-33.
• Mańka M., 1989. Fusaria as pathogens of cereal seedlings. W: “Fusarium mycotoxins, taxonomy and pathogenicity”; red.: J. Chełkowski, Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo.
• Moudry J., Konvalina P., Stehno Z., Capouchova I., Moudry J. (jr)., 2011. Ancient wheat species can extend biodiversity of cultivated crops. Sci. Res. Essays, 6(20): 4273-4280.
• Nightingale M.J., Marchylo B.A., Cler R.M., Dexter J.E., Preston K.R., 1999. Fusarium head blight: effect of fungal proteases on wheat storage proteins. Cereal Chem., 76(1): 150-158.
• Ochodzki P., Góral T., Wieczyńska J., Bulińska-Radomska Z., 2011. Mikotoksyny i fuzarioza kłosów w pszenicy uprawianej w warunkach ekologicznych. Konferencja naukowa „Nauka dla hodowli i nasiennictwa roślin uprawnych”, Zakopane, 7-11.02.2011 r. Streszczenia, ss. 148-149.
• Oerke E.C., Meier A., Dehne H.W., Sulyok M., Krska R., Steiner U., 2010. Spatial variability of Fusarium head blight pathogens and associated mycotoxins in wheat crops. Plant Pathol., 59: 671-682.
• Oliver R.E., Stack R.W., Miller J.D., Cai X., 2007. Reaction of wild emmer wheat accessions to Fusarium head blight. Crop Sci., 47: 893-899.
• Packa D., Kulik T., Hościk M., 2012. Scanning electron microscopy of Fusarium-infected kernels of ancient wheat species. Phytopathologia, 63: 7-19.
• Parry D.W., Jenkinson P., McLeod L., 1995. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals – a review. Plant Pathol., 44: 207-238.
• Pawelzik E., Permady H., Weinert J., Wolf G.A., 1998. Untersuchungen zum Einfluss einer Fusarien-Kontamination auf ausgewählte Qualitätsmerkmale von Weizen. Getreide Mehl Brot, 52: 264-266.
• Riesen T., Winzeler H., Rüegger A., Fried P.M., 1986. The effect of glumes on fungal infection of germinating seed of spelt (Triticum spelta L.) in comparison to wheat (Triticum aestivum L.). J. Phytopathol., 115: 318-324.
• Sadowski Cz., Lenc L., Kuś J., 2010. Fuzarioza kłosów i grzyby rodzaju Fusarium zasiedlające ziarno pszenicy ozimej, mieszaniny odmian i pszenicy orkisz uprawianych w systemie ekologicznym. J. Res. Appl. Agric. Engineer., 55(4): 79-83.
• Spanic V., Drezner G., Horvat D., 2012. Changes of agronomic and quality traits in Fusarium-inoculated wheat genotypes. Croatian J. Food Technol. Biotech. Nutr., 7(1/2): 85-89.
• Stępień Ł., Chełkowski J., 2010. Fusarium head blight of wheat: pathogenic species and their mycotoxins. World Mycotox. J., 3(2): 107-119.
• Suchowilska E. Wiwart M., Kandler W., 2008. Response of spring genotypes of Triticum aestivum, T. spelta and T. dicoccum to seedling infection with Fusarium culmorum. Cereal Res. Comm., 36, Suppl. B: 171-173.
• Suchowilska E., Kandler W., Sulyok M., Wiwart M., Krska R., 2010. Mycotoxin profiles in the grain of Triticum monococcum, Triticum dicoccum and Triticum spelta after head infection with Fusarium culmorum. J. Sci. Food Agric., 90: 556-565.
• Tamburic-Ilincic L., Somers D., Fedak G., Schaafsma A., 2009. Different quantitative trait loci Fusarium resistance in wheat seedlings and adult stage in the Wuhan/Nyubai wheat population. Euphytica, 165: 453-458.
• Tyburski J., Babalski M., 2006. Uprawa pszenicy orkisz. Poradnik dla rolników. Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie, Oddział w Radomiu.
• Wang J., Wieser H., Pawelzik E., Weinert J., Keutgen A.J., Wolf G.A., 2005. Impact of fungal protease produced by Fusarium culmorum on the protein quality and breadmaking properties of winter wheat. Eur. Food Res. Technol., 220: 552-559.
• Wiśniewska H., Buśko M., 2005. Evaluation of spring wheat resistance to Fusarium seedling blight and head blight. Biologia, Bratislava, 60(3): 287-293.
• Wiwart M., Perkowski J., Jackowiak H., Packa D., Borusiewicz A., Buśko M., 2004. Response of some cultivars of spring spelt (Triticum spelta) to Fusarium culmorum infection. Bodenkultur, 55(3): 103-111.
• Wiwart M., Kandler W., Perkowski J., Berthiller F., Preinerstorfer B., Suchowilska E., Buśko M., Laskowska M., Krska R., 2009. Concentrations of some metabolites produced by fungi of the genus Fusarium and selected elements in spring spelt grain. Cereal Chem., 86(1): 52-60.
• Wiwart M., Perkowski J., Budzyński W., Suchowilska E., Buśko M., Matysiak A., 2011. Concentrations of ergosterol and trichothecenes in the grain of three Triticum species. Czech. J. Food Sci., 4: 430-440.
• Zhou W.C., Kolb F.L., Riechers D.E., 2005. Identification of proteins induced or upregulted by Fusarium head blight infection in the spikes of hexaploid wheat (Triticum aestivum). Genome, 48: 770-780.
• Polskie Normy, akty prawne i strony internetowe
• PN-EN ISO 20483:2007. Ziarno zbóż i nasiona roślin strączkowych. Oznaczanie zawartości azotu i przeliczanie na zawartość białka. Metoda Kjeldahla.
• PN-EN ISO 734-1:2008. Śruta nasion oleistych. Oznaczanie zawartości oleju. Część 1: Metoda ekstrakcji heksanem (lub benzyną lekką).
• PN-G-04560:1998. Paliwa stałe. Oznaczanie zawartości wilgoci, części lotnych oraz popiołu analizatorem automatycznym.
• Rozporządzenie Komisji (WE) NR 1881/2006. z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych. Dz.U. L 364 z 20.12.2006, str. 5.
• Rozporządzenie Komisji (WE) NR 1126/2007. z dnia 28 września 2007 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych w odniesieniu do toksyn Fusarium w kukurydzy i produktach z kukurydzy. Dz.U. L 255 z 29.9.2007, str. 14.
• www.cropnet.pl/dbases/mycotoxins.pdf J. Chełkowski. Mikotoksyny, grzyby toksynotwórcze i mikotoksykozy (28.08.2012)
• www.coboru.pl (28.08.2012)

Uwagi

Rekord w opracowaniu