Výzkumný ústav rostlinné výrobyPraha 6 - Ruzyně

odborný seminář 3. 11. 2005.

Listové a klasové choroby pšenice.Diagnostika, symptomy choroba rezistence odrůd.

Sborník příspěvků

Výzkumný ústav rostlinné výroby, 2005 161 06 Praha 6 – Ruzyně, Drnovská 507 Odborný garant: Ing. Lubomír Věchet, CSc. IS BN: 80-86555-73-9

2

Obsah 4 - 8 Věchet: Listové a klasové choroby , symptomy a determinace 9 - 11 Prokinová: Rizika polní diagnostiky braničnatek a snětí na ozimé pšenici 12 - 14 Chrpová, Šíp: Fuzariózy klasu u obilovin 15 - 17 Sýkorová, Matějová: Problematika fusariových mykotoxinů v zrnu pšenice 18 - 23 Věchet: Septoriová skvrnitost pšenice (braničnatka pšeničná) 24 - 27 Dumalasová: Mazlavé sněti a odrůdová odolnost pšenice 28 - 29 Palicová-Šárová, Hanzalová: Listové skvrnitosti pšenice v ČR v posledních pěti

letech 30 - 35 Věchet: Padlí travní na pšenici a faktory ovlivňující závažnost výskytu

3

Listové a klasové choroby , symptomy a determinace Lubomír Věchet Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, 161 06 Praha 6 - Ruzyně E-mail: vechet@vurv.cz Mezi nejznámější listové a klasové choroby pšenice, kromě rzí a chorob pat stébel, patří: padlí travní, septoriová skvrnitost pšenice – braničnatka pšeničná, hnědá skvrnitost pšenice, sněti a fuzariozy obilnin. Zvláště význam některých z nich (fuzariózy a septoriová skvrnitost) v poslední době vzrůstá. Padlí travní Blumeria graminis (syn Erysiphe graminis) je řazeno do třídy Ascomycetes, houby vřeckovýtrusé. Tato třída obsahuje dnes většinu známých hub (asi 60%) a to i v případě, že uvažujeme také o houbách nedokonale známých (Fungi imperfecti, Deuteromycetes). Stélka je tvořena podhoubím (myceliem) nebo hyfami volněji či hustěji spletenými. Společným znakem, jako důsledek pohlavního procesu, je vytváření vřecek (asků) nebo sporangií. A právě v jednotlivostech pohlavního procesu existuje u askomycetů velká proměnlivost. Jde například o somatogamii (splývání plasmy a přechod jader mezi dvěma somatickými buňkami) nebo o apomixis, kdy není pozorováno střídání jaderných fází a vše probíhá ve stavu haploidie. Askomycety jsou charakteristické také nepohlavním způsobem rozmnožování, tj. vytvářením různých konidiových forem. Padlí travní se vyskytuje ve speciálních formách na obilninách. Padlí travní vytváří na listu, pochvách, stéble a některých částech klasu bělavé, později hnědé povlaky. Na líci i rubu listu jsou povlaky tvořeny povrchovým myceliem (Obr. 1) a konidiemi (nepohlavní rozmnožování). Později, až Obr. 1. Padlí travní Blumeria graminis Obr. 2. Padlí travní Blumeria graminis f.sp. f.sp. hordei na ječmeni. Kupky mycelia. hordei na ječmeni. Kleistotecia.(Foto Věchet) (FotoVěchet)

kleistotecie ztmavne se objevují drobné, tmavohnědé až černé plodničky. Ztráty na zrnu dosahují většinou 10 - 15%, při silném výskytu až 45%. Septoriová skvrnitost pšenice (braničnatka pšeničná) Mycosphaerella graminicola (sexuální stádium Septoria tritici) je taxonomicky řazena mezi skupinu hub nedokonale známých Fungi imperfecti, do skupiny Sphaeropsidales. Ta je charakterizována tvorbou kulovitých nebo méně pravidelně utvářených plodniček (pyknid; Obr. 3); mnohdy jsou vytvářena stromata (polštářkovitý, myceliální útvar, na kterém se tvoří plodnice), která

4

Obr. 3. Asexuální pyknidy Mycosphaerella graminicola s cirrhy, uvnitř s pyknosporami na ozimé pšenici Ebi. (Foto Věchet)

obsahují více pyknid pohromadě. Pyknidy i stromata jsou tmavé barvy. Příznaky ochoření se projevují na podzim na listech, kde se vytvářejí oválné, ve středu světlejší skvrny, které se vyvíjejí do nepravidelných nekrotických lézí. Pyknidy, které se v nich tvoří, produkují asexuální pyknospory. Po delším období 5 – 12 týdnů se ve skvrnách objevují pseudothecia se sexuálními askosporami, které jsou rozptylovány větrem na dlouhé vzdálenosti. Během vegetačního období pšenice pravděpodobně pyknospory více přispívají k vývoji choroby, vzhledem ke kratšímu období od infekce ke sporulaci, než je tomu u askospor. Ty zase ale mají větší význam pro přežívání choroby mimo sezónu pěstování pšenice. Za posledních dvacet let se zvýšila důležitost této choroby v Evropě. Ztráty způsobené na pšenici mohou být vyšší než 60% výnosu zrna. Další skvrnitostí je helminosporiová, hnědá nebo světlehnědá, skvrnitost pšenice, způsobená houbou Pyrenophora tritici-repentis (Died.) Drechs. – sexuální stádium (synonym P. trichostoma (Fr.) Fuckel), anamorph Drechslera tritici-repentis (Died.) Shoemaker - aseksuální stádium (synonym Helminthosporium tritici-repentis Died.). Je to homotalický (jednodomý) askomycet (vřeckovýtrusá houba). Houba se šíří asexuálně konidiemi a sexuálně askosporami (Obr.4). Typické symptomy byly popsány v barvě od žluté až po světlehnědé, až hnědé eliptické nekrotické skvrny, s hnědou až černou tečkou, ve středu často obklopené chlorotickým lemem. Je to destruktivní choroba zjištěná v oblastech pěstování pšenice po celém světě, která může vést k vážným ztrátám na výnosu zrna. Je zjištěno, že P. tritici-repentis ukazuje nesmírnou variabilitu v morfologii, genomu a patogenitě. Ztráty způsobené touto chorobou, v závislosti na závažnosti, mohou dosáhnout až 49% produkce zrna. Obr. 4. Struktury houby Pyrenophora tritici-repentis. A – konidie (asexuální stádium) tvořené na konidioforu. B – část listu s pseudothecii (uvnitř s sexuálními sporami). C – askus (obsahující askospory). C – askospra.

5

Sněti se řadí do třídy Endomycetes, do řádu Ustilaginales. Jsou to paraziti semenných rostlin s velkou specifitou (tj. schopností parazitovat výhradně na určitých čeledích nebo rodech) a organotropností (schopnost vytvářet chlamydospory jen na určitých orgánech rostlin (list, osa, samčí nebo samičí pohlavní orgány). Zástupci vytvářejí pučivé mycelium nebo je stélka redukována na jednotlivé buňky, které se nepohlavně rozmnožují pučením. Pohlavní proces můžeme charakterizovat jako somatogamii (pohlavní proces, který proběhne mezi dvěma buňkami vegetativního mycelia). Při pěstování na umělých živných půdách vzniklé kolonie připomínají kvasinky. Prašná sněť pšeničná (Ustilago tritici), praporcový list je zbarven do žlutohněda, napadené rostliny mají kratší stébla, kvetou opožděně, klásky jsou úplně zničené a mění se na černý prach. Mazlavá sněť pšeničná (Tilletia caries), napadené rostliny jsou tmavě zbarveny, méně odnožují, klasy jsou užší, modrozelené, zrno je mazlavé, kratší a kulatější, bez chrarakteristické rýhy. Mazlavá hmota odporně zapáchá, později se mění na černou prášivou hmotu. Mazlavá sněť hladká (Tilletia leavis), způsobuje podobné příznaky napadení jako u předcházející sněti, odnožování je slabší. Rozdíl je v morfologii chlamydospor. Sněť zakrslá (Tilletia contraversa), vytváří u pšenice velký počet odnoží, rostliny jsou zakrslé, oproti předcházejícím snětem jsou klasy více zduřené, hálky jsou menší a kulatější. Několik druhů rodu Fusarium způsobuje symptomy, fuzariózy (plesnivění) klasů. Patří sem i Fusarium graminearum a F. culmorum, které jsou řazeny rovněž do skupiny Fungi Imperfecti. Ty jsou řazeny mezi Ascomycetes. Aseksuální stádium F. graminearum tvoří makrokonidie, které pocházejí z fialid (buňky tvořící konidie). Fialidy jsou nacpány

6

v polštářkově tvarované mase, známé jako sporodochium. Makrokonidie jsou hyalinní, vypadající jako kánoe, obvykle s pěti nebo více přepážkami. Sexuálním stádiem této houby je Gibberella zeae. Tato skupina náleží do Hypocreaceae, jež jsou charakterizovány zářivě zbarvenými peritheciemi (lahvicovitá plodnice askomycétů), která jsou často utvářená ve stromata. Perithecia G. Zeae jsou v dospělosti tmavě modré barvy. Uvnitř asků jsou vytvářeny askospory (sexuální spory). Askospory jsou hyalinní až světle hnědé, s mírně zaoblenými konci. Obr. 5. Makrokonidie (šipka nahoře), fialidy (šipka uprostřed) a sporodochium (spodní šipka) Fusarium graminearum. (Použito se svolením Keith Seifert z Oddělení Zemědělství a Zemědělských potravin, vlády Kanada, © Ministr Veřejných prací a Vládních Služeb Kanada, 2003).

Fusarium culmorum způsobuje řadu chorob, jako je plíseň semenáčů, hnědou hnilobu pat stébel a plíseň klasů. Typickými příznaky jsou hnědé zbarvení nebo vysloveně hnití infikovaných ploch. Patogen, hlavně přenosný půdou, je charakteristický rovněž produkcí makrokonidií s třemi až pěti přehrádkami, oválnými až kulovitými chlamydosporami. Původci fuzarióz patří mezi nejdůležitější skupinu fytopatogenních hub. Jejich význam silně vzrostl až po roce 1970 díky zjištěné produkci mykotoxinů v zrnech, které jsou škodlivé pro živočichy. Je například zmiňována epidemie způsobená mykotoxiny v bývalém SSSR, kde v letech 1942 až 1948 zemřelo kolem 100 000 lidí.

7

Determinace těchto chorob je možná podle příznaků napadení. Ty můžeme sledovat většinou pouze v určitém časovém období infekce. Příznaky, které fytopatogenní houby na rostlinách způsobují jsou rozmanité. Jsou to různé typy nekrotických změn (odlišují se velikostí a typem), hypertrofie (nadměrné zvětšení buněk, částí nebo celých orgánů) a hyperlazie (nadměrný, neřízeným dělení buněk vzniklý útvar). Determinaci je možné provádět na několika úrovních. Přímo na napadené části rostliny, kde tyto příznaky jsou u většiny chorob dobře popsány. Pokud si nejsme jisti, posuzujeme příznaky pod mikroskopem (velikost spor), izolací patogena z ložiska infekce, kultivací a následným určením. Kromě hlavních příznaků se mohou objevit druhotné, někdy jako velice nápadné změny v habitu rostliny (lámání stébel, bělení klasů apod.). K identifikaci patogena se v současné době používají úspěšně molekulární metody. Původci těchto zmíněných chorob se vyskytovaly od ne paměti. Jejich význam se měnil v souladu se změnou pěstebních technologií, používaných odrůd dále pak s hloubkou poznání o jejich škodlivosti na výnos zrna, zdraví člověka, v poslední době s poznáním interakcí hostitel – patogen a s možnostmi potlačit schopnost vyvolat chorobu (indukovaná rezistence).

8

Rizika polní diagnostiky braničnatek a snětí na pšenici ozimé Evženie Prokinová Česká Zemědělská Univerzita, Agronomická fakulta, Katedra Ochrany Rostlin, Praha 6 - Suchdol E-mail: prokinova@af.czu.cz Úvod Tzv. polní diagnostika je stále doménou symptomatické diagnostické metody. Tato metoda je ale díky explozivnímu nástupu nových, především molekulárně biologických metod a jejich využívání v diagnostice rostlinných chorob stále častěji opomíjena. Dokonce se občas setkáváme s tím, že na symptomatiku hlavně někteří mladí kolegové ze základního výzkumu pohlížejí se značným despektem. Přesto je symptomatická diagnostická metoda z hlediska využitelnosti v praxi dosud nenahraditelná. Má své přesné zásady, přesnou terminologii. Jak v terminologii, tak ve vlastním postupu provedení diagnózy řada z nás stále chybuje, důsledkem mohou být i omyly v určení příčiny choroby. Obvykle se jedná o situaci, kdy je stanovena příčina podle symptomu, nikoli podle syndromu – protože „je to přece jasné“. Bez ohledu na představy výzkumníků o využívání nejmodernějších diagnostických metod zůstává stále primární, výchozí metodou právě symptomatika. Doba, kdy by se v polních podmínkách zjišťovala příčina choroby u zcela bezpříznakových rostlin pravděpodobně nenastane – minimálně z ekonomických důvodů. Tak bude symptomatika i v budoucnu vždy prvním signálem, třeba i pro použití nejnovějších diagnostických metod. Dnes je hlavním problémem diagnostiky v porostu fakt, že v současné době působí v oboru stále méně pracovníků, kteří symptomatickou diagnostickou metodu opravdu ovládají. (Příčin tohoto stavu je více a není cílem příspěvku je rozebírat). V praxi tak dochází k chybnému určení příčiny choroby, méně časté jsou chyby při určování živočišných škůdců. Z hlediska praktické ochrany tyto omyly při zběžném pohledu nijak zvláště nevadí. Praxe si zvykla na dostupnost (méně již cenovou) chemických přípravků s širokým spektrem účinku, ekonomicky silnější subjekty je aplikují i „pro jistotu“ – preventivně, i v případech, kdy by se od ošetření dalo ustoupit. Jistoty, že se v porostu nerozšíří některý z možných patogenů, pěstitelé dosahují mimo jiné i aplikací směsí přípravků, často neregistrovaných. Je to praxe, která je v přímém rozporu se snahou všech vyspělých států co nejvíce omezit chemickou ochranu. Poměrně časté jsou omyly při určování původců listových skvrnitostí obilnin. Asi nejproblematičtější je symptomatické určení původce listových skvrnitostí ječmene, k záměnám ale dochází i u pšenice. Diagnostika původců listových a klasových chorob pšenice Ze studií provedených různými autory v posledních cca deseti letech je zřejmé, že k hlavním původcům chorob listů a klasů pšenice v ČR patří Septoria tritici (teleomorfa Mycosphaerella tritici), Stagonospora nodorum (teleomorfa Phaeosphaeria nodorum), Drechslera tritici-repentis (teleomorfa Pyrenophora tritici-repentis) – dále jen DTR, sněti rodu Tilletia a Fusarium spp. Často se objevují (bez toho, že by jim byla momentálně věnována větší pozornost) Alternaria spp., Cohliobolus sativus (anamorfa Bipolaris sorokiniana). Při diagnostice v terénu dochází často k záměně obou braničnatek a DTR, hlavně ve fázi metání a později. Reakcí rostliny na napadení braničnatkami je tvorba nepravidelných, většinou mírně protáhlých, žlutých, rychle zasychajících skvrn na listech. Skvrny mohou splývat, při silném napadení list zasychá. V místě napadení se tvoří pyknidy, viditelné okem. I když se charakter skvrn na listech částečně liší a existují i rozdíly v intenzitě tvorby a uspořádání plodnic obou

9

hub, nelze pouze symptomaticky vždy jednoznačně říci, o kterého patogena se jedná – je nutné brát v úvahu variabilitu jednotlivých příznaků, danou jak vnějšími podmínkami, tak odrůdovou reakcí. Existuje i komerčně vyráběná sada pro polní diagnostiku S. tritici (Septoria tritici field test, Syngenta), ale jednoznačnou reakci vykazuje tento test pouze v případě, že jsou testovány listy s typickými příznaky a nejlépe i vytvořenou plodnicí. Z vlastní zkušenosti víme, že v případě testování listů bez příznaků, ale z napadené rostliny, test nereagoval. Tím je jeho použití omezeno pouze na rozlišení obou druhů braničnatek. Vzhledem k finančním nárokům na pořízení sady a získaného efektu praxe od jeho používání ustoupila. V případě napadení klasů jsou příznaky vyvolané oběma druhy braničnatek shodné, rozlišení je možné pouze mikroskopicky, podle tvaru a velikosti spór hub – a to jen v případě, že jsou vytvořeny plodnice. Přitom záměna obou druhů má poměrně značný i finanční dopad u semenářských porostů. Platná vyhláška stanovuje limitní množství zrn napadených S. nodorum (Phaeosphaeria nodorum –10 ks zrn s příznaky na 300 zrn), nikoli S. tritici (což souvisí s hlavním primárním zdrojem dané houby). Může nastat situace, kdy je semenářský porost při přehlídce v porostu zamítnut kvůli výskytu S. nodorum, přestože je napaden především S. tritici, popř. jiným patogenem. Naopak může být uznán porost napadený S. nodorum, protože jako původce příznaku je označen jiný patogen. V tomto případě nepomůže ani využití polního testu, který v nejlepším případě vyloučí nebo potvrdí přítomnost S. tritici. Jedinou korekcí tak zůstává kontrola ve vzorku, tu ale stávající metodou (agarová – sedmidenní inkubace) nelze s naprostou přesností provádět u veškerého osiva z kapacitních důvodů. V polních podmínkách nelze vyloučit ani záměnu napadení braničnatkou s napadením DTR – hlavně v pozdější fázi vývoje, kdy původně typické skvrny zasychají. U řady porostů je listová skvrnitost vyvolaná některou ze tří uvedených hub diagnostikována jako „braničnatka“, setkala jsem s touto diagnózou dokonce i u skvrn vyvolaných Fusarium spp. Riziko omylu je o to větší, že kontroly semenných porostů se obvykle provádějí ve fázi, kdy je dobře vidět napadení listů a teoreticky i klasů – nejčastěji fáze zelené zralosti. V této fázi ale mohou již splývat a překrývat se listové skvrny vyvolané různými původci a přehlížitel ještě nemusí zaregistrovat napadení klasů. V polních podmínkách téměř neexistuje napadení pouze jedním původcem choroby, tím dochází k překrývání příznaků a změně syndromu choroby. Konečný verdikt je tak nutně subjektivním hodnocením konkrétního inspektora. Zde skýtají naději právě moderní diagnostické metody, které jsou objektivní a přesné, ale zatím ve fázi vývoje a pro praxi nepoužitelné. (I u těchto metod ale stále zůstává malé procento rizika při jejich vývoji, protože výzkumník musí vycházet z naprosto čisté kultury a jinou metodou bezpečně určeného druhu.) Důsledky omylů v symptomatické diagnóze braničnatek a DTR vedou např. ke stavu, kdy nedokážeme včas říci, který patogen je primární, který převládá. Při vyhodnocení napadení vzorků jak listů, tak zrn přesnými laboratorními metodami lze sice následně přesně stanovit přítomnost jednotlivých patogenů, ale taková informace sama o sobě přinese efekt pěstiteli snad za několik let, až bude využita navazujícím studiem, a rovněž sama o sobě nevypovídá nic o vazbě na další podmínky vzniku choroby a tím ani nemáme výchozí informaci, nezbytnou pro hledání efektivních metod přesně cílené ochrany. Mimo to přítomnost houby ve vzorku ještě nevypovídá nic o její skutečné škodlivosti pro rostlinu. Např. Fusarium avenaceum lze téměř s jistotou izolovat z řady rostlinných druhů i z bezpříznakových jedinců. Tedy v provozních podmínkách zůstává nezbytností přesně to, co bychom rádi omezili – intenzívní chemická ochrana přípravky se širokým spektrem účinku, které chrání rostliny pokud možno po celou dobu vegetace. Napadení snětí rodu Tilletia se na rozdíl od braničnatek a DTR projevuje typickým, nezaměnitelným příznakem. U tohoto onemocnění je největší riziko v možnosti přehlédnutí napadeného klasu v době přehlížení porostu, obvykle fáze zelené zralosti, kdy příznak ještě není tak nápadný. Mimo to pro kontaminaci sklizeného zrna spórami sněti postačuje jeden až tři napadené klasy na velké ploše, třeba i 1 ha, v závislosti na počtu hálek sněti v klasu i větší

10

výměře. Přesto, že inspektoři většinou vědí, jak poznat riziková místa v porostu, nelze se 100% jistotou zaručit, že v daném porostu jeden napadený klas nepřehlédnou. Takové přehlédnutí je nejen nepříjemné pro množitele, protože sklizeň neuplatní na trhu jako osivo (vyhláška povoluje výskyt 10 spór sněti na 300 semen), ale je značně rizikové i pro další vegetační období. Původně zanedbatelné zamoření pozemku spórami zakrslé sněti pšeničné (Tilletia controversa), která přežívá dlouhodobě i v půdě, může postupně vést k hospodářsky významnému napadení porostu. Diagnostické metody použitelné pro S. tritici, S. nodorum, DTR i Tilletia spp. jsou dnes již velmi dobře rozpracované, ve všech případech jsou k dispozici různé metody, včetně molekulárně biologických. Všechny s výjimkou symptomatické a přímé mikroskopické metody jsou ale použitelné pouze v laboratoři a bezprostředně tedy provozním plochám, resp. pěstitelům, mnoho nepomáhají. Cílem tohoto příspěvku nebylo přinést nové poznatky o metodách diagnostiky listových a klasových chorob pšenice, ale pouze připomenout všem pracovníkům výzkumu, že bychom při zadávání témat projektů měli vždycky mít na paměti „koncovku“ – nové poznání by vždy mělo mít konkrétní využití ať již v navazujícím výzkumu, nebo přímo v praxi. Bohužel ne vždy naše projekty vycházejí ze znalostí skutečného stavu na polích a znalosti potřeby informací, požadovaných praxí od výzkumu. Obrovské možnosti využití molekulárně biologických metod v diagnostice rostlinných patogenů zjevně svádějí k orientaci pouze na laboratoř, aniž by výzkumníci byli např. sami schopni rozpoznat příznaky vyvolávané jimi zkoumaným organismem na rostlině v porostu, nebo dokonce znali souvislosti jeho výskytu na poli, resp. zahradě, v sadu apod. – i když právě to je v širším smyslu neoddělitelnou součástí znalostí kvalitního diagnostika. Pohybujeme se nyní ve stadiu extrémů, kdy na jedné straně pomocí nejmodernějších metod zkoumáme např. rasová spektra patogenů (která se obvykle před dokončením výzkumu v polních podmínkám stihnou změnit), na druhé straně nezabezpečujeme praxi diagnostiku v porostu mnohdy ani na úrovni rodu. Tím neodsuzuji výzkum ras – je naprosto nezbytný pro další výzkum, jako informace pro šlechtitele. Chci jen upozornit na to, že jako celek produkujeme žalostně málo informací použitelných přímo pěstiteli, které by vedly ke kýženému cíli – maximálnímu omezení chemických vstupů do porostu. To, že na prvním místě řetězce výzkumů ve fytopatologii stojí diagnostika není potřeba připomínat, za potřebné jsem považovala připomenout, že v diagnostice budeme pravděpodobně ještě velmi dlouho vždy začínat symptomatikou. Závěrem chci poděkovat organizátorům konference, že mi umožnili zařadit na jednání tento pro daný účel atypický příspěvek.

11

Fuzariózy klasu u obilovin Jana Chrpová, Václav Šíp Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, 161 06 Praha 6 – Ruzyně E-mail: chrpova@vurv.cz

Produkce zdravotně nezávadných potravin představuje v současné době prioritu pro zemědělskou výrobu i zpracovatelský průmysl. Jednou z oblastí, které je třeba věnovat velkou pozornost, je kontaminace potravin mykotoxiny. Ke tvorbě nebezpečných toxinů v zrnu obilovin dochází především při napadení klasů houbami rodu Fusarium. Problematice fuzarióz klasu je v současné době celosvětově věnována velká pozornost. Infekce způsobené patogeny rodu Fusarium se hojně vyskytují ve všech hlavních obilnářských oblastech. Napadeny mohou být všechny obilní druhy, zvláště pšenice a ječmen. Fuzáriové infekce mohou být příčinou velmi významných hospodářských ztrát. Mezi nejčastěji se vyskytující druhy patří Fusarium graminearum, F. culmorum , F. avenaceum, F. poae a Microdochium nivale. K tvorbě nebezpečných toxinů v zrnu dochází především při napadení klasu druhy F. graminearum a F. culmorum. Jedná se vlastně o sekundární metabolity – mykotoxiny, z nichž v obilovinách jsou nejvýznamněji zastoupeny trichothecenové deriváty – deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), acetyl deriváty DON a T-2 toxin, které způsobují jak u člověka, tak u hospodářských zvířat mykotoxikózy, projevující se zvracením a dalšími zažívacími obtížemi. Tyto látky jsou velmi stabilní jak tepelně, tak chemicky. Další skupinu mykotoxinů představuje zearalenon (ZEA) a jeho deriváty, u nichž byly prokázány estrogenní účinky. F. avenaceum produkuje moniliformin. Do potravního řetězce se tyto sloučeniny mohou dostávat jak přímou konzumací kontaminované produkce, tak i zprostředkovaně krmivy a následně živočišnými produkty. Pro DON byl nově od 6. 5. 2004 v ČR vyhláškou Ministerstva zdravotnictví 305/2004 stanoven hygienický limit u obilovin pro přímou spotřebu 0,5 mg/kg (ppm), 0,35 mg/kg pro chléb a jemné pečivo a 0,1 mg/kg pro výrobky z obilovin určené pro dětskou výživu. Nově byl touto vyhláškou stanoven hygienický limit i pro zearalenon (0,05 mg/kg pro obiloviny a výrobky z obilovin a 0,02 mg/kg pro dětskou a kojeneckou výživu z obilovin). Pro ostatní trichothecenové deriváty limit zatím stanoven nebyl. Napadení pšenice houbami rodu Fusarium má vliv nejen na jejich hygienickou nezávadnost (kontaminace mykotoxiny), ale i na technologickou jakost mouky. Problematika klasových fuzarióz je ve VÚRV řešena od roku 1992 u pšenice a od roku 2000 u ječmene. V průběhu řešení této problematiky byly vymezeny znaky, které jsou rozhodující pro určení stupně rezistence odrůd pšenice a ječmene k napadení fuzariózou klasu a rezistence k akumulaci mykotoxinů v zrnu. Dosažené výsledky dokumentují u obou plodin výrazný podíl prostředí, izolátu patogena i odrůdové rezistence na proměnlivosti ve sledovaných znacích. Pozornost je věnována i různým technikám infekce a vhodnosti jejich využití při hodnocení rezistence. Dosud používané izoláty patogena vykázaly značné rozdíly v agresivitě i v chemotypu (tvorbě určitého mykotoxinu). Z literárních údajů je známo, že v Evropě došlo v posledních letech k výrazným změnám v zastoupení jednotlivých druhů rodu Fusarium. Je zřejmé, že i v našich podmínkách začal převládat teplomilnější druh F. graminearum. Je pravděpodobné, že dominance F. graminearum je způsobována změnami klimatu, tedy oteplováním častějším v posledních letech. Také osevní postupy, ve kterých se často střídá pšenice s kukuřicí, vytvářejí příznivé podmínky pro rozšíření F. graminearum. V současné době je ve spolupráci se Státní rostlinolékařskou správou věnována zvýšená pozornost analýze spektra původců klasových fuzarióz na našem území.

12

Ve výzkumné činnosti ve VÚRV jsou průběžně vyhledávány zdroje rezistence. Ve světě existují 2 strategie využívání zdrojů rezistence. V rámci prvního přístupu jsou využívány pro křížení zdroje s vysokou rezistencí k fuzarióze klasu. Tento přístup je časově velmi náročný. Zdroje odolnosti bývají velmi odlišné od současných komerčně využívaných odrůd a v rámci šlechtitelského procesu zaměřeného na tvorbu výkonných odrůd pak dochází ke ztrátě či snížení rezistence. V rámci druhého přístupu jsou vzájemně kříženy odrůdy komerčně využívané s prokázanou mírnou rezistencí založenou více geny malého účinku. V současné době existuje řada novošlechtění, která vznikla právě tímto způsobem a úroveň jejich rezistence včetně odolnosti k akumulaci mykotoxinů se jeví jako nadprůměrná. Tato novošlechtění mají dostatečnou agronomickou úroveň a jejich existence je dokladem možnosti dosáhnout přijatelnou rezistenci kumulací více genů pocházejících ze zdrojů se střední odolností ke klasovým fuzariózám. Tento přístup, který je využíván v současné době na šlechtitelských pracovištích v České republice, se jeví jako perspektivní i z hlediska časového. Ochranná opatření Bylo prokázáno, že rezistence současných odrůd pšenice, aplikace fungicidu a další ochranná opatření nemohou jednotlivě zajistit dostatečnou ochranu proti fuzariózám klasu. Jako účinný se jeví komplexní přístup ke kontrole této choroby. V rámci preventivních opatření proti šíření klasových fuzarióz lze doporučit především kvalitní zapracování posklizňových zbytků do půdy, rozšíření osevních postupů úzce orientovaných na obiloviny a na kukuřici o další plodiny a volbu vhodných odrůd. Zatím nejefektivnější účinek na omezení výnosových ztrát a kontaminace mykotoxiny je hlášen u fungicidů na bázi tebuconazolu, event. metconazolu a bromuconazolu. Účinnost fungicidů je silně variabilní, ovlivněná odrůdou, izolátem (druhem) patogena, jeho agresivitou a podmínkami prostředí. Na základě výsledků čtyřletého pokusu s odrůdami pšenice ozimé s rozdílnou odolností ke klasové fuzarióze byly ve VÚRV za využití analýz na molekulární úrovni a analýz komplexu znaků v různém prostředí vymezeny podmínky, za kterých lze dosáhnout vyšší efektivnost fungicidního zásahu. Bylo zjištěno, že relativně nízké teploty a vysoká vlhkost krátce po odkvětu vytvářejí vhodné podmínky pro rozvoj choroby a produkci DON. Za těchto okolností je účinnost fungicidní ochrany jako problematická. Dlouhá účinnost fungicidního působení nebo další postřik se jeví jako nezbytné v boji s touto chorobou. Podle literárních údajů (Kászonyi et al., 2004) se účinnost nejlepších fungicidů pohybuje okolo jednoho měsíce. Mesterházy et al. (2004) udávají, že nejvíce náchylné odrůdy mohou být spolehlivě chráněny pouze fungicidními přípravky na bázi protioconazolu. Dalším faktorem, který významně přispívá k efektivní ochraně je rezistence odrůdy. Z našich pokusů je zřejmé, že odrůdy s vyšší rezistencí jsou v kombinaci s aplikací fungicidní ochrany lépe chráněny před rozvojem napadení i akumulací mykotoxinů. Mírná rezistence sama o sobě však ochranu před klasovými fuzariózami za všech okolností nezaručuje.

Literatura je k dispozici u autorů. Výsledky byly získány v rámci řešení Výzkumného záměru VÚRV č.0002700602.(Nové poznatky, metody a materiály pro genetické zlepšování biologického potenciálu plodin a využití agro-biodiversity pro setrvalý rozvoj zemědělství)

13

Problematika a průzkum obsahu fusariových mykotoxinů v zrnu obilovin Sýkorová, S., Matějová, E Výzkumný ústav rostlinné výroby Praha , Drnovská 507, 161 06 Praha 6 - Ruzyně Email: sykorovasvetlana@vurv.cz Houby rodu Fusarium jsou významnými patogeny většiny zemědělských plodin. Mezi nejčastěji se vyskytující druhy patří F.graminearum, F.culmorum, F.avenaceum, F.poae, F. tricinctum, Microdochium nivale a další. Nacházejí se jak ve vegetativních, tak i reprodukčních orgánech a způsobují vadnutí, poškození a úhyn rostlin, u cereálií poškození klasů a následně zrna. Po infekci rostlin dochází ke značným ekonomickým ztrátám v důsledku poklesu výnosu. V souvislosti s napadením však další nebezpečí představuje produkce toxických sekundárních metabolitů v zrnu – mykotoxinů. Z chemického hlediska se jedná o trichothecenové deriváty – deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV) a T-2 toxin a řadu dalších sloučenin. Deoxynivalenol jako hlavní inhibitor proteinové syntézy způsobuje nejen ztráty růstu zvířat, ale značně oslabuje obranné funkce organismu. Snižuje chuť přijímat krmivo a ovlivňováním neuropřenašečů podmiňuje nervové poruchy spojené s agresivitou a kanibalismem. Typickým projevem působení T-2 toxinu je hemoragický syndrom vedoucí ke značné ztrátě krve krvácením do střev a břišní dutiny, často končící uhynutím. Pokusy s T-2 toxinem u potkanů potvrdily schopnost iniciovat tvorbu karcinomu trávícího traktu. Důležitými mykotoxiny druhů rodu Fusarium jsou také laktony kyseliny β-resorcylové - zearalenony. Hlavním druhem produkujícím zearalenony je Fusarium graminearum. Zearalenon byl detekován především v kukuřici a dalších obilninách a způsobuje syndromy hyperestrogenismu u vepřů, hovězího dobytka, králíků a drůbeže. Bylo zjištěno, že většina odrůd pšenice a ječmene je náchylná k infekci působené těmito houbami a že neexistují výraznější specifické rozdíly v reakci na napadení různými patotypy F.graminearum nebo F.culmorum . Napadení cereálií houbami rodu Fusarium má vliv nejen na jejich hygienickou nezávadnost (kontaminace mykotoxiny), ale samozřejmě i na další jakostní ukazatele. Například u sladovnického ječmene postiženého fusariózou může DON přejít až do piva a je pokládán za jeden z faktorů, které s velkou pravděpodobností způsobují spolu se šťavelany přepěňování (tzv. gushing). V ČR byla Zákonem č. 298/1997 Sb., vyhl. MZdr. 294/97 stanovena limitní hodnota pro obsah DON, která činí podle v nezpracovaném zrní 2 mg/kg. Vyhl. č.305/2004 Sb. upravuje nově limity pro DON v obilovinách pro přímou spotřebu a zpracované obilí, kromě tvrdé pšenice na 0,5 mg/kg; chléb a jemné pečivo – 0,35 mg/kg a obiloviny pro dětskou výživu – 0,1 mg/kg. Uvedená vyhláška upravuje i limitní hodnoty pro obsah zearalenonu v dětské a kojenecké výživě z obilovin na 0,02 mg/kg a v obilovinách a cereálních výrobcích na 0,05 mg/kg. Navíc od 1.1.2003 podle zákona č. 281/2002 Sb. o zákazu biologických a toxinových zbraní podléhá veškerá manipulace s trichotheceny (mezi něž patří i DON) povolení Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB). Trichotheceny jsou totiž v příloze tohoto zákona zařazeny do skupiny vysoce rizikových toxinů. VÚRV je držitelem příslušného povolení a je tedy oprávněn nakládat s těmito látkami pro výzkumné účely. V současné době jsou v rámci EU shromažďována data z průzkumů v jednotlivých členských státech a jsou připravovány podklady pro harmonizaci limitů pro jednotlivé mykotoxiny, které pak budou platné i pro ČR. Dosud platné nařízení Evropské Komise 466/2001 se v současné době reviduje s cílem stanovit nově maximální limity pro deoxynivalenol, zearalenon a fumonisiny B1+B2 a perspektivně od 1. července 2008 i pro T-2 a HT-2 toxin v obilovinách a cereálních produktech, přičemž budou brány v úvahu

14

dosavadní výsledky výzkumu a pokrok vzhledem k přijatým preventivním opatřením, aby se zabránilo kontaminaci těmito fusariovými toxiny. V orgánech EU je také připravován a diskutován materiál definující správnou zemědělskou praxi ( GAP - good agricultural practices) a správnou zpracovatelskou praxi (GMP - good manufacturing practices) pro prevenci a redukci obsahu fusariových toxinů v obilovinách a cereálních produktech. V tomto materiálu bude podrobně popsán vliv jednotlivých rizikových faktorů (osevní postup, výběr odrůdy, termín setí, sklizeň, sušení, skladování, vyskladňování). Je možno očekávat, že po připomínkování jednotlivými zástupci členských států bude materiál přijat.

Ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby v Praze Ruzyni je od roku 2000 prováděn monitoring obsahu deoxynivalenolu (DON) ve vzorcích odrůd pšenice, ječmene a žita z různých okresů ČR. V letech 2000 - 2002 byly všechny vzorky získány z monitoringu kvality sklizně prováděného ZVÚ Kroměříž. V letech 2003 a 2004 pocházely vzorky ječmene rovněž z téhož zdroje, vzorky pšenice však byly získány na základě spolupráce se Státní rostlinolékařskou správou, kdy v letech 2003 a 2004 byly již v průběhu vegetace vytipovávány problematické partie pšenice, proveden odběr příslušných vzorků před sklizní pro mykologickou kontrolu a při sklizni pro stanovení obsahu DON. V roce 2004 k tomuto cílenému odběru přibyl i monitoring náhodně odebraných vzorků. Ve vzorcích žita již nebyl monitoring v letech 2003 a 2004 prováděn vzhledem k velmi nízkým nálezům obsahu DON v letech 2000 - 2002. Obsah DON byl v naší laboratoři stanovován kvantitativní imunochemickou metodou ELISA s využitím komerčních kitů RIDASCREEN FAST DON. ELISA poskytuje výsledky rychle a spolehlivě, je i finančně méně náročná, než stanovení pomocí plynové (GC) nebo kapalinové (HPLC) chromatografie. Za pozitivní byly považovány vzorky s obsahem DON nad hodnotu 0,2 mg/kg (mez kvantifikace - LOQ). U analyzovaných vzorků byla současně provedena mykologická kontrola na přítomnost druhů rodu Fusarium, příp. dalších patogenních hub nebo byl jejich výskyt vyjádřen bodově.

Získané výsledky stanovení obsahu DON a zastoupení houbových patogenů jsou pro jednotlivé plodiny dokumentovány v tabulkách. Jak je patrno z tabulky I., u pšenice byl zaznamenán výskyt nadlimitního obsahu DON u 1 vzorku v roce 2001 a u 2 vzorků v roce 2003, a u 14 vzorků v roce 2004. Podrobněji jsme se zabývali agrotechnickými údaji u těchto nadlimitních vzorků (Tab. II.) Bylo zjištěno, že kumulace rizikových faktorů (předplodina kukuřice, minimalizace, chemicky neošetřeno) vedla ke značně vysoké kontaminaci zrna mykotoxiny a zároveň že ani chemické ošetření fungicidy nebývá příliš účinné. U vzorků s nadlimitním obsahem DON jsme se také zabývali závislostí mezi bodovým hodnocením fusariosy (stupnice 1-9; nejvyšší výskyt fusariosy 9) a zjištěným obsahem DON (graf 1.). Na příkladu vzorku č. 31, u něhož byl výskyt fusariosy ohodnocen stupněm 0, a přesto zjištěn vysoce nadlimitní obsah DON 11,6 ppm je možno dokumentovat význam obou složek hodnocení fusariosy (bodové hodnocení i analytické stanovení DON). Ve vzorcích ječmene (tab.III.) byl výskyt vzorků s nadlimitním obsahem DON zaznamenán v roce 2001 a 2004 (vždy po 1 vzorku). V roce 2003 sice nebyl nalezen žádný vzorek s nadlimitním obsahem DON, avšak u 1 vzorku byla zjištěna přítomnost chemotypu Fusarium graminearum produkujícího mykotoxin nivalenol, jehož toxicita je ve srovnání s DON mnohem vyšší. U tohoto vzorku byla totiž zjištěna velmi nízká koncentrace DON, avšak vysoké procento zrn napadených F. graminearum. Přítomnost nivalenolu byla prokázána pomocí plynové chromatografie na Ústavu chemie a analýzy potravin VŠCHT v Praze. Tento příklad dokládá potřebnost současně prováděné chemické analýzy obsahu mykotoxinů a mykologické kontroly přítomnosti houbových patogenů.

15

Při mykologické kontrole přítomnosti houbových patogenů u pšenice a ječmene (viz tab. I a III.) bylo nalezeno celé druhové spektrum Fusarií, dále přítomnost hub rodů Alternaria, Drechslera, Epiccoccum a některých dalších rodů. Ve vzorcích žita, jehož pěstování není v ČR zdaleka tak rozšířeno jako pěstování pšenice a ječmene, nebyl nalezen v letech 2000-2002 žádný vzorek s nadlimitním obsahem DON, mykologická kontrola byla prováděna pouze v roce 2002. Spektrum houbových patogenů bylo velmi podobné jako u pšenice a ječmene, avšak výskyt toxikogenních druhů (F. culmorum, F. graminearum) byl mnohem nižší. Vzhledem k výsledkům získaným u žita v letech 2000-2002 (tab. IV.) a jeho menšímu významu nebyly již od r. 2003 průzkum obsahu DON ani mykologická kontrola prováděny. Z literárních údajů je známo (Bottalico a Logrieco, 2002), že v Evropě došlo v posledních letech k výrazným změnám v zastoupení jednotlivých druhů rodu Fusarium. Je zřejmé, že i v našich podmínkách začal převládat teplomilnější druh F. graminearum (Hýsek et al., 1999, Sýkorová et al., 2003), avšak detailní, celoplošné analýzy v tomto směru nebyly dosud provedeny. Na zvýšení významu F. graminearum v našich podmínkách upozorňují též Šindelková a Košťálová (2004) ze Státní rostlinolékařské správy. Je pravděpodobné, že dominance F. graminearum je způsobována změnami klimatu, tedy oteplováním častějším v posledních letech. Také osevní postupy, ve kterých se často střídá pšenice s kukuřicí, vytvářejí příznivé podmínky pro rozšíření F. graminearum. Výsledky víceletého průzkumu obsahu fusariových mykotoxinů v obilovinách sklízených v České republice mají značný význam jako základ databáze údajů, které mohou být využity například při již zmíněných jednáních o stanovení limitů pro obsah některých mykotoxinů v rámci EU a je zřejmé, že takováto databáze by měla být každoročně aktualizována a současně i rozšiřována na větší rozsah analyzovaných vzorků. V současné době, kdy je kladen oprávněný důraz na bezpečnost potravin, má budování delší časové řady dat tohoto typu opravdu smysl. Výzkum zaměřený na získání genotypů s vyšším stupněm rezistence k fusariosám, který intenzivně probíhá na celém světě i v ČR, má velký význam pro produkci zdravého osiva i merkantilu obilovin a následně zdravých a bezpečných potravin na bázi cereálií. Tabulka I. – Výsledky stanovení obsahu DON ve vzorcích pšenice (2000-2004)

Rok Poč.vz. (odrůd, okresů)

Prům. obsah DON (ppm)

Min - max Poč. nadlim.vzor. Mykologická kontrola

2000 56 (21,48) 0,14 0,003 – 0,74 0 F.oxy, tr.,po. Alt.

2001 55 (14,44) 0,21 0,01 – 2,49 1 F.gr.,oxy.,tr.,av.,po., sol., Alt.

16

Septoriová skvrnitost listů pšenice (braničnatka pšeničná) Lubomír Věchet Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, 161 06 Praha 6 - Ruzyně E-mail: vechet@vurv.cz V současnosti septoriová skvrnitost pšenice (STB), způsobená houbou Mycosphaerella graminicola (sexuální stádium Septoria tritici), je jednou z nejdůležitější listovou chorobou pšenice nejen v Evropě, ale i v jiných oblastech světa. Příznaky ochoření se objevují na listech pšenice již na podzim, v podobě oválných, ve středu světlejších skvrn, které se vyvíjejí do nepravidelných nekrotických skvrn (lézí.). Jejich velikost i tvar (Obr.1) může být u jednotlivých odrůd odlišný. Skvrny často splývají, listy žloutnou a odumírají. Ve skvrnách se po relativně dlouhé latentní periodě, více než tří týdnů, objevují tmavohnědé až černé pyknidy. Obr. 1. Různé typy skvrn M. graminicola na listech pšenice ozimé (zleva doprava): BR-943, Ebi, OOST-7, SG-U8044C, Rokycanská Sametka, Banquet, Kavkaz, Madsen, Vlasta, Hereward, Charger, Šárka (Foto Věchet).

Celý proces infekce můžeme rozdělit do dvou následujících fází (Hargreaves & Keon, 2002). Houba nejprve proniká skrz listový průduch a během této první fáze, jakoby v období kolonizace, nejsou zatím poškozeny buňky hostitele ani nejsou patrné žádné viditelné symptomy. Přesto se uvnitř listu hromadí významné množství biomasy houby. Tuto fázi můžeme považovat za neagresivní spojení patogena a hostitele. Z důvodů zatím méně známých nastupuje potom druhá, více virulentní nekrotrofní fáze. V tomto období se v substomatálním prostoru začínají objevovat pyknidy (Obr. 2) a vytvářejí se tak symptomy charakteristické pro tuto chorobu. Skvrny často splývají, listy žloutnou a odumírají. Pyknidy se také mohou objevovat i mimo skvrny, na zatím zelené ploše listu. Pyknidy produkují asexuální, vícebuněčné pyknospory. Při dostatečné vlhkosti listu se na pyknidách vytvářejí cirry, někdy tenké, ohebné úponky, jindy mají podobu kapičky. Jejich tvar je podmíněn vlhkostí povrchu listu (Obr. 3). Po zaschnutí se část cirru může vrátit do pyknidy anebo zůstat na povrchu a čeká na další ovlhčení.Uvnitř cirru jsou pyknospory, které jsou uvolňovány a šíří se vrcholovým pórem. Cirrus je gel složený ze sloučenin proteinů a sacharidů. Jeho primární

17

úlohou je ochránit pyknospory před vyschnutím a předčasným klíčením. Po delším období 5-12 týdnů se objevují pseudothecia se sexuálními askosporami. Pyknospory jsou rozptylovány na krátké vzdálenosti dešťovými stříkanci, zatímco askospory jsou rozptylovány větrem na dlouhé vzdálenosti. U pšenice jsou primární infekce na podzim pravděpodobně iniciovány Obr. 2. Skvrna M. graminicola na prvním listu pšenice ozimé Alka (23.6.2005, Foto Věchet).

askosporami, zavátými z vedlejšího strniště. Stejně jako ostatní nekrotrofní patogeni nevyvolává M. graminicola hypersenzitivní reakce. Houba proniká list primárně skrz stomata (průduchy), zatímco například Septoria nodorum může pronikat přímo nebo také skrz stomata. M. graminicola nezabíjí epidermální buňky dokud se její hyfa nerozvětvila v mezofylu listu (pletivo mezi svrchní a spodní pokožkou listu) a nezačíná rychlá nekróza. Kromě nekrotické tkáně končí choroba v předčasném stárnutí listového pletiva a tudíž v redukci fotosyntetické kapacity. Přestože je známo přinejmenším sedm major genů pro rezistenci, je šlechtění na rezistenci proti STB komplikováno dlouhou latentní periodou choroby a nedostatkem definovaných genotypů pšenice k testování izolátů (testovacího sortimentu odrůd) a k přenosu genů rezistence do komerčních odrůd pšenice. Tyto problémy by mohly být zajisté překonány molekulárními markéry genů rezistence, ale ty jsou dostupné v poslední době pouze pro tři geny rezistence.

Braničnatka pšeničná může působit závažnou chorobou zejména v oblastech s relativně vysokými srážkami a středními teplotami. Způsobuje vážné ztráty na výnosu, které mohou být vyšší než 60% výnosu zrna. Za posledních 20 let se zvýšila její důležitost také v Evropě. Tato choroba se však vyskytovala již dříve. Například v 70.letech minulého století se v literatuře uvádělo, že braničnatka pšeničná je parazit poměrně rozšířený na pšenici a u nás se její škodlivost značně zvyšuje. Nicméně se zaváděním vysoce výnosových, ale náchylných odrůd pšenice, zvýšeného hnojení dusíkem a pozměněných posklizňových praktik se stal ekonomický dopad této choroby na produkci pšenice významný. Dosud, v širokém slova smyslu, nebyly vyvinuty žádné systémy strategického plánování kontroly této choroby pomocí fungicidních přípravků. Například v podmínkách Dánska byly strobiluriny aplikované na ozimou pšenici všeobecně více efektivní pro kontrolu M. graminicola, ve srovnání s tradičními triazoly. Avšak použití fungicidních přípravků ke kontrole septoriové skvrnitosti (STB) je drahé a není zcela spolehlivé. Nedávno bylo například zjištěno, že izoláty M. graminicola se staly obecně rezistentní k strobilurinovým fungicidům v Evropě a to je všeobecným neúspěchem. Naproti tomu rezistentní odrůdy poskytují efektivní a ekonomický způsob kontroly choroby. Rezistence k septoriové skvrnitosti pšenice může být buď isolátově-specifická nebo kvantitativní (částečná), neúplná a izolátově nespecifická. Populace M. graminicola je vysoce geneticky variabilní a může se sexuálně reprodukovat několikrát během vegetace pšenice. To zvyšuje riziko adaptace patogena ke genům rezistence, které se vyskytuje v populaci hostitele (pšenice). Příkladem může být zhroucení rezistence odrůdy Gene v Oregonu (USA) pět let po jejím uvedení do praxe a to v důsledku evoluce virulentních genotypů patogena. Naopak ostatní odrůdy Kavkaz-K4500, Veranopolis a Bulgaria 88 si zachovaly svoji rezistenci po mnoho let (Chatrain et al., 2004). Za náchylné odrůdy se považují Malcon a Galaxie, za rezistentní

18

Obr. 3. Cirry na pyknidách M. graminicola na odrůdách pšenice ozimé Vlasta (zleva) a Oasis. 2005 (Foto Věchet).

kromě odrůdy Kavkaz-K4500, ještě Hereward a Senat. Mezi izoláty M. graminicola existuje také variabilita ve virulenci a v utváření morfologického vzhledu. Zjistilo se, že některé izoláty sebrané z téže lokality se odlišovaly ve virulenci. Vývoj odrůd rezistentních k M. graminicola je komplikován dlouhou latentní periodou patogena, vlivy prostředí na projev symptomů a kolísáním schopnosti odhadnout závažnost choroby mezi hodnotiteli při použití bodovacích systémů. Je stále málo znalostí o morfologii jednotlivých izolátů M. graminicola (Cordo et al., 1997), která se může vyznačovat velkou plastičností (Obr. 4). Většinou je na obrázcích vidět izoláty s myceliem vláknitého typu. Pouze izolát z odrůdy Drifter představuje kolonii s bílým, jakoby okrajem kvasnicového typu. Izoláty se od sebe liší strukturou i barvou kolonie. Jejich různorodost bude vyžadovat dalšího studia. V letošním roce byl zaznamenán v podmínkách VÚRV poměrně vysoký výskyt septoriové skvrnitosti časně na jaře (Graf 1). Bylo to především díky příznivým podmínkám počasí v zimních měsících. Zima byla relativně teplá, v období mrazů byl dostatek sněhu a tak přezimování choroby se ukázalo jako příznivé. Zhruba do konce dubna se výskyt choroby rychle zvýšil. V květnu a v červnu naopak vývoj choroby rychle poklesl a kolísal, pravděpodobně vlivem nestálých podmínek počasí (chladno, horko, sucho). Mezi výskytem choroby mohou být dost značné rozdíly (Graf 2). Jiné teplotní a vlhkostní podmínky mohou silně ovlivnit vývoj choroby. Zatímco v podmínkách Ruzyně byl přirozený výskyt septoriové

19

Obr. 4. Rozdíly v morfologii izolátů M. graminicola. První shora izolát z odrůdy Samanta (Hradec nad Svitavou), druhý shora izolát z odrůdy Mladka (Domoradice), první zespodu izolát z odrůdy Drifter (Domoradice), druhý zdola izolát z odrůdy Ebi (Jaroměřice). 2005.

skvrnitosti velmi malý, tak v podmínkách Ústí nad Orlicí byl výskyt choroby na stejných odrůdách podstatně vyšší. V posledních letech zejména genetická ochrana pšenice, šlechtění odrůd na specifickou rezistencí nabývá na důležitosti. Rovněž tak odrůdy částečně rezistentní, jež snižují výskyt choroby a které jsou částečně rezistentní k celé populaci patogena, mohou významně přispět k omezení této choroby. Hledají se nové zdroje rezistence také mezi starými odrůdami pšenice a mezi planými pšenicemi. Graf 1. Průběh septoriové listové skvrnitosti (Mycosphaerella graminicola). VÚRV, 2005.

20

průměrné napadení celé rostliny (všech živých listů)

05

1015

2025

MERITO 30

.3.20

.4.23

.5. 8.6.28

.6.14

.7. EBI 31

.3.19

.4.25

.5. 9.6.29

.6.14

.7.

% s

kvrn

nes

oucí

pyk

nidy

Řada1

Graf 2. Výskyt septoriové skvrnitosti (Mycosphaerella graminicola) ve dvou odlišných oblastech (VÚRV a Ústí nad Orlicí), na odrůdách Vlasta a Šárka. 2005.

0

5

10

15

20

25

Vlasta Šárka Vlasta Šárka

VÚRV Ústí n.Orlicí-Vysoké Mýto-

Tisová

Žamberk-Česká Rybná

% s

kvrn

s p

ykni

dam

i

Literatura Cordo Ch.A.; Perelló, Alipippi H.E.; Arriapa H. O.: Morphological variants of Septoria tritici

isolates. Rev lberoam Micol 1997; 14, 166-172. Hargreaves J.A.; Keon J.P.R. : Understanding pathogenesis by Septroria tritici through

analysis of expressed gene sequences. Annual Reporter 2001-2002, 20-23. Chatrain L., Brading P.A., Makepeace J.C., Brown J.K.M. (2004): Sources of resistance to

septoria tritici blotch and implications for breeding. Plant Pathology 53, 454-460.

Výsledky byly získány v rámci řešení Výzkumného záměru VÚRV č.0002700602.(Nové poznatky, metody a materiály pro genetické zlepšování biologického potenciálu plodin a využití agro-biodiversity pro setrvalý rozvoj zemědělství)

21

Mazlavé sněti a odrůdová odolnost pšenice Dumalasová, V. Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, 161 06 Praha 6 – Ruzyně E-mail: blazkova@vurv.cz

Mazlavé sněti (Obr. 1 a 2.) jsou původcem jedné z nejdéle známých chorob pšenice. Jde o onemocnění skutečně devastující, neboť hálky sněti se tvoří místo obilek. Vliv mazlavých snětí na výnos je zřejmý, ztráty na výnosu mohou dosáhnout 70%. Jedna snětivá hálka obsahuje 4 miliony teliospor. Po trimethylaminu zapáchající spory se během sklizně uvolní a kontaminují úrodu. Tímto způsobem mazlavá sněť postihne zásadním způsobem rovněž kvalitu a činí produkt neprodejným. Tato fakta jsou dostatečným důvodem nepodceňovat v žádném případě ochranu ani dnes. Účinné způsoby ochrany jsou chemické ošetření osiva a pěstování odolných odrůd.

Obr. 1 Mazlavé sněti v porostu Obr. 2 Snětivé klasy Moření osiva je rozšířené, efektivní, snadno dostupné a v současnosti jde o jediný způsob ochrany, který lze doporučit pro naše zemědělství. Přesto se mazlavé sněti vyskytují znovu a znovu a situace, kdy představují problém i dnes pravidelně nastávají. Nesmí být zanedbána účinná dávka mořidla, osivo je třeba namořit rovnoměrně a efekt chemického ošetření nesmí být snížen další nešetrnou manipulací s osivem. Pokud se vyskytne sněť zakrslá, lze rozhodně použít pouze specializované přípravky jako je Dividend 030 FS na bázi difenokonazolu nebo Sibutol 398 FS, který obsahuje bitertanol a fuberidazol. Existují však zvláštní případy, ve kterých se použití fungicidů chceme nebo musíme vyhnout. Mohou nás k tomu vést například ekonomické důvody nebo snaha dodržet principy ekologického zemědělství. Potom se projeví přínos pěstování odolných odrůd. Pěstování odolných odrůd je méně nákladné, nepřináší případné problémy spojené s toxicitou a riziky pro životní prostředí, dostupností či distribucí. Na pšenici se u nás vyskytuje sněť mazlavá pšeničná (Tilletia tritici Bjerk., syn. Tilletia caries D.C. Tul.), sněť mazlavá hladká (T. laevis Kühn, syn. T. foetida (Wallr.) Liro) a sněť zakrslá (T. controversa Kühn). Tyto tři druhy jsou si taxonomicky velmi blízce příbuzné. Pro účely praxe je však velmi důležité správně rozlišit sněť zakrslou, která vyžaduje speciální mořidla. U mazlavých snětí existují na základě genů virulence dobře vymezené fyziologické rasy. Virulenci všech tří mazlavých snětí regulují v pšenici tytéž geny rezistence, označené symbolem Bt1 až Bt15, obsažené v diferenciačních odrůdách nebo liniích sloužících

22

k určování fyziologických ras snětí. Některé další odolné odrůdy obsahují odlišné geny rezistence, označované často zkratkou názvu odrůdy. Odrůdová odolnost může být podmiňována zmíněnými Bt geny nebo polygenně. Šlechtění pšenice na odolnost k chorobám se věnovala velká pozornost v zemích, kde se pšenice pěstovala na velkých plochách při nízkých vkladech do pěstování. V USA, Kanadě a Austrálii byly vyšlechtěny první odolné odrůdy k nejvýznamnějším chorobám pšenice, jakými byly tehdy obilní rzi, zejména rez travní. K nim později přistoupily další choroby, mezi nimi také sněti. Vyšlechtění odolných odrůd v USA vyřešilo problém sněti zakrslé. Hlavním zdrojem rezistence pro šlechtění v USA byl vzorek PI 178383 z Turecka, který obsahuje geny rezistence Bt8, Bt9 a Bt10. Tento zdroj rezistence byl v USA účinný po více než 20 let, hlavně díky tomu, že se v USA nevyskytovala virulence vůči genu rezistence Bt8. Virulenci k tomuto genu však v Evropě zjistil a r. 1982 popsal Hoffmann. Mezi izoláty snětí testovaných ve VÚRV Praha-Ruzyně 1999-2000 však virulence k Bt8 nebyla prokázána. V Evropě pocházejí odrůdy s vysokou či zvýšenou odolností od několika šlechtitelských firem. Ve Švédsku vyšlechtila firma Semundo (Svalöf Weibull AB) odrůdy Tjelvar, Stava a Magnifik. Od německé firmy Nordsaat Saatzuchtgesellschaft GmbH pocházejí odolné odrůdy Bill a Globus. Také sesterská linie odrůdy Globus, odr. Tommi vykazuje v Německu vysokou odolnost k sněti mazlavé i zakrslé. Mezi odolnější odrůdy patří dále např. Tambor, Tarso, Cardos vyšlechtěné německou šlechtitelskou firmou Semundo Saatzucht Hadmersleben, GmbH. Značná pozornost se problematice šlechtění na odolnost věnuje v zemích východní Evropy, např. na Ukrajině, v Rumunsku a Bulharsku. Z hlediska odolnosti ke sněti mazlavé a zakrslé jsou u nás nejperspektivnější odrůdy Graf 1 Srovnání napadení odrůd v infekčním pokusu se snětí mazlavou v letech 2004-2005.

BiscayMladkaMeritto

Windsor

Batis

CleverCaphorn

IliasDrifter

Akteur

HeroldoCorsaire

ZentosLeventisCubus

Contra

EbiKarolinum

SvitavaSulamit

VersaillesClarus

RapsodiaDarwin

Toronto

Hedvika SG-U-206Banquet

Trend

AlibabaBarrokoComplet

GrandiosApache

Alana

AronNiagara

BillGlobus0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 10

2004 (% snětivých klasů)

200

5 (%

sně

tivýc

h kl

asů)

0

23

Globus a Bill (Obr. 3 a 4) od firmy Nordsaat Saatzuchtgesellschaft GmbH, obě registrované v České republice, Bill v r. 2002, Globus v r. 2003. Jak ukazuje Graf 1, odrůda Globus byla v obou pokusných letech téměř bez napadení snětí mazlavou, přestože např. náchylná odrůda Batis měla napadení 83,9% v r. 2004 a 56,9% v r. 2005. Odrůda Bill měla v r. 2004 napadení přes 10%, avšak v r. 2005 pouze desetinu procenta. Tab. 1 Napadení vybraných odrůd pšenice po inokulaci třemi proveniencemi sněti, rok 2005 (*procento napadených klasů).

Provenience sněti – napadení* Odrůda V3 V66 T28

Globus 0,2 0,0 0,0 Bill 0,4 2,5 0,0 Tommi 1,1 0,0 0,0 Nela 17,7 31,6 27,0 Niagara 9,2 10,7 8,2

Ve zmíněných pokusech se k inokulaci použila směs spor různých proveniencí sněti. Odrůdy Globus a Bill, podobně jako odrůda Tommi, prokázaly odolnost i po inokulaci jednotlivými třemi vzorky sněti vzdálených proveniencí (Tab. 1). Bez napadení snětí mazlavou byla odrůda Bill i v pokusech kroměřížských výzkumných pracovníků (Váňová 2004) a jako odolná je uvedena i v závěrech projektu NAZV (OC 1264; 2001-2004) (Prokinová, Váňová, Rostlinolékař 5/2005) a to k sněti mazlavé i zakrslé. Rovněž Borum (2001) uvedl u odrůdy Bill určitý stupeň odolnosti k sněti v Dánsku.

Obr.3 Typ klasu, odrůda Bill Obr. 4 Typ klasu, odrůda Globus Odrůdy registrované v ČR se zkoušely na odolnost v řadě pokusů, jak v rámci zmíněného projektu NAZV, tak výzkumného záměru VÚRV Praha-Ruzyně. V ruzyňských pokusech s 39 odrůdami z posledních dvou let měla kromě odrůdy Globus a Bill nižší napadení snětí mazlavou odrůda Niagara, zejména v r. 2005, kdy bylo celkově nižší napadení pokusu. V kroměřížských 2-3letých pokusech se snětí mazlavou a zakrslou (Váňová 2004) byla tato odrůda středně napadena snětí mazlavou (Váňová, Benada, Matušínský 2005) a slaběji snětí zakrslou. V ruzyňském pokusu v r. 2005 patřila k méně napadeným odrůdám i odrůda Grandios a Apache, v r. 2004 však byly nadprůměrně napadené. Nízké napadení v Ruzyni měla v r. 2005, na rozdíl od nadprůměrného napadení v r. 2004, také odrůda Complet, uváděná v závěrech projektu NAZV jako relativně odolná k sněti mazlavé i zakrslé. Další odrůdy takto uváděné v týž závěrech, Brea a Astella, vyšší odolnost v ruzyňských pokusech neprokázaly.

24

Přesné údaje o genetickém základu odolnosti evropských odrůd ke snětím mazlavým chybí. Dokud nebudou známy Bt geny rezistence v evropských odrůdách, bude možno údaje o virulenci sněti, získané na mezinárodních diferenciačních odrůdách, využít jen částečně. Další rozsáhlejší výzkum virulence v naší populaci sněti mazlavé a zakrslé umožní ještě lépe posoudit využitelnost odolných odrůd v různých pěstebních podmínkách. K tomu přispějí i další zkušenosti s pěstováním odrůd Globus a Bill. Dosavadní výsledky naznačují, že uvedené odrůdy by se mohly uplatnit v ochraně proti sněti mazlavé a zakrslé na pšenici a to nejen v ekologickém zemědělství. Výsledky uváděné v příspěvku byly získány díky finanční podpoře z výzkumného záměru Mze ČR 0002700602

25

Listové skvrnitosti pšenice v ČR v posledních pěti letech Jana Palicová-Šárová, Alena Hanzalová Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, 161 06 Praha 6 – Ruzyně Email: palicova@vurv.cz Listové skvrnitosti pšenice nabývají v posledních letech stále více na významu. Jsou celosvětovým problémem, šíří se především díky nedodržování agrotechnických opatření (střídání plodin, zaorávání posklizňových zbytků apod.). Zavádění bezorebných technologií může také přispět ke zvýšenému výskytu těchto chorob při vhodných klimatických podmínkách. Výskyt Mezi nejvýznamnější původce listových skvrnitostí pšenice patří Phaeosphaeria nodorum (anam. Stagonospora nodorum), Mycosphaerella graminicola (anam. Septoria tritici) a Pyrenophora tritici-repentis (anam. Drechslera tritici-repentis). Dříve v našich podmínkách převažovala Phaeosphaeria nodorum, v posledních několika letech se však vyskytuje hojně i P. tritici-repentis a M. graminicola. V rámci pětiletého monitoringu bylo v letech 2000-2004 každoročně získáno 60-100 vzorků listových skvrnitostí z 12-18 různých okresů v ČR. V letech 2000, 2003 a 2004 převládala ve vzorcích P. tritici-repentis (viz graf 1), která je původcem hnědé skvrnitosti pšenice zvané „tan spot“ (viz níže). V roce 2001 a 2002 se nejhojněji vyskytovala ve vzorcích M. graminicola. P. nodorum byla ve sledovaném období též izolována poměrně často. Spíše sporadicky byla v ČR zjištěna Didymella exitialis, Cochliobolus sativus a Ascochyta sp. Pouze v roce 2001 byla D. exitialis zaznamenána poměrně hojně, ale většina autorů ji považuje za sekundárního patogena. C. sativus preferuje spíše teplé a vlhké klima, v ČR se vyskytoval ojediněle v letech 2003 a 2004. Frekvence jednotlivých patogenů byla ovlivněna průběhem počasí v jednotlivých letech a na jednotlivých lokalitách a také obdobím sběru vzorků. V jarním období většinou v porostech převládala M. graminicola, teprve později se v případě příznivých klimatických podmínek rozvinula infekce P. tritici-repentis a P. nodorum. Obecně lze však říci, že tyto tři patogenní druhy převládají i v jiných evropských státech (Bankina 2001, Csösz 2001).

„Tan spot“ Pyrenophora tritici-repentis byla jakožto původce hnědé listové skvrnitosti na pšenici zvané ”tan spot” zjištěna v ČR v roce 1967 (Benada a kol. 1967), další zmíňka o výskytu tohoto patogena je však až z roku 1997 (Vícha 1998). Od té doby byl výskyt P. tritici-repentis pozorován v ČR každoročně (Šárová a kol. 2003a). Jelikož je aktuálním problémem nejen v ČR, ale i v okolních evropských státech, je jí věnována v tomto příspěvku zvláštní pozornost. Pyrenophora tritici-repentis má široký okruh hostitelů, byla vedle pšenice izolována i z mnoha druhů trav v různých zemích světa. Na listech náchylných odrůd pšenice způsobuje malé oválné až kosočtverečné skvrny světlehnědé barvy, později se léze prodlužují a vytváří se chlorotický okraj a typický tmavý střed. Na rezistentních nebo částečně rezistentních odrůdách pšenice tvoří patogen podstatně menší tmavě hnědé léze, chlorózy a nekrózy mohou zcela chybět. V současné době je popsáno 8 ras tohoto patogena, které jsou determinovány na základě virulence/avirulence k testovacímu sortimentu odrůd (Strelkov a Lamari 2003). Jednotlivé rasy jsou schopny produkovat různé hostitelsky specifické toxiny, zatím byly identifikovány

26

čtyři - Ptr ToxA, B, C, D. Rasové spektrum bylo více studováno především v Severní Americe, kde převažuje rasa 1, u rasy 2 byla zachycena vzrůstající tendence. Jak nasvědčují první studie (Šárová a kol. 2005), na našem území dominuje patrně také rasa 1. Nejvhodnější metodou ochrany proti listové skvrnitosti „tan spot“ je šlechtění rezistentních odrůd. Rezistence odrůd ozimé a jarní pšenice vůči P. tritici-repentis má kvantitativní nebo kvalitativní charakter. Neexistuje však žádná odrůda, která by byla rezistentní ve smyslu úplné absence symptomů. Většina odrůd pšenice nese střední rezistenci vůči patogenu, vysoká úroveň rezistence je spíše ojedinělá. Z odrůd ozimé pšenice registrovaných v ČR se jeví jako poměrně rezistentní v polních podmínkách odrůdy Arina, Vlasta, Rialto, Athlet, Trane, Siria, Vega, Alana a Samara. Naopak odrůdy Ina, Bruta, Samanta, Mona a Boka vykazovaly poměrně vysokou náchylnost vůči P. tritici-repentis (Šárová a kol. 2003b). Ve skleníkových podmínkách byly středně rezistentní odrůdy Clarus, Rheia, Cubus, Šárka a Vlasta.

Graf 1: Frekvence výskytu patogenů způsobujících listové skvrnitosti pšenice ve vzorcích sebraných na různých lokalitách v ČR (2000-2004)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

Pyrenophoratritici-repentis

Phaeosphaerianodorum

Mycosphaerellagraminicola

Didymella exitialis Ascochyta sp. Cochliobolussativus

patogen

výsk

yt v

e vz

orcí

ch (%

)

2000

20012002

20032004

27

Padlí travní na pšenici a faktory ovlivňující závažnost výskytu Lubomír Věchet Výzkumný ústav rostlinné výroby, Drnovská 507, 161 06 Praha 6 – Ruzyně E-mail: vechet@vurv.cz Padlí travní, způsobené Blumeria graminis (DC.) E.O. Speer f. sp. tritici Em. Marchal (syn. Erysiphe graminis f. sp. tritici), je jednou z důležitých chorob pšenice (Triticum aestivum L.) na světě. U nás se choroba vyskytuje každoročně, v různé intenzitě. Ta je podmíněna průběhem povětrnostních podmínek, skladbou odrůd a složením populace padlí travního. Vliv teploty na časnost a závažnost padlí travního na pšenici je jedním z nejdůležitějších faktorů počasí. U jiných patogenů, jako například rzi pšeničné, hrají důležitou úlohu, kromě teploty, například ovlhčení listu. V pozorování, které trvalo 7 let, jsme sledovali závažnost výskytu padlí travního na náchylné odrůdě Kanzler (Obr. 1). V jednotlivých letech závažnost choroby značně kolísala. Pearsonova korelace mezi závažností choroby a průměrem teplot (průměrné denní teploty) v období nejčastějšího hodnocení choroby v polních podmínkách (15.5. – 28.6.), za všechny roky sledování, byla záporná, středně silná (r= -0,5355). Například v roce 2003, kdy byl nejnižší výskyt choroby byl také nejvyšší průměr teplot za sledované období. Naopak v roce nejvyššího výskytu choroby (2004) byly také teploty nižší, podobně jako v letech vyššího výskytu choroby (2001 a 1999). Z tohoto dlouhého sledovaného období však nelze plně specifikovat vliv teploty na vývoj choroby. Například v roce 2004 byl i nejnižší průměr teplot v prvních patnácti dnech měsíce května (12,29°C) a také nejvyšší nárůst choroby (21.5. CPLAD, kumulativní procento napadení=54,97; v jednotlivých hodnoceních se načítají pouze nejvyšší hodnoty). Tak vysoký výskyt choroby na počátku našeho hodnocení nebyl v žádném jiném roce. Obr. 1. Průměrné maximální napadení celé rostliny (vyjádřené jako kumulativní procento napadení – CPLAD) padlím travním Blumeria graminis f.sp. tritici na náchylné odrůdě Kanzler (černá barva). Průměrná denní teplota v období 15. až 28.6. v každém roce sledování (červená barva). 1999 – 2005.

020406080

100120140160180200

Kanzle

r1999

Kanze

lr200

0

Kanzle

r2001

Kanzle

r2002

Kanzle

r2003

Kanzle

r2004

Kanzle

r2005

CPL

AD

28

Teplota ovlivňuje celý proces vývoje padlí travního, tj. tvorbu infekčních struktur prostřednictvím biochemických procesů v listu rostliny. Ovlivňuje tvorbu kupek padlí travního (Tab. 1). Je zřejmé, že nejvyšší množství kupek padlí travního bylo vytvořeno při teplotě 15°C a se zvyšujícími a snižujícími se teplotami se jejich množství snižovalo. Teplota rovněž ovlivňuje vlastní vývoj choroby, rychlost vývoje (Tab. 1). Nejkratší inkubační dobu Tab. 1. Procento vytvořených kupek (%) padlí travního Blumeri agraminis f.sp. hordei v různých konstantní teplotách. 1991. 5°C 10°C 15°C 20°C 20°C 4,60 21,72 26,28 23,50 9,90

69 hod. (Obr. 2) padlí travního na pšenici (Blumeria graminis f.sp. tritici) jsme naměřili (Kocourek & Věchet, 1984) při konstantní teplotě 22,8°C. Při teplotě 5°C se délka inkubační doby prodloužila na 336 hod. Při teplotě 24,5°C se vývoj padlí zastavil. Tato teplota byla označena jako horní práh vývoje. Naopak v polních podmínkách, kdy během dne je teplota proměnlivá je vývoj padlí inhibován při teplotě 29°C (Mzhavanadze, 1975). Teplota horního prahu vývoje (24,5°C) a vyšší nejsou pro padlí letální, pokud se vyskytují v krátkých časových intervalech. Obr. 2. Model závislosti vývoje padlí travního Blumeria graminis f.sp. tritici na teplotě (konstantní teplota). Křížky jsou označeny hodnoty naměřené. (Kocourek & Věchet, 1984).

29

Mezi další faktory, které ovlivňují vývoj padlí travního dále patří virulence a avirulence izolátu a mechanizmy zastavení infekce. K mikroskopickému sledování tvorby (Věchet, 2002) infekčních struktur (4. hod. tvorba klíčků; 14. hod. tvorba apresoria; 48. hod počátek tvorby prodloužené sekundární hyfy; 52. hod. plná tvorba prodloužené sekundární hyfy) jsme použili náchylnou odrůdu Kanzler a odrůdu se specifickými geny rezistence Asta (Pm2, Pm6). K infekci jsme použili izolát virulentní a avirulentní ke genům rezistence Pm2 a Pm6. Výsledky ukázaly (Tab. 2, 3), že v počátečních fázích vývoje (klíčení, tvorba apresoria) byly rozdíly mezi oběmi odrůdami poměrně malé nebo žádné při infekci virulentním nebo avirulentním izolátem (Obr. 3). Mezi 12 – 15 hod. se pod apresoriem utváří penetrační klíček, který zkouší proniknout kutikulu hostitele (Obr. 4). A právě rezistence k penetraci je jedním z klíčových mechanizmů obrany rostlin proti napadení padlím. Rozdíly v tvorbě infekčních struktur se projevily teprve v období plného rozvoje prodloužené sekundární hyfy. Ta se potom diferencuje, aby vytvořila konidiofory. Patrné rozdíly byly při infekci virulentním izolátem, kdy se na odrůdě Asta vytvořilo těchto struktur méně, než na odrůdě Kanzler. Po Obr. 3. Infekční struktury padlí travního Blumeria graminis f.sp. tritici v 48 hod. po infekci. Konidie (tmavě zbarvený oválný útvar) s klíčkem, apresoriem (jako L zahnuté dolu) a počátku prodloužené sekundární hyfy (část zahnutá vzhůru). 2002 (Foto Věchet).

infekci avirulentním izolátem byly rozdíly mezi odrůdou Kanzler a Asta v době plné tvorby prodloužené sekundární hyfy velice výrazné. Na odrůdě Asta se vytvořilo podstatně méně sekundárních hyf, než na odrůdě Kanzler. Tvorba infekčních struktur je důležitá z pohledu rezistence hostitele. Například nepravidelná forma apresoria (tvorba lalůčků) způsobí, že padlí není schopno napadnout buňky hostitele a tak se tento jev stává důležitým fenoménem rezistence (Yac-JiQiang et al., 1998). Také například tvorba haustoria u padlí travního (probíhá mezi 18 – 24 hod. po infekci) je spojena s částečnou rezistencí. Podobně u rzi pšeničné se v místě penetrace buněčné stěny tvoří papila rostlinné buňky a pokus houby proniknout je zastaven. Tento typ rezistence je označován jako rezistence prehaustoriální (Niks & Dekens, 1991). Naopak specifická rezistence, označovaná také jako posthaustoriální, zastaví rozvoj houby později a to někde kolem 48. hod. po infekci, v době počátku tvorby

30

Obr. 4. Penetrační hyfa pod apresoriem padlí travního Blumeria graminis f.sp. tritici na odrůdě Kanzler. (Foto Věchet).

Tab. 2. Tvorba infekčních struktur padlí travního (Blumeria graminis f.sp. tritici) na odrůdě Kanzler a Asta (procenta) po infekci virulentním izolátem. 4. hod 14.hod. 48.hod. 52.hod. Kanzler - klíčky 14,3 apresorium 72,6 sekundární hyfa 31,2 50,0 Asta - klíčky 12,0 apresorium 73,5 sekundární hyfa 36,1 45,5

Tab. 3. Tvorba infekčních struktur padlí travního (Blumeria graminis f.sp. tritici) na odrůdě Kanzler a Asta (procenta) po infekci avirulentním izolátem. 4. hod 14.hod. 48.hod. 52.hod. Kanzler - klíčky 12,0 apresorium 80,0 sekundární hyfa 6,5 34,4 Asta - klíčky 13,4 apresorium 70,0 sekundární hyfa 3,8 6,7

prodlužené sekundární hyfy na povrchu listu. Velice významným faktorem, který ovlivňuje vývoj padlí travního na rostlině je rezistence odrůdy. Je to faktor, který narušuje nebo zastavuje a vývoj patogena. Tento efekt se projeví následně v závažnosti choroby. Sledovali jsme maximální napadení rostlin pšenice ozimé, odrůdy Kanzler – náchylný standard, Asta – geny rezistence Pm2, Pm6 a odrůdy Mikon –

31

standard pro částečnou rezistenci, padlím travním v maloparcelkových pokusech (Obr. 4). Z grafu je zřejmé, že odrůda se specifickou rezistencí a s částečnou rezistencí se výrazně odlišovaly od závažnosti padlí na náchylné odrůdě. Většinou odrůda se specifickou rezistencí, kromě roku 2004 – roku s extremně závažným výskytem padlí, byla o něco méně napadena, než odrůda s částečnou (nespecifickou) rezistencí. Obr. 5. Maximální napadení odrůd Kanzler, Asta, Mikon padlím travním Blumeria graminis f.sp. tritici.

0

50

100

150

200

250

1999 2000 2004 2005

CPL

AD Kanzler

AstaMikon

Vývoj padlí travního probíhá vždy v interakci s hostitelskou rostlinou a s vnějším prostředím. Tyto vzájemné interakce mohou na vývoj choroby působit pozitivně nebo negativně. Literatura Kocourek, F.; Věchet, L. (1984): Űber ein temperaturabhängiges Modell zur Vorhersage der

Entwicklungsgeschwindigkeit bei Erysiphe graminis f.sp. tritici. Anz. Schädlingskde., Pflanzenschutz, Umweltschutz 57, 15-18.

Mzhavanadze, A.V. (1975): Study of factors favouring the epiphytotic development of powdery mildew of wheat. Trudy Naučno-Issledovatelskogo Instituta Zaščity Rastenij. Gruz. SSR 27, 149-152.

Niks, R.E.; Dekens, R.G.: Prehaustorial and posthaustorial resistance in wheat leaf rust in diploid wheat seedlings. The American Phytopathological Society, 1991, 81 (8), 847-851.

Věchet, L. (2002): Infection structures of Blumeria graminis f.sp. tritici in relations with susceptible winter wheat variety with specific resistance.6th European Conference on Fungal Genetics, 6-9 April, 2002, Palazzo dei Congressi Pisa – Italy. Abstract Book 261.

Yac-JiQiang; Shang-HongShen; Li-ZhenQi; Yao-JQ; Shang-HS; Li-ZQ (1998): On irregular appressoria of Blumeria graminis. Acta Phytopathologica Sinica, , 23, 3, 215-219.

32

Výsledky byly získány v rámci řešení Výzkumného záměru VÚRV č.0002700602.(Nové poznatky, metody a materiály pro genetické zlepšování biologického potenciálu plodin a využití agro-biodiversity pro setrvalý rozvoj zemědělství)

33

Správnou diagnostikou původce choroby, výběrem efektivních ochranných opatření (omezení spotřeby fungicidů, používání rezistentních odrůd), pochopením interakcí hostitel – patogen, můžeme zvýšit kvalitu produktů rostlin a zajistit bezpečné potraviny.

34