Testing av resistens mot Fusarium i norske kornsorter og foredlingsmateriale. Helge Skinnes, Institutt for Plante- og Miljøvitenskap, UMB 2111 2005
2 Generelt om resistens mot Fusarium i korn Dersom en sort er resistent mot en Fusarium art, virker den mot andre arter av soppen. Resistensen virker på flere nivå: spiringsfusariose aksfusariose Soppangrep på agner Soppangrep på kornet Redusert mating Degradering/resistens mot toksiner Usikker sammenheng mellom spirings- og aksfusariose
Active mechanisms of resistance to Fusarium spp in cereals main focus until now I. Resistance against invasion (SCHROEDER and CHRISTENSEN, 1963) based on spraying inoculation II. Resistance against spreading (SCHROEDER and CHRISTENSEN, 1963) based on point inoculation III./a Resistance against toxin accumulation (MESTERHÁZY 1995) III./b Toxin degrading (MILLER et al. 1985, MESTERHÁZY et al. 2005) IV. Resistance against kernel infection (MESTERHÁZY 1995, 1999) V. Tolerance (MESTERHÁZY 1989, 1995, 1999) 3
DETTE ER TITTELEN PÅ PRESENTASJONEN Passive mechanisms of resistance to Fusarium spp in cereals Anther extrution Closed flowering/ flowering in boot stage. Loose ears Nutant (not erect) head Increased plant height. Increased length of upper internode Absence of awns. Horizontal leaves 4
Alternative metoder for resistenstesting mot Fusarium i korn. Spray- inokulering i akset med konidier Aktiv, sterk resistens Genetiske studier Utlegging av kornsmitte på bakken (asco-sporer) Alle resistensmekanismer Dagens spredingsmåte i praksis Vanlig i foredlingsarbeide i Tyskland, Canada mm. 5
SPRAY INOKULERING. Produksjon av F. graminearum spray smitte på mungbønne- agar 6
SPRAY INOKULERING av F. graminearum 7
KORNSMITTE Ristekultur for Fusarium graminearum 8
KORNSMITTE Poser med mycel av F. graminearum 9
KORNSMITTE. Produksjon av perithecier (ascosporer) av F. graminearum på havrekorn. 10
Perithecier av F. graminearum på havrekorn 11
DETTE ER TITTELEN PÅ PRESENTASJONEN FUSARIUM KORNSMITTE- utstrøing i felt. 12
Mist- irrigation from Netafim. 13
Sammenheng mellom DON i havre i smitteforsøk i med spray og kornsmitte på Vollebekk 2009. 30 25 20 15 DON spraysmitte 10 R² = 0.1082 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 14 DON kornsmitte
Sammenheng mellom DON i to smitteforsøk i havre med spray på Ø. Voll 2009. DON spray felt 2 2009 25 20 15 10 R² = 0.505 5 15 0 0 5 10 15 20 25 30 DON spray felt 1 2009
DON ppm NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Sammenheng mellom DON og høyde i 4 vide havrepopulajoner (A. sterilis krysn,) 25 20 15 10 R² = 0,0118 5 16 0 50 70 90 110 Høyde
Blomstring juli NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Sammenheng mellom blomstringstid og DON i 4 vide havrepopulajoner (A. sterilis krysn,) 30 25 20 15 10 R² = 0.076 5 17 0 0 5 10 15 20 25 DON ppm
Testing for Fusarium resistens i hvete 2111 2005
DETTE ER TITTELEN PÅ PRESENTASJONEN Recombinants for anther extrusion in Arina x NK93604 19
DON NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Sammenheng mellom støvknappfelling (2005-06) og DON (2002). Vårhvete populasjonen Arina x NK93604. 80 70 60 50 40 30 20 Arina 10 0 NK93604 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 AE 20
DON ppm SW46095 SW46210 GN06525 GN06557 SW51312 GN06545 GN04528 GN05583 GN05518 NK01568 SW43414 Bastian SW51394 GN03507 GN05507 GN05527 SW51368 NK01513 SW45059 GN06600 GN04537 GN04603 GN04526 Aksfusariose % NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 Vårhvete smittet i felt på Ås 2007 med Fusarium graminearum- infiserte korn av havre. DON fra GC- MS og aksfusariose. DON LSD (DON) = 2,9 Aksfusariose Bastian Zebra 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 4,00 Avle Bjarne 15,00 10,00 2,00 5,00 21 0,00 0,00
16.00 14.00 12.00 10.00 Smitteforsøk med Fusarium graminearum i hvete. Ås 2007-09. DON GC-MS Minnesota 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 22 GN05589 GN06578 GN06510 SW51114 GN03531 Avle GN06503 Krabat Bjarne SW45126 GN06550 GN07560 SW46051 Demonstr Zebra SW61257 GN07548 GN06525 LSD5%
Testing for Fusarium resistens i havre 2111 2005
Germination % NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES 85,00 80,00 75,00 70,00 65,00 GERMINATION (LSD= 15) vs. DON (LSD= 1,1) in 100 oats varieties from GRAMINOR. F. graminearum test at Aas 2007. GN04008 Hurdal Belinda 60,00 NK03112 55,00 50,00 R 2 = 0,1979 Bessin 45,00 24 40,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 DON, ppm
GERMINATION % NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES GERMINATION (LSD= 12,4) vs. DON (LSD=4,8) in 56 oats varieties from GRAMINOR. F. graminearum test at Aas 2008. 95 90 85 80 Nudist Hurdal Belinda 75 70 Bikini 65 60 25 55 50 R 2 = 0,3405 0 5 10 15 20 25 DON ppm
Association between germination and DON in 72 genotypes of oats. F. graminearum infected spawn at UMB, Ås, 2009. Germination % 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 R² = 0.1901 26 0.00 10 15 20 25 30 35 DON ppm
Spire % NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Association between germination and DON in 75 genotypes of oats. F. graminearum infected spawn at UMB, Ås, 2010 90.00 85.00 80.00 75.00 70.00 65.00 60.00 Ringsaker Hurdal Odal Belinda R² = 0.1716 27 55.00 Bessin 50.00 4.00 9.00 14.00 19.00 DON ppm
Smitteforsøk med Fusarium graminearum i havre. Ås 2007-10. DON GC-MS Minnesota 14 12 10 8 6 4 2 0 28 Nudist GN04008-Skarnes Odal Ringsaker Hurdal GN04070- Vinger NK03112 Nes GN05106 GN04399- Haga NORD06/107 Belinda Aveny Gere STEINAR GN05083 LSD 5%
Smitteforsøk med Fusarium graminearum i havre. Ås 2007-10. Spireevne KIMEN 80 70 60 50 40 30 20 10 0 29 Odal Hurdal Belinda GN05106 NK03112 GN04399 Haga GN04070- Vinger Nudist GN04008- Skarnes GN05083 Aveny Gere Ringsaker Nes STEINAR NORD06/107 LSD 5%
Spire % NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Relasjonen mellom spireevne og DON i 16 sorter fra GRAMINOR AS. F. graminearum test på Ås 2007-2010. 75 73 71 69 67 65 63 Nudist Odal GN04070- Vinger GN04008-Skarnes Ringsaker Hurdal Nes Belinda GN04399- Haga Gere 61 59 Steinar 30 57 55 0 2 4 6 8 10 12 14 DON ppm
Både avskaling og beising trengst for å bringe spireevna til det nivået som settes pga. mykotoksin 120 100 80 60 Tetrazolim Untreated sand 40 20 Treated hulled sand 31 0 Bessin 08 Bessin 09 Hurdal 08 Hurdal 09 Hurdal 09 spray Hurdal Kimen Treated Dehulled sand
DON ppm NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES 7 6 5 4 3 Naturlig smitte og supplerende vanning 2010. Foredlingsfelt i havre fra GRAMINOR. DON ved GC-MS, UMN. 2 1 0 32 Steinar Steinar Ringsaker Ringsaker Hurdal Hurdal Steinar Steinar Ringsaker Ringsaker Hurdal Hurdal Steinar Steinar Ringsaker Ringsaker Hurdal Hurdal Steinar Steinar Ringsaker Ringsaker Hurdal Hurdal Steinar Steinar Ringsaker Ringsaker Hurdal Hurdal BjøBjøBjøBjøBjøBjø Rø Rø Rø Rø Rø Rø So So So So So So VæVæVæVæVæVæ Ås Ås Ås Ås Ås Ås
Resultater fra enkeltår i forhold til årsgjennomsnitt. Smitteforsøk med F. graminearum på Ås. 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 DONm= 1,45 DONm=6,65 DONm=18,16 Odal GN04008 GN04070 Ringsaker NK03112 Hurdal Nes GN04399 Belinda Aveny Gere STEINAR 33 0.00 2007 2008 2009
Forsøksfeil for DON ved kornsmitte i havre. Vollebekk 2007-2009. DON middel DON LSD5% DON CV% DON Arvb. 2007 1.85 1.57 28 0.61 2008 7.48 4.81 21 0.70 2009 18.58 9.45 17 0.65 34
Testing for Fusarium resistens i bygg 2111 2005
Barley with closed flowering 36
Smitteforsøk med Fusarium graminearum i bygg. Ås 2007-09. DON GC-MS 20.00 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 37 0.00 GN06149 Iron GN06055 Skaun Heder GN04390 GN06003 NK98588 GN05007 GN03269 NK01274- GN06098 GN05025 GN02083 GN04420 Famke Ven Edvin Habil Sj044336 GN06075 Arve Frisco Marigold Edel Tiril Helium SJ044336 Axelina Brage GN06014 Tyra Iver Annabell GN06035 Gustav LSD 5%
Ruteavling NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES Sprøyteforsøk i 28 hvete, 22 bygg- og 75 havrelinjer på Ås 2010. 3 gjentak smittet, 2 gjentak sprøytet. 900 800 700 600 500 Smittet F. gram Sprøytet Proline 2x 400 300 200 100 38 0 Hvete Bygg Havre
Varians- analyse. Sprøyteforsøk i 22 bygg- linjer på Ås 2010. 3 gjentak smittet, 2 gjentak sprøytet. DF Mean Square F- verdi P verdi Sort 21 31159 2,36 0,0047 Sort x behandling 21 32170 2,44 0,0035 39
Resultater fra fungicidbehandling i ungarksk høsthvete med ufullstendig resistens mot Fusarium (Mesterhazy 2005)
Ufullstendig resistens + Ufullstendig fungicid effekt = STERK BESKYTTELSE
Nytt prosjekt Mycotoxin contamination. Arbeidspakke 2. Innføring av ny resistens mot Fusarium i havre. Forbedring av design ved felt- testing. Studier av infeksjons- prosessen, sammenhengen mellom DON og spiring. Etablering av NIR/NIT som hurtigmetode for toksintesting i foredling. 42