Resistens mot Fusarium i norske kornsorter og foredlingsmateriale Lars Reitan Trond Buraas Stein Bergersen Jon Arne Dieseth Helge Skinnes Yalew Tarkegne Åsmund Bjørnstad Morten Lillemo 2111 2005
Resistensmekanismer mot Fusarium Aktiv resistens Type I: Resistens mot inntrenging Type II: Resistens mot spredning Type III: Resistens mot mykotoksinakkumulering Type IV: Resistens mot kjerneinfeksjon Evaluering Angrepsgrad etter sprayinokulering/ strø smitta korn på bakken Angrepsgrad etter punktinokulering Innhold av DON, HT2/T2 etc % FDK Type V: Toleranse Avling Passiv resistens Økt strålengde 2 Blomstringsbiologi: støvknappfelling, åpen/lukka blomstring osv.
Visuell bedømming av angrepsgrad % angrepne småaks Pålitelig i bygg og hvete Mindre pålitelig i havre 3
Støvknappfelling En passiv resistensmekanisme Lett å selektere for Impact of dwarfing genes and anther extrusion NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES 4
5 Noen ord om spireevne Et indirekte mål på skade av Fusarium Er det mykotoksinene eller soppen direkte som skader spireevnen? Forsøk i havre ved UMB (Selamawit Tekle): Høye DON-verdier er alltid assosiert med dårlig spireevne, men lave DON-verdier betyr ikke nødvendigvis høy spireevne DON hemmer ikke spiringen direkte men resulterer i redusert vekst og abnorme spirer En kombinasjon av både beising og avskalling nødvendig for å gjenopprette spireevnen ved sterke Fusariumangrep
Fusariumarter og mykotoksiner Art Mykotoksin Preferanser Fusarium graminearum Fusarium langsethiae DON HT2+T2 Våte forhold Bygg og hvete Tørre forhold Havre Antagonister: Aldri høye DON-verdier når HT2+T2 er høyt og motsatt Vi antar at resistensmekanismene er felles og uavhenging av art 6
Årlige smitteforsøk på Vollebekk fra 2007 og Staur fra 2011 F. graminearum -smittede havrekorn strøs på bakken ved stråstrekning Naturlig infeksjonsprosess med askosporer Dusjvanning på kveldstid sikrer gode vilkår 7
Odal og Skarnes er gode alternativer til Belinda og Haga med signifikant lavere DON DON (ppm) 18 16 14 12 10 8 7.7 7.9 8.1 8.1 8.2 8.8 8.8 Havre 9.2 9.3 DON 2008 2011 LSD 5% = 3.7 9.8 10.2 10.9 11.0 11.4 11.4 11.6 12.4 12.5 12.7 12.8 13.0 15.4 16.9 6 4 2 8 0
Spireevne % 80 75 70 65 60 55 Odal, Belinda og Hurdal har minst problemer med spireevnen 74.5 74.0 73.0 72.6 71.7 71.7 71.6 Spireevne 2007 2011 LSD 5% = 8.1 69.9 69.7 69.6 68.9 68.3 68.0 67.7 67.7 66.2 65.3 62.7 61.6 56.5 50 45 9 40
Havre: Steinar og Bessin har de høyeste DON-verdiene og lavest spireevne Spiring % 80 75 70 65 60 Odal Skarnes GN06105 Hurdal Ringsaker Spiring vs DON Belinda Haga R² = 0.2365 Steinar 55 Bessin 10 50 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 DON ppm
DON ppm Sortsforskjellene er relativt stabile 25 20 15 10 Odal Skarnes Hurdal Belinda Haga Steinar 5 11 0 Vollebekk 2008 Vollebekk 2009 Vollebekk 2010 Staur 2011
DON ppm 18 16 14 12 10 6r bygg: Brage et godt alternativ til Heder 2r bygg: Mange gode alternativer til Iron 8 7.1 8.1 8.2 9.3 9.4 Bygg DON 2008 2011 LSD 5% = 5.4 9.9 10.0 10.2 10.2 11.4 12.2 13.5 13.5 15.3 15.4 17.2 18.4 6 5.5 6.1 4 2 12 0
DON ppm 25 20 15 10 Sortsforskjellene er relativt stabile for både 6r og 2r bygg DON ppm 25 20 15 10 5 5 13 0 Vollebekk 2008 Vollebekk 2009 Vollebekk 2010 Staur 2011 0 Vollebekk 2008 Vollebekk 2009 Vollebekk 2010 Staur 2011 Brage (6r) Tiril (6r) Heder (6r) Gustav (2r) Helium (2r) Iron (2r)
DON ppm 18 16 14 12 10 Hvete: Mange lovende foredlingslinjer bedre enn Zebra og Demonstrant 8 6 5.0 5.0 5.2 5.9 DON Hvete 2007 2011 LSD5% = 3.0 6.3 6.3 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 7.2 7.2 7.3 7.6 7.7 8.0 8.3 8.6 9.4 9.7 9.8 10.6 13.5 17.4 4 2 14 0
16 14 12 10 Relativt stabil rangering av vårhvetesortene over år Mirakel DON ppm 8 6 Berserk Bjarne Zebra Demonstrant 4 2 15 0 2007 2008 2009 2010 2011
16 Konklusjoner Det finnes sikker variasjon i Fusarium-resistens mellom sorter Denne informasjonen bør brukes aktivt i sortsanbefalinger: Havre: Odal og Skarnes er gode alternativer til Belinda og Haga 6r bygg: Brage et godt alternativ til Heder 2r bygg: Mange gode alternativer til Iron Vårhvete: Flere lovende foredlingslinjer med signifikant bedre resistens enn Zebra og Demonstrant
Markør-assistert seleksjon for Fusarium -resistens i hvete Jon Arne Dieseth Muath Alsheikh Morten Lillemo Anne Guri Marøy 2111 2005
Dagens situasjon i norsk vårhvete Et realistisk foredlingsmål ved hjelp av markører og fenotypisk seleksjon Impact of dwarfing genes and anther extrusion NORWEGIAN UNIVERSITY OF LIFE SCIENCES 18
To markørstrategier Markør-assistert innkryssing av Sumai 3-resistens basert på publiserte markører (siden 2008) Assosiasjonskartlegging av resistens i det norske hvetematerialet basert på 81 500 SNP-markører (starter nå) 19
Markør-assistert innkryssing av resistens MAS for å øke frekvensen av gunstige allel donor x adapted F 1 x adapted BC 1 F 1 Bare (1/2) n of av plantene kombinerer ønskede allel på alle n loci BC 1 F 2 20 MAS for å fiksere populasjonen med ønskede gener BC 1 F 6 Kontinuerlig fenotypisk utvalg av de beste plantene i hver generasjon. Endelig utvalg av linjer som kombinerer resistens fra donor med andre viktige egenskaper fra den adapterte forelderen.
21 Assosiasjonskartlegging av Fusariumresistens i det norske hvetematerialet Basert på MASBASIS 214 sorter og foredlingslinjer med relevans for norsk hveteforedling Genotypet med 81 500 SNP markører i fjor høst Har Fusarium- data fra smitteforsøk på Vollebekk siden 2009 - videre testing vil bli gjort Formål: Finne de viktigste genene for resistens i det norske foredlingsmaterialet og utvikle markører til bruk i praktisk foredling