Progress in Plant Protection

Polish maize elite inbred lines as a source of resistance for ear rot (Fusarium spp.) and common smut (Ustilago maydis)
Polskie elitarne linie wsobne kukurydzy źródłem odporności na fuzariozę kolb (Fusarium spp.) i głownię guzowatą (Ustilago maydis)

Elżbieta Czembor, e-mail: e.czembor@ihar.edu.pl

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Radzików, 05-870 Błonie, Polska

Seweryn Frasiński, e-mail: s.frasinski@ihar.edu.pl

Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Radzików, 05-870 Błonie, Polska
Streszczenie

The rapid increase of maize cultivation area, the use of inappropriate crop rotation and global warming climate have resulted in an increase of the incidence of diseases including ear rot fusariosis (Fusarium spp.) and common smut (Ustilago maydis). Using highly resistant hybrids is one of the most important methods of integrated plant protection. Therefore, the purpose of the current project was to characterize the broad genetic pool of elite inbred lines used in breeding programs. Forty-five inbreed lines were included in the study. Evaluation of resistance to ear rot was carried out on plants inoculated with spore suspension of Fusarium graminearum and with natural infection, while resistance to common smut was performed on plants only with occurrence of natural infection. Based on the obtained results it was possible to observe differences between lines and to select genotypes valuable for further breeding programs taking into account resistance to economically important diseases.

 

Szybki wzrost powierzchni uprawy kukurydzy na terenie Polski, stosowanie niewłaściwego płodozmianu oraz ocieplenie klimatu spowodowało zwiększenie nasilenia występowania chorób, w tym fuzariozy kolb i głowni guzowatej. Wykorzystanie w programach hodowlanych materiałów o podwyższonej odporności to ważny element integrowanej ochrony roślin. Celem pracy było scharakteryzowanie szerokiej puli genetycznej elitarnych linii wsobnych wykorzystywanych w programach hodowlanych. Do badań włączono 45 linii na poziomie wsobności S9. Ocenę odporności na fuzariozę kolb prowadzono po zakażeniach sztucznych kolb zawiesiną zarodników Fusarium graminearum i przy infekcji naturalnej, natomiast na głownię guzowatą przy infekcji naturalnej. Uzyskane wyniki pozwoliły zróżnicować badany materiał i wytypować genotypy o podwyższonej odporności jako szczególnie cenne w dalszych programach hodowlanych uwzględniających odporność na ważne gospodarczo choroby.

Słowa kluczowe
maize; ear rot; common smut; Fusarium graminearum; Ustilago maydis; kukurydza; fuzarioza kolb; głownia guzowata
Referencje

Abbas H.K., Zablotowicz R.M., Shier W.T., Johnson B.J., Phillips N., Weaver M., Abel C., Burns H.A. 2015. Aflatoxin and fumonisin in corn (Zea mays) infected by common smut Ustilago maydis. Plant Disease 99 (9): 1236–1240. DOI: https://doi.org/10.1094/PDIS-03-14-0234-RE.

 

Adamczyk J. 1998. Przegląd metod hodowli kukurydzy i ich skuteczność w praktyce. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 208: 123–130.

 

Adamczyk J. 1999. Oszacowanie wartości hodowlanej odmian populacyjnych i syntetycznych kukurydzy (Zea mays L.). Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 209: 223–245.

 

Adamczyk J., Cygert H., Czajczyński J. 2003. 50 lat hodowli kukurydzy mieszańcowej w Polsce − dorobek i perspektywy. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 423–431.

 

Bartok T., Szecsi A., Szekeres A., Mesterhazy A., Bartok M. 2006. Detection of new fumonisin mycotoxins and fumonisin-like compounds by reversed-phase high-performance liquid chromatography/electrospray ionization – ion-trap mass spectrometry. Rapid Communications in Mass Spectrometry 20 (16): 1–17. DOI: 10.1002/rcm.2607.

 

Bereś P.K., Gaj R., Grzebisz W., Kaniuczak Z., Mrówczyński M., Paradowski A., Pruszyński G., Pruszyński S., Siudmak J., Sulewska H., Tekiela A., Wachowiak H. 2009. Metodyka integrowanej ochrony kukurydzy. Integrowana Produkcja Urzędowo Kontrolowana (Z. Kaniuczak, S. Pruszyński, red.). Państwowa Inspekcja Ochrony Roślin i Nasiennictwa, Warszawa, 47 ss.

 

Brefort T., Doehlemann G., Mendoza-Mendoza A., Reissmann S., Djamei A., Kahmann R. 2009. Ustilago maydis as a pathogen. Annual Review of Phytopathology 47: 423–445. DOI: 10.1146/annurev-phyto-080508-081923.

 

Czembor E., Frasiński S. 2016. Monitorowanie organizmów szkodliwych kukurydzy. Wieś Jutra 2: 31–35.

 

Czembor E., Frasiński S. 2017. Występowanie chorób liściowych, głowni guzowatej i fuzariozy kolb kukurydzy w 2016 roku oraz poziom skażenia ziarna kukurydzy toksynami fuzaryjnymi w 2015 roku. Wieś Jutra 3: 34–39.

 

Czembor E., Matusiak M., Ochodzki P. 2013a. Odporność mieszańców kukurydzy na fuzariozę kolb przy infekcji naturalnej i po zakażeniach sztucznych Fusarium graminearum i F. verticillioides w Polsce w latach 2008–2009. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 270: 55–73.

 

Czembor E., Matusiak M., Warzecha R. 2013b. Poszukiwanie źródeł odporności kukurydzy na fuzariozę kolb i zgorzel podstawy łodyg metodą rodowodową. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 269: 123–139.

 

Czembor E., Presello D., Adamczyk J., Wójcik K. 2011. Enhancing disease resistance to Fusarium by using exotic genotypic variability. p. 116. ISM Conference ”Strategies to reduce the impact of mycotoxins in a global context”. Universidad Nacional de Río Cuarto, November 15–18, 2011.

 

Czembor E., Waśkiewicz A., Stępień Ł. 2013c. Genetic variation for ear rot resistance and mycotoxin content of Polish maize elite inbreed lines after inoculation with Fusarium graminearum and F. verticillioides. p. 199. 12th European Fusarium Seminar. Bordoux, Francja, May 11–16, 2013, 254 pp.

 

Garcia D., Ramos A.J., Sanchis V., Marín S. 2009. Predicting mycotoxins in foods: A review. Food Microbiology 26 (8): 757–769. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fm.2009.05.014.

 

Korbas M. 2006. Głownie kukurydzy i inne choroby – szkodliwość i możliwości zwalczania. [Common smuts of maize and other diseases – harmfulness and possibilities of their control]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 46 (1): 354–357.

 

Logrieco A., Mule G., Moretti A., Bottalico A. 2002. Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with maize ear rot in Europe. European Journal of Plant Pathology 108 (7): 597–609.

 

Mahalakshmi V., Bidinger F.R. 2002. Evaluation of stay-green sorghum germplasm lines at ICRISAT. Crop Science 42 (3): 965–974. DOI: 10.2135/cropsci2002.9650.

 

Meissler M., Mouron P., Musa T., Bigler F., Pons X., Vasileiadis V.P., Otto S., Antichi D., Kiss J., Pálinkás Z., Dorner Z., van der Weide R., Groten J., Czembor E., Adamczyk J., Thibord J.-B., Melander B., Cordsen Nielsen G., Poulsen R.T., Zimmermann O., Verschwele A., Oldenburg E. 2010. Pests, pesticide use and alternative options in European maize production: current status and future prospects. Journal of Applied Entomology 34 (5): 357–375.

 

Mesterházy Á., Lemmens M., Reid L.M. 2012. Breeding for resistance to ear rot caused by Fusarium spp. in maize – a review. Plant Breeding 131 (1): 1–19. DOI: 10.1111/j.1439-0523.2011.01936.x.

 

Munkvold G.P. 2003a. Epidemiology of Fusarium diseases and their mycotoxins in maize ears. p. 705–713. In: ”Epidemiology of Mycotoxin Producing Fungi” (X. Xu, J.A. Bailey, B.M. Cooke, eds). Springer, Dordrecht. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-017-1452-5_5.

 

Munkvold G.P. 2003b. Cultural and genetic approaches to managing mycotoxins in maize. Annual Review of Phytopathology 41: 99–116. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.41.052002.095510.

 

Papst C., Utz H.F., Melchinger A.E., Eder J., Magg T., Klein D., Bohn M. 2005. Mycotoxins produced by Fusarium spp. in isogenic Bt vs. non-Bt maize hybrids under European corn borer pressure. Agronomy Journal 97 (1): 219–224.

 

Rocznik Statystyki Międzynarodowej 2016. (Świat, Regiony świata, Ugrupowania) [online]. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. http://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/roczniki-statystyczne/roczniki-statystyczne/rocznik-statystyki miedzynarodowej-2016,10,5.html [dostęp: 24.11.2017].

 

Specker D. 1993. Common smut on corn. Walking Your Fields & Pioneer Agronomy Department. Ithaca, NY, 7 pp.

 

Szulc P., Bocianowski J., Waśkiewicz A., Beszterda M. 2012. Wpływ stosowania różnych nawozów azotowych na poziom fumonizyn w ziarnie różnych odmian mieszańcowych kukurydzy. [Impact of applying different nitrogen fertilizers on the level of fumonisins in maize hybrids grain]. Progress in Plant Protection 52 (2): 306–309. DOI: http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2012-055.

 

Szulc P., Idziak R., Woźnica Z., Sobiech Ł. 2014. Ocena podatności mieszańców kukurydzy (Zea mays L.) typu „stay-green” na występowanie głowni kukurydzy [Ustilago maydis (DC.) Corda] oraz omacnicy prosowianki (Ostrinia nubilalis Hbn.). [Assessment of susceptibility of „stay-green” type maize cultivars (Zea mays L.) to maize smut [Ustilago maydis (DC.) Corda] and European corn borer (Ostrinia nubilalis Hbn.)]. Progress in Plant Protection 54 (3): 368–374. DOI: http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2014-060.

 

Vasileiadis V.P., Otto S., Sattin M., Palinkás Z., Veres A., Bán R., Kiss J., Pons X., Kudsk P., Weide R., Czembor E., Moonen C., Kiss J. 2011. Crop protection in European maize-based cropping systems: Current practices and recommendations for innovative Integrated Pest Management. Agricultural Systems 104 (7): 533–540. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agsy.2011.04.002.

 

Waligóra H., Szulc P., Skrzypczak W. 2008. Podatność odmian kukurydzy cukrowej na głownię guzowatą (Ustilago zeae Beckm.). [Susceptibility of sugar maize varieties to common smut (Ustilago zeae Beckm.)]. Nauka Przyroda Technologie 2 (3): 1–6.

 

Zijlstra C., Lund I., Justesen A., Nicolaisen M., Bianciotto V., Posta K., Balestrini R., Przetakiewicz A., Czembor E., van de Zande J. 2011. Combining novel monitoring tools and precision application technologies for integrated high-tech crop protection in the future (a discussion document). Pest Management Science 67 (6): 616–625. DOI: 10.1002/ps.2134.

Progress in Plant Protection (2018) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2018-02-01 10:47:04
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2018-002
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy