Transfer of the mlo resistance gene into to the genome of winter barley
Wprowadzenie genu mlo do genomu jęczmienia ozimego
Jerzy H. Czembor, e-mail: j.h.czembor@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Panstwowy Instytut Badawczy, Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych, Radzików, 05-870 Błonie, PolskaPaweł Cz. Czembor, e-mail: p.czembor@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Panstwowy Instytut Badawczy, Zakład Genetyki i Hodowli Roślin, Radzików, 05-870 Błonie, PolskaOlga Doraczyńska, e-mail: o.doraczynska@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Panstwowy Instytut Badawczy, Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych, Radzików, 05-870 Błonie, PolskaAleksandra Pietrusińska, e-mail: A.Pietrusinska@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Panstwowy Instytut Badawczy, Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych, Radzików, 05-870 Błonie, PolskaMagdalena Radecka-Janusik, e-mail: m.radecka-janusik@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Panstwowy Instytut Badawczy, Zakład Genetyki i Hodowli Roślin, Radzików, 05-870 Błonie, PolskaStreszczenie |
The aim of the study was to transfer mlo gene, which determines very effective resistance to powdery mildew (Blumeria graminis DC. f. sp. hordei) from spring barley to winter forms and to determine agronomic value of selected breeding lines under field conditions. The spring barley cultivar Danuta was used as a donor of mlo gene. Mlo gene was introduced into genome of the two multi-row winter cultivars Carola and Bażant, with good agronomic value but susceptible to powdery mildew. Powdery mildew resistance was evaluated under field conditions and natural infection in several homogenous lines with Mlo resistance type, which were selected from generated F1, F1BC1, F2BC1 populations. The homogenous line BKH 5735 resistance to B. graminis f. sp. hordei determined by mlo gene was selected as a result of evaluations under controlled conditions, natural infection and using molecular markers. This line showed good economic value comparable to the control varieties and it may be concluded that the line BKH 5735 has Mlo resistance and provides high-yielding. Celem podjętych badań było przeniesienie z form jarych do ozimych genu mlo warunkującego wysoce efektywną odporność na mączniaka prawdziwego zbóż i traw (Blumeria graminis DC. f. sp. hordei). Do wyprowadzenia linii jęczmienia ozimego, wielorzędowego o odporności na mączniaka prawdziwego wykorzystano jako dawcę genu mlo odmianę jęczmienia jarego Danuta. Jako biorców genu mlo użyto dwie odmiany wielorzędowe ozime: Carola i Bażant o dobrej wartości cech gospodarczych, lecz podatnych na mączniaka. Wytworzono populacje mieszańcowe: F1, F1BC1, F2BC1 i po wyselekcjonowaniu linii ozimych i homozygotycznych pod względem odporności na mączniaka typu Mlo oceniono ich wartość w doświadczeniach w warunkach naturalnej infekcji. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano linię BKH 5735 odporną na B. gramins f. sp. hordei uwarunkowaną genem mlo. Linia ta, w wa-runkach naturalnej infekcji doświadczeń polowych charakteryzowała się porównywalną oceną innych cech wartości gospodarczych do odmian wzorcowych. |
Słowa kluczowe |
Blumeria graminis f. sp. hordei; mlo gene; winter barley; resistance; gen mlo; jęczmień ozimy; odporność |
Referencje |
Anonymous. 2004. Lista opisowa odmian. Cz. 1. Zbożowe. COBORU, Słupia Wielka: 57–65. Bjørnstad A., Aastveit K. 1990. Pleiotropic effects on the ml-o mildew resistance gene in barley in different genetical backgrounds. Euphytica 46 (3): 217–226. Czembor J.H. 2002. Resistance to powdery mildew in selections from Moroccan barley landraces. Euphytica 125 (3): 397–409. Czembor H.J. 2003. Odporność krajowych odmian jęczmienia jarego na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei). Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 327–334. Czembor H.J. 2004. Odporność krajowych odmian jęczmienia ozimego na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei). Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 233: 117–125. Czembor J.H., Czembor H.J. 1998. Powdery mildew resistance in cultivars of spring barley from Polish register. Plant Breeding and Seed Science 42 (2): 87–99. Czembor J.H., Czembor H.J. 1999. Powdery mildew resistance in cultivars of winter barley from Polish register. Plant Breeding and Seed Science 43 (1): 65–75. Czembor H.J., Czembor J.H. 2001. Resistance to powdery mildew in barley cultivars and breeding lines included in 1998–2000 Polish registration trials. Plant Breeding and Seed Science 45 (1): 21–41. Czembor J.H., Czembor E. 2003. Odporność Mlo jęczmienia na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei). Cz. III. Trwałość odporności. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 375–386. Czembor J.H., Czembor H.J. 2004a. Chorobotwórczość mączniaka prawdziwego jęczmienia (Blumeria graminis f. sp. hordei) w Polsce w roku 1999. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 231: 377–386. Czembor H.J., Czembor J.H. 2004b. Chorobotwórczość mączniaka prawdziwego jęczmienia (Blumeria graminis f. sp. hordei) w Polsce w roku 2000. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 233: 107–115. Czembor J.H., Czembor H.J. 2005. Chorobotwórczość mączniaka prawdziwego jęczmienia (Blumeria graminis f. sp. hordei) w Polsce w roku 2001. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 236: 183–192. Czembor H.J., Czembor J.H., Pietrusińska A., Domeradzka O. 2012. Odporność na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowych w Polsce w roku 2011. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 265: 23–33. Czembor J.H., Doraczyńska O., Pietrusińska A., Czembor H.J. 2013. Odporność na mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowych w Polsce w roku 2012. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 268: 35–45. Czembor H.J., Gacek E. 1990. Wybrane problemy hodowli odpornościowej zbóż na choroby. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 173–174: 53–64. Dreiseitl A. 1991a. Analysis of powdery mildew (Erysiphe graminis f. sp. hordei) populations. Genetika a Šlechtění 27: 39–46. Dreiseitl A. 1991b. A Czechoslovak test-assortment of spring barley cultivars for identifying powdery mildew pathotypes. Genetika a Šlechtění 27: 251–257. Dreiseitl A. 1997. Changes in the barley powdery mildew population in the Czech Republic (1993–1994). Ochrana Rostlin 33: 281–296. Dreiseitl A. 1998. Comparison of methods to study powdery mildew and monitor the population of Erysiphe graminis f. sp. hordei in 1997. Plant Protection Science 34: 33–38. Dreiseitl A. 2004. Virulence frequencies to powdery mildew resistance genes of winter barley cultivars. Plant Protection Science 40 (4): 135–140. Dreiseitl A. 2008. Virulence frequency to powdery mildew resistances in winter barley cultivars. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding 44 (4): 160–166. Dreiseitl A. 2011a. Differences in powdery mildew epidemics in spring and winter barley based on 30-year variety trials. Annals of Applied Biology 159 (1): 49–57. Dreiseitl A. 2011b. Resistance of ‘Roxana’ to powdery mildew and its presence in some European spring barley cultivars. Plant Breeding 130: 419–422. Dreiseitl A. 2011c. Resistance of ‘Laverda’ to powdery mildew and its presence in some winter barley cultivars. Cereal Research Communications 39 (4): 569–576. Dreiseitl A. 2011d. Changes in the population of Blumeria graminis f. sp. hordei in the Czech Republic from 2009 to 2010. Plant Protection Science 47: 43–51. Dreiseitl A. 2012. Frequency of powdery mildew resistances in spring barley cultivars evaluated in Czech variety trials. Plant Protection Science 48 (1): 17–20. Dreiseitl A. 2013. Genes for resistance to powdery mildew in European winter barley cultivars registered in the Czech Republic and Slovakia to 2010. Plant Breeding 132 (6): 558–562. Dreiseitl A. 2014a. Pathogenic divergence of Central European and Australian populations of Blumeria graminis f. sp. hordei. Annals of Applied Biology 165: 364–372. Dreiseitl A. 2014b. The Hordeum vulgare subsp. spontaneum – Blumeria graminis f. sp. hordei pathosystem: its position in resistance research and breeding applications. European Journal of Plant Pathology 138: 561–568. Dreiseitl A., Kosman E. 2013. Virulence phenotypes of Blumeria graminis f. sp. hordei in South Africa. European Journal of Plant Pathology 136 (1): 113–121. Dreiseitl A., Platz G. 2012. Powdery mildew resistance genes in barley varieties grown in Australia. Crop & Pasture Science 63: 997–1006. Dreiseitl A., Schwarzbach E. 1994. Composition of the powdery mildew population on barley in Central Moravia (Czech Republic) in 1992. Rostlinná Výroba 40: 545–554. Gacek E. 1990. Studia nad sposobami wykorzystania odporności genetycznej jęczmienia w zwalczaniu mączniaka prawdziwego (Erysiphe graminis DC f. sp. hordei Marchal). Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 34 (5/6): 3–48. Gacek E., Biliński Z.R., Czembor H.J., Czembor J.H. 2004. Chorobotwórczość mączniaka prawdziwego jęczmienia (Blumeria graminis f. sp. hordei) w Polsce w latach 1993–1996. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 231: 365–376. Gacek E., Czembor H.J., Nadziak J. 1996. Wpływ zróżnicowania genetycznego w mieszaninach i mieszankach zbożowych na rozwój chorób i plonowanie. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 200: 203–209. Higgins C.M., Hall R.M., Campbell P.R., Dietzgen R.G. 2000. PCR rescue and analysis of transgene sequences directly from crude extracts of transgenic embryos and plants. Plant Molecular Biology Reporter 18: 285a–285g. Hovmøller M.S., Caffier V., Jalli M., Andersen O., Besenhofer G., Czembor J.H., Dreiseitel A., Flath K., Fleck A., Heinrics F., Jonsson R., Limpert E., Mercer P., Plesnik S., Rashal I., Skinnes H., Slater S., Vronska O. 2000. The European barley powdery mildew virulence survey and disease nursery1993–1999. Agronomie 20 (7): 729–744. Karakousis A., Barr A.R., Chalmers K.J., Ablett G.A., Holton T.A., Henry R.J., Lim P., Langridge P. 2003. Potential of SSR markers for plant breeding and variety identification in Australian barley germplasm. Australian Journal of Agricultural Research 54 (11–12): 1197–1210. Kozdój J., Mańkowski D., Czembor H.J. 2009. Analiza plonu jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) porażonego mączniakiem prawdziwym (Blumeria graminis f. sp. hordei). Komunikat. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 254: 65–74. Limpert E., Godet F., Müller K. 1999. Dispersal of cereal mildews across Europe. Agricultural and Forest Meteorology 97 (4): 293–308. Nieróbca A., Horoszkiewicz-Janka J., Czembor J.H. 2003. Ochrona roślin – ważny element technologii uprawy zbóż w UE. Pamiętnik Puławski 132: 311–320. Pecio A., Bichoński A. 2003. Plon i jakość browarna ziarna jęczmienia jarego w zależności od sposobu ochrony roślin przed chorobami. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 317–326. Ramsay L., Macauly M., McLean K., Fuller J., Edwards K., Turesson S., Morgante M., Idegli-Ivanissivich S., Marmiroli N., Maestri E., Massari A., Powell W., Waugh R. 2000. A simple sequence repeat-based linkage map on barley. Genetics 156 (4): 1997–2005. Rasmusson D.C. (ed.). 1985. Barley. Agronomy Series No. 26. American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, Publishers, Madison, Wisconsin, USA. Schwarzbach E. 2008. WORK-index mlo. http://www.crpmb.org/mlo/ [Accessed: 20.05.2016]. Szarzyńska J. 2015. Jęczmień. s. 22–45. W: „Lista opisowa odmian roślin rolniczych“ (E. Gacek, red.). COBORU, Słupia Wielka, 188 ss. |
Progress in Plant Protection (2016) 56: 379-387 |
Data pierwszej publikacji on-line: 2016-09-29 09:33:10 |
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2016-061 |
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy |