Progress in Plant Protection

Odporność odmian regionalnych i tradycyjnych jęczmienia jarego na porażenie mączniakiem prawdziwym zbóż i traw (Blumeria graminis f. sp. hordei)
Resistance of spring barley old varieties to powdery mildew caused by Blumeria graminis f. sp. hordei

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

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

Jerzy H. Czembor, e-mail: j.h.czembor@ihar.edu.pl

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

Elżbieta Wnuk, e-mail: e.wnuk@ihar.edu.pl

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

Odporność pięćdziesięciu polskich odmian regionalnych i tradycyjnych jęczmienia jarego na mączniaka prawdziwego zbóż i traw po­wodowanego przez Blumeria graminis D.C. f. sp. hordei (Marchal) (Bgh) badano testem fenotypowym na roślinach w stadium siewki. Wykorzystano kolekcję 11 izolatów Bgh, które były wirulentne lub awirulentne w stosunku do specyficznych genów odporności obecnychw różnicujących odmianach i liniach izogenicznych Pallas. Na podstawie uzyskanych wyników w żadnej z badanych odmian nie stwier­dzono obecności genu specyficznego. Potencjalnie, trzy akcesje wskazano jako źródła odporności na Bgh. Były to: odmiana tradycyjnaE 0942 oraz odmiany regionalne Putza i Wieloryb z Podhorec. Odmiana tradycyjna E 0942 była podatna na jeden izolat, a odmiana regio­nalna Putza na dwa izolaty. Odmiana Wieloryb z Podhorec była średnio odporna na sześć izolatów, a odporna na dwa izolaty. Odmianyo potencjalnie podwyższonej odporności na Bgh mogą być wprowadzone do bezpośredniej produkcji jako element integrowanej ochrony jęczmienia oraz mogą być wykorzystane w programach hodowlanych poszerzając zmienność w kolekcjach wyjściowych.

 

Fifty accessions stored in the form of seeds by the National Center for Plant Genetic Resources, IHAR – PIB were evaluated. Identifica­tion of the presence of specific resistance genes was carried out by the phenotypic method using a set of 11 differential isolates at the seedling stage. Based on the obtained results, no known resistance genes were found for any of the accessions. However, three cultivars deserved special attention: the E 0942 and the cultivars Putza and Wieloryb z Podhorec. The traditional cultivar E 0942 was susceptible to one isolate. The regional cultivar Putza was susceptible to 2 isolates and resistant to 6 isolates. The Wieloryb z Podhorec cultivar was susceptible to 2 isolates and moderately resistant to six isolates. The regional cultivars Wieloryb z Podhorec and Putza and the traditional cultivar E 0942 characterized in present studies may be a potential source of resistance to Bgh. These varieties may be used in integrated control of barley to control Bgh or as germplasm in barley resistance breeding programs.

Key words

bioróżnorodność; mączniak prawdziwy zbóż i traw; jęczmień jary; odmiany regionalne i tradycyjne; biodiversity; powdery mildew; spring barley; old cultivars

References

Badr A., Muller K., Schafer-Pregl R., El Rabey H., Effgen S., Ibrahim H.H., Pozzi C., Rohde W., Salamini F. 2000. On the origin and domestication history of barley (Hordeum vulgare). Molecular Biology and Evolution 17 (4): 499–510. DOI: 10.1093/ oxfordjournals.molbev.a026330

 

Balkema-Boomstra A.G., Masterbroek H.D. 1995. Effect of powdery mildew (Erysiphe graminis f. sp. hordei) on photosynthesis and grain yield of partially resistant genotypes of spring barley (Hordeum vulgare L.). Plant Breeding 114 (2): 126–130. DOI: 10.1111/j.1439-0523.1995.tb00776.x

 

Czembor H.J. 1972a. Studia nad dziedziczeniem się odporności jęczmienia na mączniaka (Erysiphe graminis D.C. f. sp. hordei Marchal). Praca doktorska. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 16 (5): 403–411.

 

Czembor H.J. 1972b. Wstępna ocena przydatności hodowlanej odmiany jęczmienia jarego Alegerian C.I. 1179 odpornej na Erysi­phe graminis f. sp. hordei Marchal. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 5–6: 91–96.

 

Czembor H.J. 1976. Źródła odporności na mączniaka jęczmienia Erysiphe graminis f. sp. hordei. Praca habilitacyjna. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 20 (5): 467–490.

 

Czembor H.J. 1981a. Rasy fizjologiczne mączniaka jęczmienia (Erysiphe graminis D.C. ex Merat f. sp. hordei Marchal) występu­jące w Polsce w latach 1975–1979. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 25 (5/6): 215–226.

 

Czembor H.J. 1981b. Dziedziczenie odporności jęczmienia na mączniaka (Erysiphe graminis D.C. ex Merat f. sp. hordei Marchal). Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 25 (5/6): 227–234.

 

Czembor H.J. 1984. Odporność jęczmienia ozimego na mączniaka (Erysiphe graminis DC Ex Merat f. sp. hordei). Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 28 (1): 1–31.

 

Czembor H.J. 2003. Odporność krajowych odmian jęczmienia jarego na mączniaka prawdziwego (Erysiphe graminis DC Ex Merat f. sp. hordei). Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 230: 327–334.

 

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 H.J., Czembor J.H. 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 E. 2021a. Sources of resistance to powdery mildew in barley landraces from Turkey. Agriculture 11 (10): 1017. DOI: 10.3390/agriculture11101017

 

Czembor J.H., Czembor E. 2021b. Mlo resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. hordei) in barley landraces collec­ted in Yemen. Agronomy 11 (8): 1582. DOI: 10.3390/agronomy11081582

 

Czembor J.H., Czembor E. 2022. Genome-wide association study of agronomic traits in European spring barley from Polish gene bank. Agronomy 12 (9): 2135. DOI: 10.3390/agronomy12092135

 

Czembor J.H., Czembor E., Krystek M., Pukacki J. 2023. AgroGenome: interactive genomic-based web server developed based on data collected for accessions stored in Polish Genebank. Agriculture 13 (1): 193. DOI: 10.3390/agriculture13010193

 

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. DOI: 10.37317/biul-2012-0036

 

Czembor J.H., Czembor E., Suchecki R., Watson-Haigh N.S. 2022a. Genome-wide association study for powdery mildew and rusts adult plant resistance in European spring barley from Polish Gene Bank. Agronomy 12 (1): 7. DOI: 10.3390/agrono­my12010007

 

Czembor H.J., Gacek E., Kudła M. 1979. Źródła odporności na mączniaka jęczmienia Erysiphe graminis f. sp. hordei. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 23 (6): 337–355.

 

Czembor E., Kaczmarek Z., Pilarczyk W., Mańkowski D., Czembor J.H. 2022b. Simulating spring barley yield under moderate input management system in Poland. Agriculture 12 (8): 1091. DOI: 10.3390/agriculture12081091

 

Czembor H.J., Kudła M.M. 1984. Rasy fizjologiczne mączniaka jęczmienia (Erysiphe graminis f. sp. hordei Marchal) występujące w Polsce w latach 1980–1982. Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 28 (3/4): 219–230.

 

Czembor J.H., Pietrusińska A., Czembor H. 2016. Odporność na mączniaka prawdziwego zbóż i traw (Blumeria graminis f. sp. hordei) odmian jęczmienia włączonych do badań rejestrowych w Polsce w roku 2013. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimaty­zacji Roślin 280: 3–12. DOI: 10.37317/biul-2016-0001

 

Dreiseitl A. 2020. Specific resistance of barley to powdery mildew, its use and beyond: A concise critical review. Genes 11 (9): 971. DOI: 10.3390/genes11090971

 

Dyrektywa 2009. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/128/WE z dnia 21 października 2009 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania na rzecz zrównoważonego stosowania pestycydów. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 309/71 z 24.11.2019. http://data.europa.eu/eli/dir/2009/128/oj

 

European Commission 2020a. Factsheet: From farm to fork: Our Food, our Health, our Planet, our future. The European Green Deal. European Commission, Brussels. https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/fs_20_908

 

European Commission 2020b. A farm to fork strategy for a fair, healthy and environmentally-friendly food system. COM (2020) 381 final. European Commission, Brussels, 20.05.2020. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ TXT/?uri=CELEX%3A52020DC0381

 

European Commission 2021. Directorate-general for environment, EU biodiversity strategy for 2030 – bringing nature back into our lives. Publications Office of the European Union. https://data.europa.eu/doi/10.2779/677548

 

Eurostat 2023. https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained

 

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. 1988. Analiza ilościowa struktury populacji mączniaka jęczmienia (Erysiphe graminis f. sp. hordei). Biu­letyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 167: 13–19.

 

Gacek E., Czembor H.J., Biliński Z. 1991. Distribution of barley powdery mildew resistance and virulence in Poland. s. 67–71. W: Integrated Control of Cereal Mildews: Virulence Patterns and Their Change (J.H. Jørgensen, red.). Risø National Labora­tory, Roskilde, Denmark.

 

GUS 2021. Uprawy rolne i ogrodnicze. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/rolnictwo­-lesnictwo/uprawy-rolne-i-ogrodnicze/

 

Gryziak G., Zaczyński M., Pietrusińska A., Czembor J.H. 2017. Wykorzystanie zasobów genowych udostępnianych przez prze­chowalnię Krajowego Centrum Roślinnych Zasobów Genowych IHAR – PIB w Radzikowie. [Utilization of genetic resources distributed by the repository of the National Centre for Plant Genetic Resources IHAR – PIB in Radzików]. Agronomy Science 72 (4): 89–98. DOI: 10.24326/as.2017.4.9

 

Hovmøller M.S., Caffier V., Jalli M., Andersen O., Besenhofer G., Czembor J.H., Dreiseitl A., Flath K., Fleck A., Heinrics F., Jönsson 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 nursery 1993–1999. Agonomie 20 (7): 729–743. DOI: 10.1051/agro:2000172

 

Klichowska M. 1955. Z badań nad roślinami uprawnymi Polski wczesnośredniowiecznej. Dawna Kultura, nr 1, Wrocław, s. 22–30.

 

Kølster P., Munk L., Stølen O., Løhde J. 1986. Near-isogenic barley lines with genes for resistance to powdery mildew. Crop Scien­ce 26 (5): 903–907. DOI: 10.2135/cropsci1986.0011183X002600050014x

 

Mains F.B., Dietz S.M. 1930. Physiologic forms of barley mildew, Erysiphe graminis hordei, Marchal. Phytopathology 20: 229–299.

 

Marone D., Russo M.A., Mores A., Ficco D.B.M., Laidò G., Mastrangelo A.M., Borrelli G.M. 2021. Importance of landraces in cereal breeding for stress tolerance. Plants 10 (7): 1267. DOI: 10.3390/plants10071267

 

Newton A.C., Akar T., Baresel J.P., Bebeli P.J., Bettencourt E., Bladenopoulos K.V., Czembor J.H., Fasoula D.A., Katsiotis A., Koutis K., Koutsika-Sotiriou M., Kovacs G., Larsson H., Pinheiro de Carvalho M.A.A., Rubiales D., Russell J., Dos Santos T.M.M., Vaz Patto M.C. 2010. Cereal landraces for sustainable agriculture. A review. Agronomy for Sustainable Development 30: 237–269. DOI: 10.1051/agro/2009032

 

Piechota U., Czembor P.C., Czembor J.H. 2020. Evaluating barley landraces collected in North Africa and the Middle East for powdery mildew infection at seedling and adult plant stages. Cereal Research Communications 48: 179–185. DOI: 10.1007/ s42976-020-00021-4

 

Piechota U., Czembor P.C., Słowacki P., Czembor J.H. 2019. Identifying a novel powdery mildew resistance gene in a barley lan­drace from Morocco. Journal of Applied Genetics 60: 243–254. DOI: 10.1007/s13353-019-00505-y

 

Radziuk A., Gryziak G., Pukacki J., Podyma W., Wilk K., Taracinski R., Blaszczak M., Czembor J.H. 2022. IoT based solution for seed collection management of genebank. s. 1–5. W: IEEE International Conference on Omni-layer Intelligent Systems (COINS). Barcelona, Spain.

 

Ralski E., Mikołajewicz T. 1969. Studia nad odpornością jęczmienia na mączniaka prawdziwego (Erysiphe graminis f. sp. hordei Marchal). Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 13 (5): 359–373.

 

Topolski J. 1964. Ogrodnictwo. s. 267–298. W: Kultura ludowa Wielkopolski. T. 2 (W.J. Burszta, red.). Wydawnictwo Poznańskie, Poznań, 808 ss.

 

Tratwal A. 2005. Wpływ uprawy mieszanek odmian jęczmienia ozimego na ograniczenie występowania mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis f. sp. hordei). [The effect of growing of winter variety mixtures upon reduction of the incidence of powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. hordei)]. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 235: 163–170.

 

Tratwal A., Walczak F. 2010. Powdery mildew (Blumeria graminis) and pest occurrence reduction in spring cereal mixtures. [Ograniczanie występowania mączniaka prawdziwego (Blumeria graminis) i szkodników w mieszankach zbóż jarych]. Journal of Plant Protection Research 50 (3): 402–407. DOI: 10.2478/v10045-010-0068-3

 

Tratwal A., Weber Z. 2006. Virulence frequency of Blumeria graminis f. sp. hordei and the occurrence of powdery mildew in four winter barley cultivars. [Ocena frekwencji wirulencji Blumeria graminis f. sp. hordei oraz nasielnia występowania mączniaka prawdziwego na czterech odmianach jęczmienia ozimego]. Journal of Plant Protection Research 46 (3): 221–230.

 

Weise S., Lohwasser U., Oppermann M. 2020. Document or lose it-on the importance of information management for genetic resources conservation in genebanks. Plants 9 (8): 1050. DOI: 10.3390/plants9081050

 

Wojtysiak A. 1951. Gospodarstwo wiejskie na Ziemiach Zachodnich i Północnych, t. 1, s. IX, 6. Warszawa.

Progress in Plant Protection (2023) 63: 224-232
First published on-line: 2023-10-27 13:07:40
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2023-023
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list