Økte kornavlinger og bedre kornkvalitet gjennom økt resistens mot bladflekksykdommer i hvete og bygg

| Type artikkel: Forskningsprosjekt
Bladflekksykdommene hveteaksprikk og byggbrunflekk kan føre til store avlingstap og redusert kvalitet i form av skrumpne korn i vekstsesonger med mye regn. Hovedformålet med dette prosjektet er å utnytte ny innsikt i de nektrotrofe plantepatogene soppenes samspill med vertsplantene til å foredle fram sorter med bedre resistens.

Prosjektleder:

Morten Lillemo

Organisasjon:

NMBU

Årstall:

2013-2016

Finansiering:

Norges Forskningsråd

Bladflekksykdommene hveteaksprikk og byggbrunflekk kan føre til store avlingstap og redusert kvalitet i form av skrumpne korn i vekstsesonger med mye regn. Hovedformålet med dette prosjektet er å utnytte ny innsikt i de nektrotrofe plantepatogene soppenes samspill med vertsplantene til å foredle fram sorter med bedre resistens. Her er en oppdatert status vedrørende framdrift og resultater i prosjektet, per mai 2016:

WP1 – Karakterisering av patogenpopulasjonene:

Etableringen av isolatsamlinger for både Parastagonospora nodorum (som forårsaker hveteaksprikk) og Drechslera teres (som forårsaker byggbrunflekk) ble fullført tidlig i 2015. Totalt har det blitt samlet inn 428 isolater av P. nodorum og 404 isolater av D. teres som nå er forsvarlig lagret ved -80C på NIBIO Plantehelse. To PhD studenter som er tilknyttet prosjektet hadde et vellykket utenlandsopphold i Fargo i februar-mars 2014 hvor de fikk detaljert trening i håndtering av patogenisolat og gjennomføring av inokuleringsforsøk. De har nå etablert lignende metodikk her på Ås og er i ferd med å avslutte sine egne inokuleringsforsøk.

Om lag 150 isolater av P. nodorum har blitt undersøkt for krysningstype (mating type), og 65 isolater er testet for kjente effektorgener. Resultatene fra denne testingen viser at de norske isolatene av P. nodorum produserer ToxA, Tox2 og Tox3. Frekvensen av ToxA-produserende isolat er mye høyere enn tidligere undersøkte europeiske populasjoner av dette patogenet, og indikerer at dette effektorgenet kan gi den lokalt adapterte patogenpopulasjonen et konkurransefortrinn på de hvetesortene som dyrkes i Norge.

Hele samlingen av 404 D. teres isolater ble ddRAG (Double Digest Restriction Associated DNA) sekvensert på Ion Torrent-plattformen ved tidligere Skog og Landskap på Ås høsten 2015. Disse ddRAG-dataene vil bli brukt til å studere genetiske diversitet og mulig populasjonsstruktur i patogenpopulasjonen. Dette arbeidet er planlagt til høsten 2016.

WP2 – Verktøy for resistensforedling:

Det ble i 2013, 2014 og 2015 gjennomført resistenstesting i felt av store sortssamlinger av bygg og hvete og relevante kartleggingspopulasjoner for å framskaffe data til genetiske studier i prosjektet. De tre sesongene var veldig forskjellige med hensyn til vær og naturlige forhold for sykdomsutvikling. Vi har likevel fått gode data fra feltforsøkene i alle årene takket være vår veletablerte testingsmetodikk med utstrøing av halmsmitte på bakken kombinert med dusjvanning for å skape optimale forhold for sykdomsutvikling. Resultatene har bekreftet at det er betydelige sortsforskjeller i resistens for begge kornartene. Foreløpige QTL-analyser viser at dataene for kartleggingspopulasjonene også er pålitelige. Det er gjennomført inokuleringsforsøk i veksthus med enkeltisolat på småplantestadiet for begge sykdommene, og det meste av dette arbeidet er nå avsluttet våren 2016.

For hveteaksprikk i hvete har vi fire år med feltdata for MASBASIS-samlingen og Soru#1xNaxos og UCxPI populasjonene. Feltdata for de mest aktuelle vårhvetesortene viser at Zebra, Mirakel, Demonstrant og Krabat er mest resistente mens Bjarne og Seniorita har vist høyest mottakelighet i våre forsøk etter korreksjon for tidlighet og strålengde. Assosiasjonskartleggingen basert på MASBASIS viser at sensitivitet for SnTox3 og SnToxA er utbredt i det norske foredlingsmaterialet og også medfører mottakelighet i felt. Et manuskript er under utarbeiding og vil bli klart til innsending etter oppdatering med feltdata fra 2016-sesongen. En foreløpig QTL-kartlegging basert på småplantedata og oppdaterte SNP markørkart for SHA3/CBRD x Naxos-populasjonen er ferdigstilt. Også her er Tox3/Snn3 interaksjonen signifikant.

Når det gjelder byggbrunflekk, er BYGGBASIS-samlingen og Arve x Lavrans populasjonen blitt testet i henholdsvis tre og to år. Tiril, Tyra og Iver har vært de mest mottakelig av dagens byggsorter, mens Heder og Marigold har vist bedre resistens. Begge materialene er sådd ut på nytt for testing i 2016.

Arve x Lavrans populasjonen ble genotypet med 9K SNP chipen fra Illumina våren 2015, og 589 polymorfe markører ble identifisert og brukt til å lage koblingskart. QTL-analyser basert på feltdata og inokulering av småplanter med enkeltisolat har avdekket fire QTL for resistens mot byggbrunflekk på kromosomene 4H, 5H, 6H og 7H. Et manuskript er klargjort, og vil bli oppdatert med data fra 2016-sesongen før innsending. Genotypingen med den samme 9K-chipen er også fullført for BYGGBASIS-samlingen, og assosiasjonskartleggingen basert på disse dataene er i gang. Et mansuskript er påbegynt, og vil bli ferdigstilt etter at analysene er oppdatert med data fra 2016-sesongen.

Identifisering av nært koblede SNP-markører til de mest lovende QTL-ene for hveteaksprikk og byggbrunflekk i hhv hvete og bygg og validering av disse på KASP-plattformene ved NMBU og Graminor er påbegynt og forventes ferdigstilt i løpet av høsten 2016.

Top