Frøbårne sygdomme-Skadetærskler samt nye muligheder for diagnostik

Bent J. NielsenDJF, Forskningscenter Flakkebjerg

DanSeed Symposium Vissenbjerg 20. marts 2007

• Udsædsbårne sygdomme hyppige i visse år•Manglende viden om regulering og forebyggelse•Manglende bekæmpelsesmuligheder

• Analysemetoder langsomme og upræcise

• Skadetærskler fra ”konventionelle system”(bejdseskadetærskler)

Store mængder sædekorn kasseres pga. sygdomsforekomst

Baggrund

Tolerancer (grænseværdier, tærskler)

Grænseværdi fastsat ud fra tre principper:

Spirehæmmende Blad- og aksangreb Risiko for virkning opformering og

spredning

•Fastsat i DK i samarbejde mellem Landscentret, Plantedirektoratet og DJF

•Økologisk såsæd: Forekomst af vigtige udsædsbårne sygdomme må ikke overskride fastsatte grænser (tolerancer)

•Konventionel såsæd: Vejledende !

Tolerancer for såsæd i DK

Ærtesyge

Ascochyta kompleks:

•Phoma medicaginis var. pinodella,

•Ascochyta pisi

•Mycosphaerella pinodes

5 pct. frø med

ærtesyge

10 pct. frø med

ærtesyge

15 pct. frø med

ærtesyge

20 pct. frø med

ærtesyge

25 pct. frø med

ærtesygeTab, kr/ha 30 59 89 117 148

Konventionelle ærteforsøg 1999-2001. 13 forsøg, Landscentret

Tab ved udsåning af udsæd med ærtesyge

Høj korrelation mellem ærtesyge og udbyttetab: 0,15 % tab pr. % ærtesyge

Alternativ til dansk udsæd er import.

Import af udsæd: + 40 kr/hkg eller + 96 kr/ha (udsædsmængde 240 kg/ha)

Tolerancer i ærter

Fremavl: Konstateret forekomst

Brugsærter: 5 %

Ærter til helsæd 10 %

Hvis der ikke kan skaffes udsæd der opfylder dissegrænser udvides tolerancen til 20 %(gældende brancheaftale)

Stinkbrand:

Stort potentiale for opformering og spredning

Kvalitet og udbytte

0 ,1

1 ,0

1 0 ,0

1 0 0 ,0

1 1 0 1 0 0 1 .0 0 0 1 0 .0 0 0 1 0 0 .0 0 0 1 .0 0 0 .0 00

a n ta l s p o re r /g h v e d e

% s

tinkb

rand

i m

ark

Sammenhæng mellem smitte på kerner og markangrebForsøg ved DJF 2002-2004

1. År: 3 brandaks/10 m2 0,04 %

100 sporer/g hvede (høst)

2. År: 40 brandaks/10 m2 0,5 %

Ca. 2000 sporer/g hvede (høst)

Stinkbrand

Johnsson, 1991

Lugtgrænse:

Ca. 300 sporer/g

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1999 2000 2001 2002 2003 2004

% h

vede

part

ier

med

stin

kbra

nd

Vårhvede Vinterhvede

Økologiske hvedepartier med konstateret forekomst af stinkbrand

Tolerancer for stinbkbrand

C1 C2

T. caries 0 >10 sporer/g(Ændret fra 0)

Tolerance bibeholdes

Forekommer relativt hyppigt

Nul-tolerance ?

Hvedebrunplet

• Døde spirer• Svag eller forkrøblet spire

Forsinket fremspiringSvækkede planter

• Risiko for udvintringsskade

Smittevej

BygbladpletDrechslera teres

Bygbladplet:

Introduktion of sygdommen på nye arealer

Hans.Pinnschmidt@agrsci.dk

Sammenhæng mellem smittede kerne og primær angreb i marken (% angrebne planter)

% smittede kerne% smittede kerne

% a

ngre

bne

plan

ter

sort & år

sort & år

Tolerancer for bygbladplet

C1 C2

D. teres 15 15 %

Forslag om sortsafhængig tolerance:

Fuldt modtagelige sorter (PVO 3) 5 %

Modtagelig – moderat resistene sorter (PVO 1-2) 15%

Resistente sorter (PVO 0) 25%

Tolerancer i hvede. OVERSIGT

C1 C2

Stinkbrand 0 >10 sporer

Brunplet 15 % 15 %

Fusariose 15 % 15 % Vinterhvede30 % 30 % Vårhvede

Tolerancer i byg. OVERSIGT

C1 C2

Stribesyge 0 5 %

Bladplet 5/15/25 % 5/15/25 %

Nøgen brand Spore 2 %

Fusariose 15 % 15 % Vinterbyg30 % 30 % Vårbyg

Nye diagnosemetoder til udsædsbårne sygdomme

Hurtigere og mere specifikke analysemetoder til udsædsbårne sygdomme

Usædsbårne sygdomme i byg

Pyrenophora gramineaImperfect: Drechslera graminea

Pyrenophora teresImperfect: Drechslera teres

Konventionel test for Pyrenophora sp.

Væksthustest 4-5 uger

Fryse-blotter metode, 7 døgn

Udvikling af PCR metode

P. graminea P. teres teres/maculata

P. graminea

P. teres teres

others

GGGCCACAGTTGGAAACAGCTGCCGAGACCATACCTCCATGACGTTTTCGCGCCGTGGTGCGTCAAGCGTTTCTTCCACAGTTTCGCAATCTTGATTATTGGTGCCCTTCTTTCGTTTGTTCGAGAAAGATGAGCCACTAGCTTCACATGCGACCAAACCCACCCTTTTTCGCTTGAATGCCTGTGGCTGCCGCGTCTCTTGTTTGTGGCACAATCTAGCCAAGGTTTTCACAAATCGTATCCGGGCTTTGTCGTCCTGAATCGGCTTGAAGAGCATGCCAGCGATGGTACCTCGCTCCTGAAGTTCAAACTCAACGGCTGGTAGCGTCAGGACTTTGTCTGCGGCCATCCCGCTGAGTTGCCTGGCTATCTCGATTGTGTCGATCGATTCATGGAACTCGCGGACGGCCGATTCTAATCGTTCTCTGTACAATCTCTGGTATGTACTGCAATCTTTCGCTTCGTATCCTCGTATTTCTTATAAAGATCCGTCCCTTCAC

K. Husted, 1993

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Cycle

1Cy

cle 3

Cycle

5Cy

cle 7

Cycle

9Cy

cle 11

Cycle

13Cy

cle 15

Cycle

17Cy

cle 19

Cycle

21Cy

cle 23

Cycle

25Cy

cle 27

Cycle

29Cy

cle 31

Cycle

33Cy

cle 35

Cycle

37Cy

cle 39

Cycle number

Fluo

resc

ence

8 ng

800 pg

80 pg

8 pg

0.8 pg

Quantitative relationshipbetween amount ofstarting target sample and amount of PCR product

Kvantificering af P. graminea DNA

10-fold dilution series

Sammenhæng mellem mængden af DNA og antallet af inficerede kerner

Sammenhæng mellem mængden af DNA og antallet af inficerede planter

Kassationsprocenter i økologisk udsæd af vårbyg med bladplet/stribesyge

ÅrKass. %u. PCR

Kass. %m. PCR

2001 40 27

2002 5

2003 49 31

2004 0

PCR ikke anvendt

PCR ikke anvendt

Nielsen 2005, Planteavlsorientering Nr. 09-705

Spireskadende svampe

Fusarium graminearumFusarium culmorumFusarium avenaceumMicrodochium nivale

Sammenhæng mellem konventionel/ PCR metode og fremspiring

% inficerede kerner(konventionel test)

% fr

emsp

iring

i m

ark

Fusarium/Microdochium DNA(PCR test)

Multiplex detektion med DNA-chip

NH

2-TT

TTTT

TTTT

AG

TCC

TGC

TGC

AC

TCC

CC

AA

ATA

NH

2-TT

TTTT

TTTT

AG

TCC

TGC

TGC

AC

TCC

CC

AA

ATA

NH

2-TT

TTTT

TTTT

AG

TCC

TGC

TGC

AC

TCC

CC

AA

ATA

NH

2-TT

TTTT

TTTT

AG

TCC

TGC

TGC

AC

TCC

CC

AA

ATA

NH

2-TT

TTTT

TTTT

AG

TCC

TGC

TGC

AC

TCC

CC

AA

ATA

TC

AG

GA

CG

AC

GT

GA

GG

GG

TT

TA

T

Cy3

Spot ~200 µm

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.kwfkankerbestrijding.nl/content/images/micro-array_glaasje.jpg&imgrefurl=http://www.kwfkankerbestrijding.nl/content/pages/DNA_chip_vist_naar_kankergenen.html&h=425&w=640&sz=26&tbnid=9Su6SICkAUEJ:&tbnh=89&tbnw=135&hl=da&start=131&prev=/images%3Fq%3Ddna%2Barray%26start%3D120%26svnum%3D10%26hl%3Dda%26lr%3D%26sa%3DN

Hybridiseringsresultater

F. poae F. avenaceum F. graminearum

F. graminearum specifikke prober

HybridiseringsresultaterF. poae F. avenaceum F. graminearum

F. avenaceum specifikke prober

Multispektral visionmåling af korn og frø

• udvikling af billedanalyseteknik til bestemmelse af – forekomst af frøbårne sygdomme – kvalitetsegenskaber hos korn og frø,

• herunder også Fusariumtoksiner, vitalitet, spireevne

HvedebrunpletNye diagnosemetoder til udsædsbårne sygdommeUdvikling af PCR metodeSammenhæng mellem mængden af DNA og antallet af inficerede kernerSpireskadende svampeSammenhæng mellem konventionel/ PCR metode og fremspiringMultiplex detektion med DNA-chipHybridiseringsresultaterHybridiseringsresultaterMultispektral visionmåling af korn og frø