40
Virové choroby obilnin Jiban Kumar, Lucie Slavíková, Khushwant Singh, Jana Jarošová, Jana Chrpová, Jan Ripl Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i. Drnovská 507/73 161 06 Praha 6 – Ruzyně email: [email protected] QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin Prosinec, 2018

Virové choroby obilnin - vurv.cz · Virové choroby obilnin Jiban Kumar, Lucie Slavíková, Khushwant Singh, Jana Jarošová, Jana Chrpová, Jan Ripl Výzkumný ústav rostlinné

Embed Size (px)

Citation preview

Virové choroby obilnin

Jiban Kumar, Lucie Slavíková, Khushwant Singh, Jana Jarošová,

Jana Chrpová, Jan Ripl

Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.Drnovská 507/73

161 06 Praha 6 – Ruzyně

email: [email protected]

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Prosinec, 2018

Nejdůležitější viry obilnin v ČR

Virus zakrslosti pšenice (Wheat dwarf virus-WDV)

Virus žluté zakrslosti ječmene (Barley yellow dwarf virus –BYDV)

Virus čárkovité mozaiky pšenice (Wheat streak mosaic virus –WSMV)

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Výskyt viróz obilnin v ČR

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

BYDV

1%

WDV

51%

Zdravé

rostl.

48%

2012BYDV

3% WDV

24%

WSMV

6%

Zdravé

rostl.

67%

2013BYDV

6% WDV

6%WSMV

5%

Zdravé rostl.

82%

BaYMV

1%

2014

BYDV

32%

WDV

6%WSMV

2%

Zdravé rostl.

60%

2015

BYDV

14%

WDV

11%

WSMV

6%

Směs. Inf.

3%

Zdravé rostl.

66%

2016

BYDV; 19%;

17%

WDV; 35%;

32%

WSMV; 1%;

1%

zdravé;

56%; 50%

Jaro 2017

BYDV; 9,48%

WDV; 12,93%

WSMV; 2,59%

zdravé;

71,55%

PODZIM 2017

BYDV; 3% WDV;

14%

WSMV;

1%

Zdravé

81%

JARO 2018

Virus zakrslosti pšenice

(Wheat dwarf virus-WDV)

WDV byl poprvé popsán v 60tých letech v Československu Dr. Vackem

WDV má cirkulární ssDNA genom o velikosti 5,7 kb, rod Mastervirus, čeleď Geminiviridae

WDV genom se skládá ze 4 ORF seskupených do dvou jednotek: ORF kódujících proteiny pro pohyb (movement protein-MP)a obalový protein (capsid protein-CP) a komplementárních ORF:RepA a RepB, kódujících protein odpovědný za replikaci. WDV genom také obsahuje dva mezigenomické regiony: tzv. short-SIR a Long-LIR.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Virus zakrslosti pšenice

(Wheat dwarf virus-WDV)

Zakrslost pšenice patří mezi nejdůležitější virové choroby v České republice. Významné hospodářské

škody způsobuje ve střední a západní Evropě, výskyt byl však zjištěn také v severní Africe a Číně.

Původce zakrslosti pšenice, virus zakrslosti pšenice (WDV), napadá některé druhy čeledi lipnicovité–

Poaceae. Má složitou ekologii, přezimuje v napadených hostitelských rostlinách a ve vegetačním

období přenos zcela závisí na aktivitě vektora kříska polního.

Hospodářsky významní hostitelé jsou pšenice, ječmen, tritikale a žito, poškozeny mohou být také

porosty ovsa.

V České republice se vyskytují dva kmeny, pšeničný kmen (WDV–W) a ječný kmen (WDV–B). Kmeny

se geneticky liší, vyvolávají obdobné příznaky, ale mají odlišné hostitelské okruhy. U pšeničného

kmene bylo zjištěno více hostitelů.

Okruh hostitelských rostlin zahrnuje kromě hospodářských plodin i některé plevelné a planě rostoucí

trávy (např. chundelka metlice, sveřep jalový, jílky, lipnice roční). Významnými rezervoáry jsou obilné

výdroly i plevelné trávy.

Příznaky infekce se projevují v závislosti na vegetačních podmínkách, za příznivých vegetačních

podmínek a infekci v raných stádiích vývoje se první zřetelné příznaky projevují po 15 – 20 dnech od

infekce. Výskyt choroby: pravidelný škodlivý výskyt v polohách do 400 m n. m., ojediněle

hospodářsky škodlivé výskyty i ve vyšších polohách.

WDV infikovaná

rostlina

Neinfikovaná

rostlina

WDV částice

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Přenašeč viru zakrslosti pšenice - křísek polní

Vektor: křísek polní – Psammotettix alienusNejvyšší populační hustoty dosahuje křísekna obnažené orné půdě s nesouvislýmzápojem lipnicovitých rostlin, menšípopulační hustoty dosahuje na mezích,loukách, trávnících a dalších plochách stravní vegetací. Vyhledává suchá předvětrem chráněná stanoviště. Z vajíčeknakladených do pletiv čepelí a pochevlistů se líhnou malé, cca 1 mm dlouhénymfy. Vývoj probíhá přes 5 nymfálníchinstarů, první dospělci se v letech s teplým

jarem líhnou na vhodných stanovištích(řídké porosty na jižních svazích) od koncedubna.

Křísek polní – Psammotettix alienus

5 nymfálních instarů

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Příznaky WDV

Ozimá pšenice

Ozimý ječmen

U ozimých obilnin se první příznaky objevují zpravidla až na jaře, u raně setých porostů

s časnou infekcí lze první příznaky zaznamenat již na podzim. Intenzita projevu příznaků

závisí na vývojové fázi rostlin v době infekce, silné příznaky s odumíráním rostlin se

vyskytují při infekci do fáze BBCH 30, infekce v pokročilejších růstových fázích mají

mírnější průběh, od fáze BBCH 32 mohou být bez příznaků. Hlavním příznakem je u

kulturních obilnin zakrslost rostlin způsobená omezením dlouživého růstu. Diagnosticky

méně specifické příznaky zahrnují odumírání odnoží a celých rostlin, žloutnutí a

červenání listů, deformace listových čepelí, omezené metání a sterilitu napadených

rostlin.

Sekundární infekce WDV na

ozimé pšenice na jaře

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Podzimní infekce porostu pšenice

(ohnisko infekce WDV v porostu)

Diagnostika WDV

Polní diagnostika

je založena na symptomatice a

určité zkušenosti hodnotitele. Její

využití přichází v úvahu na jaře v

době, kdy už jsou příznaky

výrazné. Projevy příznaků

umožňují zhodnotit závažnost

poškození porostu a podrobná

prohlídka odhadne rozsah

napadení. Polní diagnostika však

nemůže jednoznačně určit

původce zakrslosti.

Laboratorní diagnostika

ELISA test - sérologická metoda, kdy je vzorek testován na přítomnost virového

proteinu. ELISA test umožňuje rychle zpracovat a otestovat větší množství

vzorků. Je vhodná pro testování vzorků rostlin s viditelnými příznaky.

PCR (polymerázové řetězové reakce –

Polymerase Chain Reaction) - testuje

vzorek na přítomnost DNA viru. PCR

má vysokou citlivost, protože hledaná

část DNA je v procesu PCR reakce ve

vzorku mnohonásobně namnožena.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

DAS-ELISA

Molekulární metody detekce a kvantifikace WDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

SxA25

[AM296025]SE [X02869]

Enkoping-2 [AM491490]

Enkoping-1 [AJ311031]

CZ6217

BB21 [AM296021]

SxA22 [AM296022]

SxA23 [AM296023]

CZWDV-W

CZ1841

CZ6239

CZ7040

WDV-HU-F [AM040733]

WDV-HU-B [AM040732]

YNKM06-2 [EF536886]

YNKM06-4 [EF536885]

YNKM06-3 [EF536884]

YNKM06-1[EF536883]

SXYL05-3 [EF536879]

HBSJZ06-12 [EF536871]

GSGG05-1 [EF536859]

YNKM07-29 [EU541489]

HBSJZ061-1 [EF536870]

SXYL05-6 [EF536882]

SXYL05-4 [EF536880]

SXYL05-2 [EF536878]

SXYL05-5 [EF536881]

SXYL05-1 [EF536877]

Bg17 [AM989927]

H07 [FM210034]

CZ11229

CZ6482

Cz19

[AM296019]CZWDW-B

BaW1 [AM411651]

BaW2 [AM411652]

WDV-Bar-H [AM747816]

Sx24 [AM296024]

McP20 [AM296020]

WDV-Bar-TR [AJ783960]

CZ11105

CZ8100

100/1

00/10

0

100/1

00/10

0

100/1

00/10

00.1

100/

84/9

1

100/

98/9

9

77/72/7

0

97/83/

95

87/79/

95

100/100/1

00

92/84/

95

83

92

81

73

72/7

9

Clad

e 1

Clad

e 2

Clad

e 3

Clad

e 4

Wheat

isolates of

WDV

Barley

isolates of

WDV

Genetická diverzita WDV: Rozdíl v genomu ječného a pšeničného kmene je 15 % .

PCR-RFLP pro identifikaci kmenů WDV

WDV-W (pšenice)

WDV-W (pšenice)

WDV-W (pšenice)

WDV-B (ječmen)

WDV-B (ječmen)

WDV-B (ječmen)

Wheat strain of

WDV

Barley strain of

WDV

Real-time qPCR pro kvantifikaci titru WDV

Restrikční profil izolátů pšenice a ječmene z ČR. PCR produkty (802 bp) jednotlivých

izolátů byly štěpeny pomocí restrikční endonukleázy Xho I (A), Ban I (B), a Alu I (C)

Řádek 1-7: izoláty WDV z ječného kmene, řádek 8-18: izoláty WDV z pšeničného

kmene.

Rezistence rostlin vůči WDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Není znám žádný zdroj rezistence obilnin vůči WDV

U odrůd pšenice Svitava, Banquet , Bohemia a Astellabyla zjištěna dobrá úroveň rezistence vůči WDV

Vysoká úroveň rezistence byla identifikována u čínských odrůd - Fengyou 3 a Xiaoyan 166, stejně jako u odrůd Svitavy a Banquet

Svitava

Ludwig0

50000000

100000000

150000000

200000000

250000000

KO

NC

EN

TRA

CE W

DV

VEGETAČNÍ DOBY

Svitava Ludwig

Hodnocení rezistence pomocí qPCR. Analýzy titru WDV u rezistentní odrůdy Svitava v porovnání s náchylnou odrůdou Ludwiq.

Možnosti ochrany

ochrana obilnin vyžaduje využití souboru ochranných opatření zahrnující přímé a nepřímé metody ochrany, které snižují množství

virového inokula v agrocenózách a snižování populační hustoty kříska polního v nově založených porostech obilnin.

Pozdní termín setí snižuje intenzitu napadení porostů.

Přerušení zeleného mostu s důrazem na včasnou likvidaci obilných výdrolů. Po sklizni obilnin je vhodné provedení včasné podmítky

k vytvoření vhodných podmínek pro hromadné vzejití obilek a poté výdrol likvidovat orbou nebo časným ošetřením pozemku

neselektivním herbicidem.

Pěstování odrůd nesoucích rezistenci k viru (například odrůda Bohemia).

Chemická ochrana proti křísku polnímu. Použití insekticidně mořeného osiva není v souvislosti se zákazem použití insekticidů na bázi

neonikotinoidů nyní dostupné. Podzimní období: foliární aplikace insekticidů se provádí podle zjištěné populační hustoty vektorů v

nově založených porostech ozimů. Výběr přípravků se řídí aktuálním počasím v době aplikace. Při vyšších teplotách vzduchu

účinkují dobře organofosfáty, za nižších teplot je výhodné použití pyrethroidů. Jarní období: ošetření ozimů proti křísku polnímu se

provádí v době líhnutí nymf u porostů s nedostatečně účinnou podzimní ochranou s cílem omezit rozšiřování sekundární infekce v

porostu.

Pro predikci výskytu WDV a doporučení k regulaci přenašeče kříska polního lze využit software Předpověď rizika výskytu virové

zakrslosti pšenice (WDV) dostupné na https://www.vurv.cz/aplikace/wdv/Default.aspx.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Software pro predikci výskytu WDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Tato aplikace slouží k vyhodnocení rizika výskytu zakrslosti pšenice

(WDV) v porostech ozimů na podzim i v jarním období.

Pro vyhodnocení celkového rizika výskytu viróz v ozimech v podzimním

období je nutno použít i aplikaci pro vyhodnocení rizika výskytu viru žluté

zakrslosti ječmene (BYDV).

Výsledné vyhodnocení rizika a doporučení jsou pouze orientační,

vztažené na průměrný porost. Nutno zohlednit míru intenzity pěstování,

lokalitu, strukturu pěstovaných plodin, agrotechniku, intenzitu ochrany a

další faktory. Funkčnost modelu v dané lokalitě je třeba ověřit víceletým

sledováním nebo porovnáním dat z předchozích let.

V oblastech se škodlivým výskytem WDV je třeba provádět preventivní

opatření – likvidovat zdroj infekce, výdrol.

Snížení nákladů na ochranu a míry napadení lze dosáhnout zasetím

souvratí o 1-2 týdny dříve nemořeným osivem + insekticidním ošetřením

po vzejití rostlin nebo insekticidně mořeným osivem. Při nižším tlaku není

třeba ošetřovat zbylou část pozemku.

Autoři aplikace nenesou žádnou právní zodpovědnost za chybné využití aplikace.

https://www.vurv.cz/aplikace/wdv/Default.aspx

Současné publikace výzkumu WDV ve VÚRV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Virus žluté zakrslosti ječmene

Barley yellow dwarf virus-BYDV

BYDV přestavuje skupinu příbuzných virových patogenů s jednovláknitým RNA genomem virů rodu Luteovirus, Polerovirus a nezařazených virů čeledi Luteoviridae.

Luteovirus: BYDV-PAV, BYDV-PAS, BYDV-MAV, BYDV-Kerll

Polerovirus : CYDV-RPV, CYDV-RPS, MYDV-RMV

nezařazení: BYDV-SGV a BYDV-GPV

BYDV genom (5.7 kb) se skládá z části tzv. ORFs: ORF1 a ORF 2 jsou potřebné pro replikaci virové RNA a kódují replikační protein a protein RdRp, ORF3 kóduje virový obalový protein, ORF5 kóduje C-terminál obalového proteinu potřebného pro přenos viru mšicemi, ORF4 kóduje pohyb viru z buňky do buňky a systémové infekce a ORF6 je tzv. cap-independent translation element.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

ORF1

ORF2ORF3 ORF5

ORF4 ORF6

5’ 3’

Přenašeči BYDV - mšice

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Viry jsou přenášeny mšicemi žijícími na čelediPoaceae - lipnicovité s různým stupněm specifičnostipřenosu. Přes 25 druhů mšic je známo jako přenašečůtěchto virů; které se přenáší persistentně. Efektivnostpřenosu je závislá na kombinaci mnoha faktorů:hostitelských rostlin, podmínek prostředí, abundancivektorů a povrchové struktury virionu. Virus senepřenáší vajíčky. Nymfy a dospělé mšice se stávajívironosnými při akvizičním sání na zdroji infekce již po15-30 minutách. Cirkulační proces perzistentního virupřes zažívací trakt trvá cca 12 -16 hodin, vpřenašečích je virus stálý minimálně 120 hodin. Přenosprobíhá při teplotách nad 12°C z důvodu vyšší letové

aktivity mšic. Nejčastějším a nejrozšířenějším vektoremBYDV je celosvětově mšice střemchová.

Nejvýznamnějšími přenašeči BYDV v ČR jsou:

mšice střemchová- Rhopalosiphum padi

kyjatka osenní - Sitobion avenae

kyjatka travní - Metopolophium dirhodum

mšice obilná - Schizaphis graminum

mšice kukuřičná - Rhopalosiphum maidis

6%

10%

5%

26%

53%

M.d. N.d. R.m. R.p. S.a.

Metopolophium dirhodumSitobion avenae Rhopalosiphum padi

Příznaky BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Symptomy: typickými symptomy napadení jsou

zlatožluté až oranžové zbarvení listů a retardace růstu.

Žloutnutí postupuje od špiček a okrajů listů a postupně

postihuje celou listovou čepel. Žloutnutí většinou začíná

7 - 20 dnů po infekci a může mu předcházet tvorba

vodnatých skvrn na listech. Zakrslost doprovází také

deformace listů a listových čepelí (u ovsa se listy stáčí

do ruliček), redukce nadzemní i podzemní biomasy,

poruchy metání, sterilita kvítků, redukce počtu klásků a

tvorba zadinového zrna. V dalším stádiu choroby se

může objevovat nekróza cévních svazků a redukce

kořenového systému. Napadené rostliny často

nevymetají nebo nevytváří semena.

BYDV ječmene

BYDV pšenice

Diagnostika BYDV

Po

lní d

iag

no

stik

a

je nutná určitá zkušenost hodnotitele, neumožňuje však bezpečně zjistit příčinný virus. Její aplikovatelnost je možná v době, kdy se na rostlinách projevují příznaky, což je u ozimů v průběhu dubna a května. Projevy příznaků umožňují zhodnotit závažnost poškození porostu v celé jeho ploše i se snadným vyhledáváním případných ohnisek napadení. Především u pšenice, ale i u ječmene nebo ovsa lze symptomy BYDV lehce zaměnit se symptomy WDV přenášeného křískem polním.

Lab

ora

torn

í d

iag

no

stik

a

DAS-ELISA: jedná se o sérologickou metodu, kdy je

vzorek testován na přítomnost virového proteinu. ELISA

test umožňuje zpracovat a otestovat větší množství

vzorků. V případě časné infekce nemusí být metoda

ELISA spolehlivá, protože se obsah viru může pohybovat

pod detekovatelnou hranicí.

RT-PCR: Reverzní transkripce-polymerázová řetězová

reakce, jedná se o metodu detekce virové RNA na

základě přepisu RNA na cDNA a následně amplifikaci

známých úseku genomu.

RT-PCR-RFLP: jedná se o štěpení amplifikovaného úseku

DNA pomocí restrikčního enzymu pro specifickou

identifikaci viru či kmenů viru.

RT-qPCR: jedná se o kvantifikaci titru viru, kde je možné

vedle detekce viru stanovení koncentrace viru v

daném vzorku.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

DAS-ELISA

Molekulární metody detekce a kvantifikace BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

RT-PCR-RFLP pro identifikaci kmenů BYDV

Real-time RT-qPCR pro kvantifikaci titru

BYDV s využitím referenčních genů pro

normalizaci kvantitativní analýzy titru viru

Fragmenty vzniklé RFLP amplikonů PCR za použití restrikční endonukleázy HpaII. Vzorky 1 -15 jsou infikovány kmenem PAS; vzorky 16 - 19 jsou infikovány

kmenem PAV; a vzorky 20-29 jsou infikovány kmenem MAV.

Rezistence obilnin vůči BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

U ječmene jsou známy rezistentní geny Ryd1, Ryd2 (Yd2) a Ryd3. Největší význam má pro rezistenci gen Yd2. Kombinace genů Yd2 a Yd3 přináší dobrý výsledek.

V současné době jsou dostupné molekulární markery pro detekci genu Yd2, což usnadňuje detekci nositelů tohoto genu i šlechtění.

Ječmen Tři geny Bdv1, Bdv2 a Bdv3 byly identifikovány jako dobré zdroje rezistence u pšenice. Avšak introdukce těchto genů do komerčních odrůd doposud zůstává neefektivní.

Geny Bdv1, Bdv2 v našich podmínkách nezajišťují účinnou ochranu, takže je nezbytné vyhledávání dalších zdrojů nesoucích efektivní geny rezistence.

Pšenice

Polní pokusy: rezistence obilnin vůči BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Odolnost odrůd ječmene ozimého ke žluté zakrslosti ječmene v pokusech s umělou infekcí

Registrované

odrůdy

SH-BYDV (0-9, 0

bez příznaků)

Redukce

výšky %

HTZ-R HZK-R Přítomnost genu

rezistence k BYDV% %

Antonella 9,0 100,0 100,0 100,0

Conny 7,3 54,3 100,0 100,0

Hobitt 7,8 56,5 1,1 45,2

Johanna 9,0 100,0 100,0 100,0

Jutta 7,5 38,0 0,2 45,9

KWS Ariane 7,5 44,4 100,0 100,0

KWS Glacier 7,3 47,4 15,6 39,9

Lancelot 8,0 54,8 20,5 58,3

Leopard 7,0 44,4 17,6 46,6

Lester 8,8 72,7 100,0 100,0

Paso 8,8 72,0 100,0 100,0

Saturn 9,0 100,0 100,0 100,0

Tamina 7,8 56,8 64,1 83,2

Travira 4,0 16,7 15,5 30,5 Yd2

Wootan 7,8 57,9 10,8 59,7

Kontroly a dlouhodobě zkoušené odrůdy

Wysor –

rezistentní

kontrola 3,0 14,6 6,3 16,6 Yd2

WBON 96-123 3,5 35,7 4,1 9,5 Yd2

Doria 5,3 50,0 13,2 27,9 Yd2

Sigra 5,8 39,1 17,0 26,1

Perry 6,0 47,6 18,6 59,5

Luran 8,0 63,6 68,9 92,7

Graciosa –

náchylná

kontrola 9,0 100,0 100,0 100,0

Hodnocení rezistence ke žluté zakrslosti ječmene u souboru odrůd

ječmene ozimého (2014-2016)

Saturn, Tamina, Wootan

Neinfikovaná kontrola

Tilman Tobak ToscaOdrůda SH-BYDV (0-9, 0

bez příznaků)

Redukce výšky

Redukce HTZ

Redukce HZK

(%) (%) (%)SG-S 27-03 7,3 37,5 26,2 50,0

PSR 3628 1,0 13,6 1,7 0,0

Vlada 6,0 35,0 7,7 50,2

Sparta 5,5 37,5 10,0 18,9

Annie 6,0 32,5 11,3 40,3

Artist 5,8 28,9 0,0 47,3

Athlon 5,8 34,2 4,3 17,6

Avenue 7,5 25,0 14,7 47,4

Balitus 6,0 36,1 15,7 56,4

Bernstein 5,8 21,4 19,0 50,6

Bonanza 5,5 30,6 9,2 46,2

Faunus 6,0 40,0 18,9 57,9

Florus 6,0 32,5 11,9 49,9

Frisky 6,0 33,3 12,2 51,4

Futurum 6,0 31,3 8,0 35,4

Genius 6,0 28,9 0,2 34,8

Gordian 7,0 35,3 17,4 52,4

Grizzly 6,3 35,0 12,5 36,6

Julie 6,0 43,2 8,9 33,5

Nordika 6,0 35,0 13,9 26,5

Pankratz 5,8 38,1 1,4 37,0

Partner 5,8 37,5 2,8 48,8

Replik 6,5 25,0 12,7 14,0

Rumor 6,0 35,7 9,3 36,0

Sailor 6,0 40,9 17,7 44,9

RGT Matahari 6,0 38,1 4,3 33,2

Tilman 6,3 35,0 14,8 41,0

Tobak 6,0 33,3 16,6 52,4

Tosca 5,5 32,5 3,7 28,0

průměr 5,9 33,2 10,6 39,3

Odolnost odrůd pšenice ozimé ke žluté zakrslosti ječmene v pokusech s umělou infekcí

SG-S 27-03 PSR 3628 Vlada Sparta

Rezistence obilnin vůči BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Hodnocení koncentrace BYDV PAV a PAS genotypů pšenice a ječmene pomocí real-time RT-qPCR.

Analýza titru viru u jednotlivých odrůd po infekci BYDV kmeny PAV a PAS.

Genotypy pšenice

Genotypy ječmene

Rezistence obilnin vůči BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Vysoká úroveň rezistence bylaidentifikována u odrůd a liniíobsahující gen Yd2: linie oziméhoječmene Wbon116, Wbon123 aodrůdy Wysor, Doria, rezistence jevůči oběma kmenům BYDV PAV iPAS.

Dalšími dostupnými rezistentními odrůdami ječmene ozimého s genem Yd2 jsou Travira a Novira

Ječmen U pšenice ozimé nejsou mezikomerčně využívanými odrůdamivelké rozdíly v úrovni rezistence,poškození není tak velké jako uječmene.

U odrůdy pšenice ozimá: Elan, Matylda, Brokat, Fakir, Fabius, a Athlon a byla zaznamenána výnosová tolerance

Pšenice

Možnosti ochrany vůči BYDV

Volba odrůd s vyšším stupněm odolnosti k BYDV: ječmen ozimý – odrůdy s genem Yd2 - Travira, Novira, vyšší stupěňrezistence vykazovala i odrůda Yatzi; pšenice ozimá – výnosová tolerance - Elan, Matylda, Brokat, Fakir, Fabius, Athlon,pšenice jarní – výnosová tolerance – Alondra.

Likvidace zdrojů infekce: Likvidace výdrolu obilnin před vzcházením ozimů (mechanicky, chemicky) - důležité především uminimalizačních technologií. Přerušení tzv. zeleného pásu - významným zdrojem infekce je kukuřice, která je hostitelemmšic. Výskyty viróz v ozimé pšenici nebo v ozimém ječmeni sousedícími s kukuřičnými poli bývají velmi časté a silné. Navíckukuřice sklízená na zrno je z tohoto hlediska vážnou hrozbou i pro pšenice seté v agrotechnickém termínu nebo i později.

Termín setí může být významným faktorem. Jako jedno z opatření v ochraně proti virovým chorobám je doporučovánpozdnější termín setí, kdy přenašečů virových chorob ubývá.

Použití insekticidně mořeného osiva není v souvislosti se zákazem použití insekticidů na bázi neonikotinoidů nyní dostupné.Foliární aplikace insekticidů se provádí podle zjištěné populační hustoty vektorů v porostech. Pro předpověď možného rizikavýskytu BYDV a regulaci přenášečů mšic lze využit ve VÚRV vypracovaný software: Predikce rizika výskytu viru žluté zakrslostiječmene (BYDV)

https://www.vurv.cz/aplikace/Bydv/Default.aspx

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Software pro predikci výskytu BYDV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Tato aplikace slouží k vyhodnocení rizika výskytu BYDV v ozimých porostech.

Pro vyhodnocení celkového rizika výskytu viróz v podzimních porostech je

nutno použít i aplikaci pro vyhodnocení rizika výskytu viru zakrslosti pšenice

(WDV). Aplikaci nelze využít k vyhodnocení rizika jindy než v podzimních

měsících. Při setí jařin není riziko škodlivého výskytu BYDV vysoké, proto je

dostačující vyhodnotit riziko výskytu viru zakrslosti pšenice (WDV).

Doporučujeme sledovat výskyt obilných mšic na pozemku i v přilehlých

oblastech v celém průběhu roku, nicméně pro použití aplikace to není

bezpodmínečně nutné.

Pro vyhodnocení podzimního výskytu mšic ve vzcházejícím porostu je nutno

monitorovat mšice nejen v samotném porostu, ale především ve všech

ostatních rizikových porostech v okolí (výdrol, plané a plevelné trávy, porosty

nesklizené kukuřice). „Výskyt vyšší než ojedinělý“ znamená zaznamenání více

než velmi malého množství (cca 5 kusů) obilných mšic během jednoho

sledování. Při odpovědi na dotaz vyhodnocující výskyt viróz v předchozích

letech na pozemku není nutné odlišovat jednotlivé virózy od sebe.

Výsledné vyhodnocení rizika je pouze doporučení, autoři aplikace nenesou žádnou právní zodpovědnost za chybné

využití aplikace.

https://www.vurv.cz/aplikace/Bydv/Default.aspx

Současné publikace výzkumu BYDV ve VÚRV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Virus čárkovité mozaiky pšenice

(Wheat streak mosaic virus-WSMV)

Virus čárkovité mozaiky pšenice je zástupcem rodu Tritimovirus z čelediPotyviridae

Genom WSMV tvoří jednovláknová RNA o délce 9,339 až 9,384nukleotidů (nt) a má jeden čtecí rámec, který je přepsán do velkéhopolyproteinu. Tento polyprotein se skládá z deseti proteinů: P1, HC-Pro,

P3, 6K1, CI, 6K2, NIa (VPg a Pro), NIb a CP.

Přenašečem WSMV je roztoč Aceria tosichella, který využívá jakohostitele celou řadu druhů z čeledi Poaceae - Trávovité.

Genom viru čárkovité mozaiky pšenice

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Virus čárkovité mozaiky pšenice

(Wheat streak mosaic virus-WSMV)

Na území České republiky byl výskyt WSMV poprvé zaznamenán v 80tých

letech minulého století. V posledních letech dochází k dalším, četnějším a

častějším nálezům této choroby, včetně plošných výskytů v některých

porostech pšenice různě na území České republiky.

V důsledku zasychání praporcového listu dochází k vysokým výnosovým

ztrátám. Zrno pšenice napadené WSMV má vyšší obsah bílkovin, ale nižší

schopnost mouky vázat vodu, což jí z hlediska potravinářského využití značně

znehodnocuje.

Okruh hostitelských rostlin zahrnuje téměř 90 druhů rostlin čeledi trávovitých

Poaceae. Toto široké spektrum hostitelů zahrnuje jak kulturní plodiny jako je

pšenice, oves, ječmen, kukuřice a proso, ale také celou řady planě rostoucích

i plevelných trav, například sveřepy, jílky, lipnice a ovsík vyvýšený. Významný

je i rezervoár v podobě pýru plazivého, který je jako jeden z mála vytrvalým

plevelem.

Teplotně vyrovnaná léta, s mírnějším průběhem teplot a odpovídajícími

dešťovými srážkami, zkrátka podmínky svědčící rychlému růstu trav, prospívají

také roztoči Aceria tosichella a tudíž i nahromadění viru v porostu pšenice.

Hostitelské druhy Český název

Agrostis capillaris Psineček obecný

Alopecurus pratensis Psárka luční

Anthoxanthum odoratum Tomka vonná

Arrhenatherum elatius Ovsík vyvýšený

Austrostipa compressa nemá český název

Aegilops cylindrica Mnohoštět válcovitý

Avena barbata Oves vousatý

Avena fatua Oves hluchý

Avena sativa Oves setý

Avena strigosa Oves hřebílkatý

Avena sterilis Oves jalový

Briza maxima Třeslice větší

Bromus diandrus Great brome

Bromus rigidus Sveřep tuhý

Bromus arvenis Sveřep rolní

Bromus secalinus Sveřep stoklasa

B. tectorum Sveřep střešní

Bromus japonicus Sveřep japonský

Cynodon dactylon Troskut prstnatý

Cenchrus longispinus nemá český název

Cenchrus pauciflours nemá český název

Digitaria sanguinalis Rosička krvavá

Echinochloa crus-galli Ježatka kuří noha

Echinochloa colonum nemá český název

Elymus repens Pýr plazivý

Eragrostis cilianensis nemá český název

Eragrostis curvula nemá český název

Eriochloa acuminata nemá český název

Eriochloa contracta nemá český název

Eleusine indica Kalužnice indická

Eleusine tristachya nemá český název

Elymus canadensis Pýrovník kanadský

Holcus lanatus Medyněk vlnatý

Holcus mollis Medyněk měkký

Hordeum leporinum Ječmen myší

Hordeum vulgare Ječmen setý

Lagurus ovatus Zaječí ocásek vejčitý

Lolium mitiflorum Jílek mnohokvětý

Lagurus ovatus Zaječí ocásek vejčitý

Panicum

dichotomiflorum

nemá český název

Panicum capillare Proso vláskovité

Panicum millaceum Proso seté pravé

Pennisetum glaucum nemá český název

Phalaris aquatica chrastice

Phleum pratense Bojínek luční

Poa pratensis Lipnice luční

Secale cereale Žito trsnaté

Setaria verticellata Bér přeslenitý

Setaria viridis Bér zelený

Setaria italica Bér italský mohárový

Sorghum bicolor Čirok dvoubarevný

Tragus australianus nemá český název

Triticum aestivum Pšenice setá

Zea mays Kukuřice setá

Hostitelské druhy Český název

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Příznaky WSMV

Prvotní příznaky napadení WSMVse projevují na jaře po oteplení.Na listech se vytváří nepatrné,avšak velmi četné čárkyrovnoběžné s žilnatinou. Tatomísta vykazují úbytek chlorofylu,mohou být širší a tvořit souvislejšípruhy. V důsledku chlorotickýchskvrn dochází k následnémusnížení kapacity fotosyntézyrostlin. Při masivní infekci vznikajívelké chlorotické plochy, kterénakonec způsobují nekrózy pletiva úhyn celé rostliny.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Přenašeče WSMV: vlnovník - Aceria tosichella

Roztoč je velký 0,1 až 0,3 mm, má bílé zbarvení a doutníkový tvartěla. A. tosichella není okřídlený, má dva páry nohou blízko hlavy.Na nová stanoviště se šíří vzdušnými proudy. Životní cyklus se skládá zvajíčka, dvou instarů nymfy a dospělce. Pro expanzi této chorobyjsou nebezpečná dlouhá období teplého léta s teplotami kolem25 °C. Roztoči mohou přímo poškodit mladé rostliny nebo ovlivnitjejich růst, což způsobuje, že listy zůstávají stočené. Roztoči vestočených listech přežívají i několik měsíců a dokonce mohoupřežívat také v listových pochvách a plevách. V chladnějšíchpodmínkách mohou roztoči přežít až dva týdny zcela bez potravy.Pozorovat a nalézt tohoto roztoče v porostu, vzhledem k jehovelikosti, není možné. Je možné ho vidět pouze pomocí mikroskopu.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Diagnostika WSMV

Po

lní d

iag

no

stik

a

Příznaky napadení je možné určit na základě symptomů. Je však nutná určitá zkušenost s určováním tohoto viru.

Může dojit k záměnám s příznaky virové zakrslosti pšenice či virové žluté zakrslosti ječmene nebo výživovou nedostatečností.

Lab

ora

torn

í d

iag

no

stik

a

DAS-ELISA: jedná se o sérologickou metodu, kdy je

vzorek testován na přítomnost virového proteinu. ELISA

test umožňuje zpracovat a otestovat větší množství

vzorků. V případě časné infekce nemusí být metoda

ELISA spolehlivá, protože se obsah viru může pohybovat

pod detekovatelnou hranicí.

RT-PCR: Reverzní transkripce-polymerázová řetězová

reakce, jedná o metodu detekce virové RNA na

základě přepisu RNA na cDNA a následně amplifikaci

známých úseků genomu.

RT-PCR-RFLP: jedná o štěpení amplifikovaného úseku

DNA pomocí restrikčního enzymu pro specifikou

identifikaci viru či kmenů viru.

RT-qPCR: jedná se o kvantifikaci titru viru, kde je možné vedle detekce viru stanovení koncentrace viru v daném vzorku.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

RT-PCR

RT-PCR-RFLP

RT-qPCR

Genetická diverzita WSMV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Izoláty WSMV jsou rozdělení do 3 skupin na základě analýzy sekvence genomů: Skupina A, B a D.

Skupina A: Mexico (El-Batan)Skupina B: izoláty z Evropy, Ruska a TureckaSkupina D: ze severní a jižní Ameriky, Austrálie, Kanady a Turecka. Skupina D je dále rozdělena do 4 podskupin: D1: Americké, pacifické ze severozápadu (American Pacific Northwest (APNW)D2: z Kansasu a KoloradaD3: z Kansasu, Kentucky, Ohia a MissouriD4: z Kansasu a Nebrasky (včetně izolátu Sydney 81)

Rekombinace mezi skupinami WSMV je velmi obvyklá a vyskytuje se u 3’ konce genomu:Izoláty skupiny A se rekombinují s izoláty skupiny B.Izoláty skupiny B (z Evropy/Asie) se rekombinují pouze mezi sebou obdobně jako izoláty skupiny D.

Rezistence

Wsm1

• Wsm1 is associated with chromosome 4D of wheat

• Wsm1 led to the release of the winter wheat cultivar Mace

Wsm2

• Wsm2 is associated with chromosome arm 3BS

• Wsm2 has led to the release of several cultivars of wheat, including RonL, Snowmass, Clara CL, Oakley CL

Wsm3

• Wsm3, has recently been identified and has been proven to be effective at higher temperatures than Wsm1 and Wsm2

• Wsm3 is not yet available in any commercial wheat cultivars

Doposud byly identifikovány 3 geny rezistencevůči WSMV: Wsm1, Wsm2 a Wsm3. Tyto rezistentnígeny byly introdukovány do šlechtěných liniípšenice. Nicméně, Wsm1 a Wsm2 jsou velmicitlivé na průběh teploty. Pouze gen Wsm3 seukázal být účinný při nárůstu teplot.Nejpoužívanější gen rezistence, Wsm2, bylúspěšně zaveden v několika odrůdách pšenice:u odrůd RonL, Snowmass, Clara CL a Oakley CL.Všechny uvedené odrůdy pochází z Ameriky.V Evropě ani v České republice nejsou známyodrůdy pšenice ani jiných druhů obilnin odolnévůči WSMV.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Rezistence: Hodnocení úrovně rezistence odrůd pšenice na

základě analýzy titru WSMV pomocí real-time RT-qPCR

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Odrůdy pšeniceOdrůda tritikale

K

o

n

c

e

n

t

r

a

c

e

v

i

r

u

Možnosti ochrany proti WSMV

Ochrana zejména ozimých obilnin spočívá především vesprávných agrotechnických postupech, které minimalizují aktivitupřenašečů a také počet infikovaných rostlin. Pěstování odolnýchodrůd je opatření, které může zamezit výnosovým ztrátám, v ČR(a ani v celé Evropě) však není známa úroveň rezistenceregistrovaných odrůd pšenice či ječmene vůči tomuto viru.Agrotechnická opatření zahrnují:

Setí v pozdních termínech, zejména v oblastech s vysokýminfekčním tlakem viróz

Likvidaci výdrolu v okolí pole nejméně 10 dní před setím ozimů prozamezení aktivity přenašečů

Regulaci trávovitých plevelů v obilninách (jsou to hostitelé viru iroztoče)

Omezení minimalizačních technologií při pěstovaní obilnin voblastech s častějším výskytem virů

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Současné publikace výzkumu WSMV ve VÚRV

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Další virové choroby obilnin

Dalšími významnými virovými patogeny působícími obdobné

onemocnění na obilninách jsou mozaikové komplexy z rodu

Bymovirus:

Virus mírné mozaiky ječmene (Barley mild mosaic virus -BaMMV)

Virus žluté mozaiky ječmene (Barley yellow mosaic virus -BaYMV).

Výskyt virů mozaikového komplexu nebyl doposud v ČR

zaznamenán, ale je obvyklý v okolních zemích jako Německo,

Rakousko, Maďarsko a v dalších evropských státech, kde způsobuje

velké výnosové ztráty

Typické cystosory P. graminis v

kořenech ozimého ječmene Florian

Viry mozaikových komplexů přenáší půdní organismus

z čeledi Plasmodiophoraceae, Polymyxa graminis.

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Virové choroby na kukuřici

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

BYDV MDMV SCMV

Virus žluté zakrslosti ječmene.

Přenos: kyjatka osenní, mšice střemchová, kyjatka travní Výnosové ztráty: 20-45%

Virus zakrslé mozaiky kukuřice.Přenos: mšice kukuřičná, mšice střemchová, mšice broskvoňová, kyjatkatravní .Výnosové ztráty: 30%

Virus mozaiky cukrové třtinyPřenos: mšice kukuřičná, mšice střemchová, mšice broskvoňová, kyjatka osenní.

Výnosové ztráty: 5-65%

Tato prezentace je výsledkem projektu:

QJ1530373: Integrovaná ochrana obilnin proti patogenům, plevelům a škůdcům pro udržitelné produkce potravin, krmiv a surovin

Prosinec, 2018

Ing. Jiban Kumar, Ph.D.Výzkumný ústav rostlinné výroby, v. v. i.

Drnovská 507/73

161 06 Praha 6 – Ruzyně

email: [email protected]