ONTOGENICKÁ REZISTENCE K VENTURIA INAEQUALIS (CKE.) WINT

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Zahradnická fakulta v Lednici Ústav šlechtění a množení zahradnických rostlin

ONTOGENICKÁ REZISTENCE K VENTURIA INAEQUALIS (CKE.) WINT. Bakalářská práce

Vedoucí bakalářské práce:

Vypracovala:

Ing. Stanislav Boček, Ph.D.

Mgr. Pavla Korbelová

Lednice 2014

PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu bakalářské práce Ing. Stanislavu Bočkovi, Ph.D. za odborné vedení a poskytnutý materiál při vypracování bakalářské práce. Mé poděkování také patří Mgr. Petru Hanušovi za pomoc a podporu při psaní mojí práce. V neposlední řadě bych chtěla poděkovat svým rodičům za podporu při zpracování bakalářské práce.

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci: Ontogenetická rezistence k Venturia inaequalis (Cke.) Wint. vypracovala samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědoma, že na moji práci se vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle § 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše.

V Lednici, dne 7. 5. 2014

Podpis ...............................................

OBSAH

ÚVOD ..................................................................................................................... 6 1

CÍL PRÁCE .................................................................................................... 7

2

LITERÁRNÍ PŘEHLED ................................................................................ 8 2.1

Charakteristika strupovitosti jabloně....................................................... 8

2.1.1 Symptomy............................................................................................ 8 2.2 Wint.

Charakteristika původce strupovitosti – Venturia inaequalis (Cooke) 11

2.2.1 Životní cyklus .................................................................................... 12 2.2.2 Ekologie ............................................................................................. 14 2.3

Ochrana vůči strupovitosti jabloně........................................................ 16

2.3.1 Nepřímá ochrana ............................................................................... 16 2.3.2 Přímá ochrana .................................................................................... 16 2.4

Rezistence ............................................................................................. 20

2.4.1 Typy rezistence k Venturia inaequalis .............................................. 21 2.4.2 Fyziologická rasa ............................................................................... 22 2.4.3 Šlechtění na rezistenci vůči strupovitosti jabloně ............................. 23 2.4.4 Gen Vf (Rvi6) .................................................................................... 24 2.5

Ontogenická rezistence ......................................................................... 25

2.5.1 Studium ontogenické rezistence u révy vinné ................................... 25 2.5.2 Ontogenická rezistence k Venturia inaequalis u jabloně domácí ..... 27 6

SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY .......................................................... 34

5

ÚVOD Houba Venturia inaequalis (Cooke) Wint. je původcem strupovitosti jabloně. Ochrana proti této chorobě je velice nákladná a pracovně i technicky náročná. Proti strupovitosti se aplikuje každý rok 15 až 20 postřiků, i když jsou k dispozici dobře propracované programy signalizace a široký výběr fungicidů. Poslední dobou dochází často k selhávání chemické ochrany. Neúspěch při ochraně způsobuje znehodnocení velkého podílu sklizně jablek. Napadené plody není možno uplatnit jako konzumní ovoce. Tím také není zajištěna patřičná rentabilita sklizně. Hlavním cílem a také výsledky šlechtění jsou odrůdy jabloní, které jsou rezistentní vůči tomuto patogenu. V programu křížení byl použit druh jabloně Malus floribunda klon 821, jakožto hlavní nositel rezistence. Ve světovém měřítku patří ke špičkovým české odrůdy ‘Topaz’, ‘Rubinola’, ‘Goldstar’, ‘Otava’ a další, které byly vyšlechtěné ve Šlechtitelské stanici Střížovice, Ústavu experimentální botaniky Akademie věd České republiky Praha. Vyskytují se již rasy Venturia inaequalis, které rezistenci založenou na genech po Malus floribunda překonávají. Proto je nutné uplatňovat komplexní ochranu proti strupovitosti. Nyní se některé práce zaměřují na ontogenickou rezistenci, která byla pozorována u jabloní hlavně v jarním období asi 12 dní po rozvinutí listů. Ontogenická rezistence je schopnost celých rostlin nebo rostlinných částí odolávat nebo tolerovat chorobu s jejím věkem a vyzráváním. Pokud by se opravdu prokázala její účinnost, mělo by to za následek přinejmenším snížení počtu postřiků.

6

1 CÍL PRÁCE Cílem práce je vypracovat literární rešerši na téma rezistence jabloní k patogenu Venturia inaequalis (Cke.) Wint. a charakterizovat původce strupovitosti jabloně. Následuje popis symptomů této významné choroby, která napadá jabloně. Potom je v práci zmíněna i přímá a nepřímá ochrana proti strupovitosti a přípravky proti strupovitosti registrované v ČR. Další kapitola se věnuje charakteristice rezistence, typům rezistence, které existují, pojmu fyziologická rasa, šlechtění na rezistenci vůči strupovitosti a velmi významnému genu Rvi6 (Vf). Jádrem práce je soustředit se na problematiku pojednávající o ontogenické rezistenci k patogenu V. inaequalis, tj. o zvyšující se odolnosti se stárnutím pletiv hostitelské rostliny. Dále posouzení možností využití ontogenické rezistence ve šlechtitelském procesu.

7

2 LITERÁRNÍ PŘEHLED 2.1 Charakteristika strupovitosti jabloně Venturia inaequalis, což je celosvětově je nejzávažnější patogen jabloní způsobující chorobu strupovitost jabloně, je schopna napadat všechny orgány stromu mimo kořenů. Každý rok způsobuje velké ztráty na výnosech i kvalitě vypěstovaných jablek (LÁNSKÝ a kol., 2005b). Chorobu způsobuje houba, která přezimuje v opadaném listí a během vegetace se šíří za vlhkého a deštivého počasí. Spolu s moniliózou patří strupovitost k nejdůležitějším chorobám jabloně. Nejškodlivější jsou rané infekce vyvolávající deformaci plodů. Napadené plody nejsou pro člověka škodlivé, poškozený je z větší části vzhled plodu (HUDEC a GUTTEN, 2007).

2.1.1 Symptomy Symptomy choroby jsou pozorovány na listech, květech i plodech a jen výjimečně i na letorostech. První příznaky se objevují na spodní straně listu, ale mohou se vyskytnout i na svrchní straně listu. Objevují se hnědozelené až černozelené léze s nezřetelnými okraji. Počet skvrn se pohybuje od několika až po stovky na jednom listu o průměru 5 — 10 mm. Infikované listy bývají zvlněné, zvrásněné a předčasně opadávají. Léze na řapíku se rozšiřují podél jeho délky a vzhledově se podobají těm na listech. Silná infekce řapíku vede ke žloutnutí listu. K těžšímu napadení listů dochází až po odkvětu. Postižená místa nekrotizují a napadené listy opadávají (VAVERKA, 1995; KAZDA, 2001; TURECHEK, 2004).

8

Obr. 1 Strupovitost na plodu (http://tilia.zf.mendelu.cz/ustavy/551/ustav_551/aplikace/soubory/strupovitost_jab.pdf)

Obr. 2 Strupovitost na listu (https://www.apsnet.org/publications/imageresources/PublishingImages/2002/venturia.j pg)

9

Podobné skvrny se objevují na květech i plodech. Typické jsou symptomy na plodech. Celá plocha plodu je náchylná k infekci. Na mladých plodech se tvoří tmavé skvrny o průměru 0,1 — 4 mm, což způsobuje zvedání a odchlipování pokožky. Poté se poruší i kutikula a na slupce se vytvoří korkové pletivo. Skvrny obvykle bývají ve shlucích a deformují celý plod. Při silném napadení v místech skvrn plody praskají a vytváří se brána pro sekundární infekci jinými patogeny (VAVERKA, 1995, TURECHEK, 2004).

10

2.2 Charakteristika původce strupovitosti – Venturia inaequalis (Cooke) Wint. Strupovitost jabloně způsobuje vřeckovýtrusná houba Venturia inaequalis (Cooke) Wint. Její konidiové stadium se nazývá Spilocaea pomi Fr. ex Fr. (syn. Fusicladium dendriticum Fuck.) (SANDSKÄR, 2003). Diskuze nad taxonomickou klasifikací mnoha druhů hub jsou velmi intenzivní. A jak se potvrzuje, případ Venturia inaequalis není výjimkou. Čeleď Venturiaceae, kam spadá

i

Venturia

inaequalis,

patří

do

třídy

Dothideomycetes,

podtřídy

Pleosporomycetidae, řádu Pleosporales, na základě morfologických a molekulárních dat (BOWEN, 2011). Venturia inaequalis napadá druhy rodu Malus. Druhy, variety a kultivary rodu Malus vykazují rozdílnou úroveň rezistence vůči strupovitosti projevující se jako jizvy, chlorotické skvrny nebo nekrotické léze, které mohou nebo nemusí obsahovat konidie. Všechny odrůdy pěstovaných jabloní jsou náchylné ke strupovitosti (MacHARDY, 1996). Strupovitost jabloně se také vyskytuje u rodů a druhů Crataegus spp., Sorbus spp., Pyracantha spp., Cotoneaster integerrima, Loquat, Sarcocephalus esculanthus, Viburnum a u druhu Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindley (HLUCHÝ a kol., 1997; JHA, 2002; VAVERKA, 1995).

11

2.2.1 Životní cyklus Venturia inaequalis je hemibiotrofní houba a přezimuje převážně jako pseudoperithecium, což je sexuálně vzniklá plodnička (BOWEN, 2011). Je to heterothalická houba a obsahuje sedm haploidních chromozomů (DAY, 1956). Infekce je započata na jaře a v brzkém létě pomocí askospor (sexuálních spor), které jsou uvolňovány pomocí dešťových srážek z psedoperithecií (BOWEN, 2011). Askospory jsou z vřecek vytlačovány značně velkými tlaky (VAVERKA, 1995). Riziko infekce je největší právě v tomto období, kdy jsou listy a plody mladé a jejich pletiva nejnáchylnější (BOWEN, 2011).

Obr. 3 Konidie Venturia inaequalis (http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/fungi/ascomycetes/Article%20Images/ AppleScab12.jpg)

Obr. 4 Pseudoperithecium Venturia inaequalis (http://botit.botany.wisc.edu/toms_fungi/images/scabpseu1.jpg) 12

Klíční vlákno askospory poté penetruje kutikulu, kde se vytváří apresorium a vyvíjí se v mnohovrstevné, pseudoparenchymatické struktury nazývané stromata. Stromata, a konidie, které produkuje, způsobují charakteristické léze na listech a plodech. Konidie se rozšiřují větrem a deštěm z lézí a umožňují sekundární infekci. Tyto spory, vyprodukované asexuálním způsobem, jsou zodpovědné za vznik onemocnění, jestliže panují vhodné klimatické podmínky během vegetačního období (BOWEN, 2011). Relativní vzdušná vlhkost potřebná ke sporulaci se pohybuje kolem 60 — 70%. Konidie se vyskytují ve velkém množství a mohou způsobit závažnější infekce. Během vegetačního období se může zopakovat několik sekundárních infekcí. To však závisí na frekvenci infekčních období a na náchylnosti pletiva hostitele. Sekundární infekce mohou způsobovat obrovské ztráty (HLUCHÝ a kol., 1997; TURECHEK, 2004).

Obr. 6 Životní cyklus Venturia inaequalis (Cke.) Wint. (http://www.biosad.cz/images/scab/scab_cyklus_big.gif, http://www.biosad.cz/scab.htm)

13

Strupovitost je nejproblematičtější v oblastech s hojnými dešťovými srážkami během jara (BOWEN, 2011). Vlhká plodnice praská a askospory jsou vystřelovány ven a dále rozšiřovány větrem. Optimální teploty k růstu patogeny jsou 17 – 24 °C. V suchých periodách k infekci nedochází. Na napadených částech vyrůstají konidiofory, na kterých se tvoří konidie. Konidie jsou zdrojem sekundární infekce (HLUCHÝ a kol., 1997).

2.2.2 Ekologie Strupovitost se šíří hlavně za deštivého počasí. Navlhčená plodnice praská, askospory jsou vymršťovány nad povrch listů a dále rozšiřovány vzdušnými proudy. K vyklíčení askospory a vzniku infekce je nezbytná určitá doba trvání ovlhčení. Teplota významně ovlivňuje rychlost vývoje patogenu. Primární infekce mohou nastat v rozmezí teplot 0,5 – 29 °C. Čím je příznivější teplota, tím kratší je potřebná doba ovlhčení k vyklíčení spory a ke vzniku infekce. V suchých periodách k infekcím nedochází, stejně tak i ve tmě. Askospory potřebují k vyklíčení světlo (JUROCH, 2010). Na povrchu primárně napadených pletiv se po uplynutí inkubační doby vytvoří konidiofory, na nichž se tvoří konidie, které jsou zdrojem sekundárních infekcí. Sekundární infekce mohou nastat v širokém rozmezí teplot, minimální teplota pro infekci konidiemi je 5 °C, optimální teploty jsou v rozmezí 14 – 24 °C, maximální teplota je 28 °C. K infekci konidiemi dochází na rozdíl od askospor ve dne i v noci (JUROCH, 2010). Splnění podmínek pro infekci lze stanovit na základě zjištěné doby ovlhčení a průměrné teploty vzduchu během ovlhčení. Vzájemný vztah mezi teplotou, dobou ovlhčení povrchu a intenzitou infekcí, který je základem metod signalizace ochrany, definoval Mills a později upravili jeho následovníci – tzv. „Millsova tabulka“ (viz Tab. č. 1) (MILLS a LaPLANTE, 1954).

14

Podmínky pro vznik infekce strupovitosti (dle Millse, 1951) Průměrná teplota během ovlhčení (°C)

Inkubační doba Průměrná denní teplota od vyklíčení spor

Počet dní od vzniku infekce do prvních příznaků choroby

0,5 - 5,0 5,1 - 5,4 5,5 - 5,9 6,0 - 6,4 6,5 - 6,9 7,0 - 7,4 7,5 - 7,9 8,0 - 8,4 8,5 - 8,9 9,0 - 9,4 9,5 - 9,9 10,0 - 10,4 10,5 - 10,9 11,0 - 11,4 11,5 - 11,9 12,0 - 12,4 12,5 - 12,9 13,0 - 13,4 13,5 - 13,9 14,0 - 14,4 14,5 - 15,4 15,5 - 15,9 16,0 - 16,9 17,0 - 24,0 24,5 25

Doba ovlhčení povrchu listů (v hod.) nutná pro vznik infekce slabé střední silné déle než dva dny více než 60 28 60 60 25 35 60 22 32 50 21 29 45 20 26 40 19 25 37 17 23 34 15 21 30 15 20 29 14 19 28 13 18 27 13 18 26 12 17 25 2 7 24 11 16 24 11 15 23 10 15 22 10 14 21 9 14 21 9 13 20 9 13 19 9 12 19 9 12 18 10 12 19 11 14 21

2,2 3,9 5,5 7,2 8,6 10,8 12,7 15,6 16,1 17,8 19,5 21,4 23,7

19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7

Tab. č. 1 Millsova tabulka (MILLS a LaPLANTE, 1954)

15

2.3 Ochrana vůči strupovitosti jabloně Ochranu vůči strupovitosti jabloně lze rozdělit na nepřímou a přímou. Nepřímou ochranu představují obecně známé a prakticky využívané postupy a opatření při zakládání výsadeb a jejich údržbě. K ochraně přímé patří výběr rezistentních odrůd, odstraňování zdrojů infekce, biologická ochrana a chemická ochrana (JUROCH, 2010).

2.3.1 Nepřímá ochrana Jedná se o souhrn převážně agrotechnických opatření, která je třeba provést při zakládání ovocné výsadby, jež omezují vhodnost podmínek pro šíření choroby, např. výběr stanoviště, správná orientace výsadeb, vhodný spon a pěstební tvar; nebo pozitivně ovlivňují zdravotní stav výsadeb, např. vyrovnané hnojení, využití doplňkové závlahy, použití zdravého certifikovaného sadbového materiálu, soulad mezi stanovištěm a odrůdou. Další nepřímá opatření se zaměřují na údržbu výsadeb (optimální péče o korunu) (JUROCH, 2010). Dále sem spadá podpora půdních mikroorganismů a makroorganismů, rozkládajících organické zbytky (opadané listy jabloní) (JUROCH, 2010).

2.3.2 Přímá ochrana 2.3.2.1 Rezistentní odrůdy Základem by mělo být pěstování tolerantních a rezistentních odrůd jabloní, zejména v systému integrované produkce. V systému ekologického pěstování je použití rezistentních odrůd základní podmínkou (JUROCH, 2010). Státní odrůdová kniha uvádí rezistentní odrůdy tuzemského původu: ‘Ametyst’, ‘Angold’, ‘Biogolden’, ‘Blaník’, ‘Dantes’, ‘Dolores’, ‘Durit’, ‘Heliodor’, ‘Karmína’, ‘Kordona’, ‘Lotos’, ‘Lipno’, ‘Luna’, ‘Melodie’, ‘Nela’, ‘Opal’, ‘Orion’, ‘Otava’, ‘Produkta’, ‘Pyrop’, ‘Rajka’, ‘Red Topaz’, ‘Rondo’, ‘Rosana’, ‘Rozela’, ‘Rubinola’, ‘Sirius’, ‘Sonet’, ‘Svatava’, ‘Topaz’, ‘Vanda’, ‘Viktoria’, ‘Vysočina’. Zahraničního původu je např. odrůda ‘Florina’ aj. Donorem genu Rvi 6 (Vf), na kterém byla založena rezistence převážné většiny odrůd pěstovaných v ČR i ve světě, je botanický druh jabloň mnohokvětá (Malus floribunda Sieb. klon 821). Překonání rezistence potvrdilo potřebu změny strategie šlechtění. Nyní je cílem šlechtění ve všech producentských

16

zemích získání nových odrůd jabloní s polygenně založenou rezistencí k patogenu (JUROCH, 2010).

2.3.2.2 Mechanická ochrana Odstraňování opadaných infikovaných listů jabloní, nejlépe na podzim, bezprostředně po opadu nebo v předjaří, před začátkem jarní vegetace a tvorby askospor ve vřeckách. Odstraňování zdrojů infekce se provádí různými způsoby, např. vysáváním opadaných listů nebo shrabováním, mechanickým rozdrcením a zapravením do půdy pomocí rotavátorů. Likvidaci je možno provádět i kompostováním (JUROCH, 2010).

2.3.2.3 Biologická ochrana Používání biopreparátů (antagonistických druhů hub Athelia bombacina, Microsphaeropsis ochracea, Chaetomium sp., aj.) je stále ve fázi experimentálního ověřování. Účinnost testovaných biopreparátů byla nepřímo úměrná k termínu podzimní aplikace (pozdní aplikace byly méně účinné). S různým úspěchem byly ověřovány biopreparáty urychlující rozklad opadaných infikovaných listů (JUROCH, 2010).

2.3.2.4 Chemická ochrana Chemická ochrana by měla být posledním opatřením prováděným až po vyčerpání všech uvedených možností nepřímé i přímé ochrany. Je však stále upřednostňována před méně nákladnými a pro životní prostředí a zdraví lidí vhodnějšími preventivními opatřeními. Zahájení ochranných zásahů by mělo být podloženo mikroskopickým sledováním průběhu dozrávání askospor ve vřeckách. Ke stanovení termínu ukončení ochrany je vhodné využít lapače spor (JUROCH, 2010). K zabránění vzniku rezistence nebo alespoň oddálení nástupu rezistence a omezení nebezpečí vzniku křížové rezistence (cross-rezistence) k přípravkům na ochranu rostlin byly zpracovány a pro praxi doporučeny následující zásady tzv. antirezistentní strategie: - nepoužívat aplikace jednotlivých strobilurinů (triazolů) ve směsi, - kombinovat je s kontaktními fungicidy (účinné látky captan, dithianon, mencozeb, metiram, thiram, apod.), - používat plné dávky strobilurinů (triazolů) ve směsi,

17

- nepoužívat blokové aplikace stejných účinných látek (stejné skupiny účinných látek), - při podezření z poklesu účinnosti těchto fungicidů směrovat jejich aplikace mimo období nejsilnějšího infekčního tlaku, - v případě potvrzení rezistence vyřadit strobilurinové přípravky ze systému ochrany po dobu několika let JUROCH, 2010). Klíčovou zásadou antirezistentní strategie obecně je důsledné dodržování aplikačních dávek a střídání přípravků s účinnými látkami z odlišných skupin (JUROCH, 2010). Základem úspěšné chemické ochrany je zvládnutí primárních infekcí (duben – červen), které vyloučí potřebu dalších ošetření proti sekundárním infekcím (od července do sklizně) (JUROCH, 2010). Ochranu je možné provádět preventivně nebo kurativně na základě sledování průběhu infekcí, příp. jako kombinaci obou systémů (JUROCH, 2010). Při preventivní ochraně se ošetřuje průběžně po celé období primárních infekcí, tj. od vyrašení do června v intervalu (5)7 – 10 (výjimečně 14 i více) dní, dle průběhu počasí. Maximální intenzita ochrany musí být v období největšího nebezpečí infekcí, od fenofáze růžového poupěte do doby přibližně 1 – 2 týdny po odkvětu. Interval mezi postřiky by měl zohlednit infekční tlak, intenzitu růstu a možnosti použitého fungicidu (reziduální účinnost účinné látky, mechanismus účinku – u kontaktního přípravku možná smyvatelnost při intenzivních dešťových srážkách a nechrání nově vyvinuté listy, systémový a lokálně systémový přípravek má sníženou účinnost nebo je až neúčinný za nízkých teplot). Při kurativní (postinfekční) ochraně se ošetřuje po splnění podmínek pro infekci. K ošetření musí být použity kurativně působící fungicidy, lépe však kombinované fungicidy nebo případně tank-mix kombinace (systémově a kontaktně působící účinná látka). Při jejich aplikaci je třeba důsledně dodržovat doby kurativní účinnosti. Další ošetření se signalizuje po infekci, která vznikla šestý nebo další dny po předchozím ošetření (JUROCH, 2010). Účinným ochranným opatřením je podzimní aplikace močoviny (5%) na listy těsně před opadem, podzimní aplikace na opadané listy (v době, kdy je opadáno asi 95% listů ze stromů) a jarní aplikace před rašením (JUROCH, 2010). Proti strupovitosti jabloně jsou každoročně v ČR registrovány přípravky na ochranu proti této chorobě. Uživatel je povinen se řídit návodem k použití na obalu 18

přípravku. Pokud je na jaře silný infekční tlak, je nutné provádět ochranu každých 5 – 6 dní, zatímco v létě stačí provádět ochranu jen každých 12 – 14 dnů (JUROCH, 2010). Na této webové stránce lze najít aktuální seznam přípravků, které se používají proti strupovitosti jabloně, i s podrobným návodem k použití a dalšími nezbytnými údaji: http://eagri.cz/public/app/eagriapp/POR/vyhledavani.aspx Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský Holovousy s.r.o. poskytuje poradenskou činnost, která se mimo jiné zabývá i ochranou před houbovými chorobami, což strupovitost jabloně je (http://www.vsuo.cz/index.php?page=90). Dále také poradenskou činnost provozuje občanské sdružení BioSad (http://www.biosad.cz/).

19

2.4 Rezistence Rezistence je dědičná schopnost organismu překonat nebo do určité míry zpomalit aktivitu patogenu nebo jiného škodlivého faktoru. Termín rezistence může být podle účinnosti mechanismu ochrany hostitele vhodně kvantitativně vymezen, např. vysoká, střední nebo nízká (KŮDELA, 2007). Rezistence je často zaměňována s pojmem imunita. Imunita vylučuje vznik infekce, je to absolutní rezistence. Rezistence je kvantitativní znak. Proto v potomstvech vzniklých křížením odrůd s monogenně podmíněnou odolností s odrůdami citlivými, můžeme pozorovat celou škálu různých reakcí. Tyto reakce se pohybují od tečkovitých bodů a chlorotických skvrnek až po různou četnost skvrn s různě silnou sporulací. Rostlina disponuje dědičnou schopností vůči účinkům patogenu nebo jiného škodlivého faktoru (VÁVRA, a BOČEK, 2009b). Opakem rezistence je náchylnost. Je to neschopnost hostitele se bránit proti útokům patogenu, popřípadě neschopnost odolat jeho následkům (VACH, 2007). Pojen rezistence též úzce souvisí s pojmem patogenita (virulence) patogenu. Ta může platit jen pro určitou část rostliny a mění se se stářím rostliny a vnějšími podmínkami (KŮDELA, 2000). Virulence – avirulence se také často používá v případě vztahu gen proti genu, kde odpovídá každému genu rezistence hostitele reciproční gen patogenity patogenu (MacHARDY, 1996). Geny

rezistence

jsou

představovány

různě

dlouhými

úseky

molekuly

deoxyribunukleové kyseliny. Jejich specificita je dána sekvencí nukleotidů. Genetická informace je přepisována transkripcí na syntetizovanou mediátorovou ribonukleovou kyselinu. Ta se váže na ribozomy a translací dochází ke tvorbě specifické bílkoviny. Vytvořený enzym se účastní biochemických reakcí nebo vyvolává specifické biochemické reakce, které mohou vést ke vzniku látek podporujících rezistenci (BEDNÁŘ, 2003). Vznik látky určující rezistenci může probíhat tak, že induktor (stimulační látka vylučovaná

patogenem)

inaktivuje

molekulu

represoru,

která

je

produktem

regulátorového genu. Represor je vázán na specifický lokus operátoru a brání přepisu operonu tím, že bloku syntézu příslušných bílkovin v nepřítomnosti patogenu. Po infekci se inaktivuje represor stimulační látkou patogenu, nastává přepis operonu a tvorba látky, která je toxická pro patogenu. To vede k zastavení nebo omezení infekčního procesu a napadení rostlina se jeví jako rezistentní (KŮDELA, 1989). 20

2.4.1 Typy rezistence k Venturia inaequalis Všechny genotypy rodu Malus nejsou stejně citlivé k houbě Venturia inaequalis. Mohou se lišit v rozsahu citlivosti a za určitých podmínek mohou dosáhnout plné polní odolnosti (GESSLER, 2006). Kvantitativní rezistence je obecně spjata s polygenní dědičností (KŮDELA, 2007). Ve vztahu k citlivé odrůdě rodu Malus se projevuje jako strupovitost s menším rozsahem (GESSLER, 2006). Kvalitativní rezistence se projevuje velkými skokovými nárůsty. Není významně ovlivněna vnějšími faktory. Je běžně spjata s oligogenní dědičností (KŮDELA, 2007). Ve vztahu k rodu Malus se projevuje lézemi, žlutými skvrnkami nebo nekrotickými lézemi bez sporulace nebo může být bez jakýchkoli viditelných příznaků (GESSLER, 2006). Rezistence vůči Venturia inaequalis (Cke.) Wint může být buď monogenní (řízená jedním genem), oligogenní (řízená několika geny) nebo polygenní (řízená sériemi genů) (KŮDELA, 2007; MacHARDY, 1996). Dále MacHARDY (1996) rozlišil z hlediska účinku genů na projev fenotypu geny velkého účinku (major geny) a geny malého účinku (minor geny). Za kvalitativní rezistenci jsou zodpovědné major geny a za kvantitativní rezistenci minor geny. Majorgenová rezistence není synonymní s oligogenní rezistencí a minor-genová rezistence není synonymní s polygenní rezistencí (KŮDELA, 2007). Rasově nespecifická rezistence je rezistence ke všem rasám patogenu. Tato rezistence je téměř vždy polygenní. Je synonymní s horizontální rezistencí. Tato rezistence je obvykle částečná, ale účinná proti většině ras nebo kmenů. Rasově specifická rezistence je rezistence jen k některým rasám patogenu. Obvykle se vztahuje k oligogenní rezistenci, u níž existuje vztah gen proti genu mezi hostitelem a patogenem. Je synonymní s vertikální rezistencí. Vertikální rezistence úplně chrání hostitele, ale jen proti specifickým kmenům patogenu (MacHARDY, 1996; KŮDELA, 2007). Ontogenická rezistence je rezistence vyjádřená na starších pletivech. Je rasově nespecifická. Listy a plody se stávají odolnější s dozráváním pletiv. Ontogenická rezistence je považována kvůli biochemickým podmínkám dospívajících listů jako spíše zbržďující parazita ve vývoji než inkompatibilita, která způsobí smrt parazita. Když je

21

to možné, je inhibována kolonizace genotypy Venturia inaequalis, kompatibilní s hostitelskými rasově specifickými geny (MacHARDY, 1996). Inkompatibilita (inkongruita) je dědičně podmíněná nezpůsobilost rostliny být hostitelem určitému druhu patogenu. Je to naprostá neslučitelnost rostliny a patogenu (KŮDELA et al., 1989).

2.4.2 Fyziologická rasa Fyziologická rasa je definována jako taxon parazita (zejména houby) specializovaná na různé kultivary jednoho hostitelského druhu. Rasa představuje skupinu genotypů sdílející konkrétní vlastnost. Tyto fixní genetické jednotky jsou nebo nejsou schopny sporulovat na konkrétních rezistentních hostitelích a jako takové by měly být nazývány fyziologickou rasou. S ohledem na Venturia inaequalis jsou rasy definovány do dvou úrovní: jejich diferenciální patogenita vůči kultivarům (nebo varietám) jednoho hostitelského druhu rodu Malus, v souladu s definicí výše, a jejich diferenciální patogenita vůči různým druhům rodu Malus (GESSLER a kol., 2006; MacHARDY, 1996). Fyziologická rasa je definována jako biotyp nebo skupina biotypů uvnitř druhu, která může být také určována nenáhodným výskytem virulence a avirulence. Rasy nelze odlišit pomocí morfologických znaků. Rasy je možné od sebe rozlišit podle jejich virulence na souboru diferenciačních odrůd hostitele (GESSLER a kol.; 2006, KŮDELA, 1989). Definice fyziologické rasy je také úzce definována pro Venturia inaequalis. Vhodnější definice specifická pro Venturia inaequalis je charakterizovaná diferenciální patogenitou vůči kultivarům Malus × domestica Borkh. nebo druhům rodu Malus (MacHARDY, 1996). V roce 1971 bylo identifikováno 19 avirulentních (Avr) alel, pojmenovaných p-1 až p-19. Byly stanoveny podle interakce mezi některými patogenními kmeny a řadou hostitelů rodu Malus, které naznačovaly vysoký počet potencionálních patotypů. V tomto patosystému bylo identifikováno sedm ras a později byla objevena rasa osmá (BOONE 1971, in BÉNAOUF a PARISI, 2000; BUS et al., 2005). Na celém světě je zaznamenáno 8 ras, které překonávají různé geny rezistence vyskytující se u odrůd jabloní. Mimo Evropu se vyskytuje 6 ras a ty neovlivňují pěstování jabloní v České republice (VÁVRA a BOČEK, 2009a). 22

2.4.3 Šlechtění na rezistenci vůči strupovitosti jabloně Nejvíce se ke šlechtění na rezistenci využívá botanický druh jabloně Malus floribunda (klon 821). Gen byl identifikován a označen jako gen velkého účinku zkratkou Vf (HOUGH, 1944). Podle fenotypových projevů patogena na potomstvu jabloně M. floribunda (klon 821) se zjistilo, že přítomný gen Vfh způsobuje hypersenzitivní reakci. Na molekulárně genetické úrovni byly charakterizovány čtyři homology rezistentního genu Vf, které tvoří tzv. Vf region. Tyto homology genů byly označeny jako Vfa1, Vfa2, Vfa3 a Vfa4. Většina vyšlechtěných rezistentních odrůd obsahuje tento gen rezistence Vf, která je nazývána monogenní (DAYTON and WILLIAMS, 1968; DAYTON and WILLIAMS, 1970; HOUGH et al., 1970). V současné době je ve šlechtění jabloní na rezistenci ke strupovitosti využíváno šest genů (lokusů), u nichž byla rezistence vůči Venturia inaequalis prokázána jako monogenně podmíněná. Jedná se o lokusy: Vf (pocházející z okrasné jabloně M. floribunda (klon 821), Vm (z planého druhu M. micromalus), Vr (z M. pumila, R127407a), Vbj (z M. baccata jackii), Vb (z ´Hanssen´ Baccata #2) a Va (z odrůdy ´Antonovka´ PI 172623) (HOUGH, 1944; DAYTON and WILLIAMS, 1968; DAYTON and WILLIAMS, 1970; HOUGH et al., 1970). Posledními výzkumy byl identifikován lokus Vg u odrůdy ´Golden Delicious´, i když původ tohoto genu je neznámý. Geny (lokusy) Vr, Vx, Vh2 a Vh4 jsou identifikovány podle fenotypových rozdílů v reakci na infekce strupovitosti: Vr a Vh2 se projevují hvězdicovitě nekrotizovanými tečkami, zatímco Vx a Vh4 poskytují typickou bodovou reakci (BUS et al., 2000). Šlechtění rezistentních odrůd a jejich zavádění do pěstování je významné z hlediska snižování nepříznivého dopadu používání chemických prostředků na potlačování chorob na životní prostředí a narušování ekologické rovnováhy. Význam šlechtění jabloní na rezistenci vůči strupovitosti je důležitý i v možnosti pěstovat v oblastech zamořených nebo ohrožených škodlivým činitelem odrůdy s jinými geny rezistence k dané rase či populaci strupovitosti. Praktickým využitím je rajonizace rezistentních odrůd na základě výskytu virulentních populací patogenu ke specifickým genům rezistence (VÁVRA a BOČEK, 2009b).

23

2.4.4 Gen Vf (Rvi6) V druhé polovině 20. století byly všechny významné šlechtitelské programy u jabloní zaměřeny na získání odrůd odolných vůči strupovitosti. Takto byl objeven gen Vf (Rvi6), který podmiňuje odolnost proti strupovitosti. Označení genu je odvozeno od latinského názvu houby (V = Venturia) a názvu botanické plané formy Malus floribunda Siebold ex Van Houte, klon 821 (f = floribunda) (BLAŽEK, 1993; WILLIAMS et al., 1996, in KING et al., 1998). Gen Vf (Rvi6) je dominatního typu a podmiňuje vysoký stupeň rezistence proti strupovitosti jabloní. V dlouhodobém horizontu vykazoval stabilní odolnost vůči všem rasám patogenu. Dále není ve vazbě s nežádoucími znaky jabloně. Tento gen si zachovává svoje dominantní postavení i u triploidů a tetraploidů. Výhodou je, že přítomnost genu může být zjišťována již velmi brzy po výsevu, a to od fáze dvou pravých listů. Gen Vf (Rvi6) může být identifikován pomocí molekulárních markerů. Rezistence podmíněna genem Vf (Rvi6) se dědí jako monogenní vlastnost (BLAŽEK, 2008; GESSLER et al., 1997, in GESSLER, 2006). V roce 2006 bylo poprvé v ČR zaznamenáno prolomení rezistence Vf genu a to hned na čtyřech lokalitách. Jednalo se o výsadby v Břasech a Spáleném Poříčí na Plzeňsku, Žernově na Semilsku a Bukové Lhotě u Benešova ve středních Čechách. Byly napadeny odrůdy ‘Florina’, ‘Goldstar’, ‘Melodie’, ‘Otava’, ‘Rajka’, ‘Rubinola’, ‘Selena’, ‘Topaz’ a ‘Vanda’ nesoucí gen Vf (VÁVRA a BOČEK, 2009a). V roce 2008 vyl výskyt strupovitosti jabloně zaznamenán v lokalitách Rohozec u Brna a Branice u Bechyně. Symptomy strupovitosti byly též hlášeny na rezistentních odrůdách z lokalit u Mnichova Hradiště, Železného Brodu u Choustníkova Hradiště. Slabé příznaky této choroby byly taktéž hlášeny z lokality Střížovice u Turnova. V roce 2009 se objevila strupovitost na rezistentních odrůdách v lokalitě Milčice u Pačejova a v pokusné výsadbě VÚRV na Ruzyni. Ve všech případech byla prolomena Vf rezistence VÁVRA a BOČEK, 2009b). Nejvyšší riziko prolomení rezistence podmíněné genem Vf je na pracovištích zabývajících se šlechtěním těchto odrůd. Smíšené výsadby odrůd a genotypů jabloní s různým stupněm své odolnosti navozují ideální podmínky pro vznik nových rekombinantních typů strupovitosti. Jisté riziko představují všechny výsadby jabloní, v nichž jsou společně vysazeny rezistentní odrůdy s citlivými odrůdami a ve kterých se nepoužívá dostatečně účinná ochrana proti této chorobě (BLAŽEK a VÁVRA, 2006). 24

2.5 Ontogenická rezistence Ontogenická nebo věkem podmíněná rezistence je schopnost celých rostlin nebo rostlinných částí odolávat nebo tolerovat patogen s jejím věkem a vyzráváním. Nevede to k imunitě, ale k jisté úrovni rezistence vyvíjející se s věkem rostlinných pletiv, což může vést k ochraně od infekce (FICKE, 2002). V roce 1900 Aderhold, jako první výzkumník, zaznamenal, že mladší listy rodu Malus byly více náchylné vůči strupovitosti jabloně než listy starší (MacHARDY, 1996). Infekce se začíná projevovat jen u rozvinutých listů (VALSANGIACOMO a GESSLER, 1988). Ontogenická rezistence se pomaleji vyvíjí ve skleníkových podmínkách než v polních, což pravděpodobně odráží rozdílnou zralost rostlinných pletiv v různých environmentálních podmínkách (SZKOLNIK, 1978). Rychlost klíčení konidií a diferenciace apresorií Venturia inaequalis není ovlivněná věkem listu, ale rozvojem stromatu. Sporulace a její rychlost a četnost je redukována se vzrůstajícím věkem pletiv (GESSLER a STUMM, 1984). Základ této rezistence je neznámý, ale je prokázáno, že je to způsobeno inaktivitou v pozdějším vegetačním období, kdy listy začínají stárnout a dormantní léze obnovují svůj vývoj dokonce na starších listech (KOLLAR, 1996). Tato senescence může odhalit schopnost rostliny vyvolat rezistentní odpověď. Ontogenická rezistence je pozorována u všech odrůd jabloní a nikdy nebylo pozorováno překonání patogenem; jestliže patogen může vytvořit biomasu umožňující úspěšné sexuální křížení během zimy, navzdory působící ontogenické rezistenci, není to selektivní motor překonávající tuto rezistenci (MacHARDY et al., 2001).

2.5.1 Studium ontogenické rezistence u révy vinné Primárním zdokumentovaným zdrojem ontogenické rezistence je réva vinná (Vitis vinifera). Ontogenická rezistence dovoluje malému množství konidií penetrovat, ale kolonie rychle zanikne. Toto pozorování odhaluje, že ontogenická rezistence může být specifická v různých relacích nebo v různých stupních během infekce (GEE a GADOURY, 2008). GADOURY et al. (2003) zjistili ve své práci, že ontogenická rezistence se silně projevila u bobulí čtyř kultivarů Vitis vinifera 20 dnů po kvetení v každém roce studie. Dříve navrhované mechanismy tohoto jevu, jako je akumulace rozpustných pevných látek v téměř zralém ovoci a následné změny osmotického potenciálu, nebo spojení sloučenin s antimikrobiálními vlastnostmi souběžné se

25

začátkem zrání bobulí révy vinné proto nemůžou být náhodně spojeny s ontogenickou rezistencí, která předchází tomuto procesu v období několika týdnů. Pletiva révy vinné jsou podřízená k vývoji ontogenické nebo s věkem podmíněné rezistenci k několika houbovým patogenům. Například, mladé bobule révy vinné jsou vysoce náchylné k Uncinula necator a Guignardia bidwellii, ale stávají se rezistentní s věkem. Tato informace vylepšila strategii ochrany proti chorobám vyvolaným těmito patogeny. Ontogenická rezistence k padlí je také zaznamenána, ale čas propuknutí rezistence mezi kultivary Vitis vinifera a Vitis labrusca a specifickými změnami s náchylnosti mezi bobulí a pletivy stonku nebyl přesně popsán (KENELLY, 2005). Získání vysoké úrovně ontogenické rezistence u bobulí bylo zachováno, jestliže fungicidní ochrana byla poskytnuta až do přibližně tří týdnů po kvetení (KENELLY, 2005). Ontogenická rezistence vůči Plasmopara viticola se obecně vyvíjí později u pedicelu než u pletiv bobulí u všech kultivarů, podobně jako je rozdílný vývoj ontogenické rezistence u Uncinula necator u bobulí a pletiv vřetene čtyř kultivarů Vitis vinifera (KENELLY, 2005). DEYTIEUX-BELLAU et al. (2009) považují ontogenickou rezistenci na nezralých bobulích révy vinné vůči Botrytis cinerea nepochybně za následek přítomnosti základních antifungálních složek v účinné koncentraci. Dále tito autoři považují fenolické složky a polymerické proanthocyanidiny (zkratka PPRAs) nebo taniny ze slupek bobulí za toxické vůči B. cinerea. Zejména fenolické složky spojené s parietálními strukturami ve slupkách bobulí a tyto složky detekované v exsudátech z bobulí révy vinné. PPRAs ze slupek bobulí mohou hrát důležitou roli v ontogenické rezistenci u bobulí, protože inhibitory aktivity PPRAs ze zralých bobulí jsou nižší než z nezralých bobulí.

26

2.5.2 Ontogenická rezistence k Venturia inaequalis u jabloně domácí Mladé listy jabloní mohou být náchylné ke strupovitosti (Venturia inaequalis), ale stávají se s dospíváním odolnější vůči infekci (FICKE, 2002). Dospívající listy jabloně bezprostředně potlačují růst patogenu po kutikulární penetraci a výskyt symptomů choroby se zbržďuje. O tom, že by buněčná stěna a kutikulární membrána společně se subkutikulárním pH takového listu hrála rozhodující roli v rezistenci, se spekuluje (JHA, 2009). Léze Venturia inaequalis na listech jabloní se objevují v dosahu maximálně 10 mm v průměru od místa infekce, než ustanou v rozšiřování se (MacHARDY, 1996). Po mnoho roků je už diskutována role kutikulární membrány jako preformované fyzikální bariéry proti penetrujícím mikroorganismům. Kutikulární membrány mohou být enzymaticky degradovány, na což jsou nyní k dispozici velké důkazy. Několik studií ukazuje, že tyto struktury mohou být důležitým faktorem v prevenci infekce patogenem (VALSAGIACOMO a GESSLER, 1988). Podle SCHWABEho (1979) je nejnáchylnější vůči Venturia inaequalis listová plocha 2 dny po rozvinutí. V jeho experimentu se listy stávaly odolnějšími vůči infekci se stoupajícím věkem a dosáhly plné rezistence 12 až 13 dní po rozvinutí listů. Mycelium na velmi starých listech rostlo tak pomalu, že nevedlo k vizuálním symptomům, i když některé symptomů prosté kolonie produkovaly konidie pod mikroskopem. Podobně JHA (2009) zjistil, že na mladých listech mycelium roste rychleji a symptomy jsou pozorovány dříve než na starých listech. Na velmi starých listech mycelium roste pomalu a nejsou zachyceny viditelné symptomy choroby, ale některé symptomů prosté léze mohou produkovat konidie. Viditelné léze na starých listech jsou s největší pravděpodobností výsledkem infekce z doby, kdy listy byly ještě poměrně mladé. Když se listy plně rozvinuly, ontogenická rezistence plně přebrala svůj efekt a vedla k možné inhibici infekce a myceliálního růstu (LI a XU, 2002). Objevení se značného počtu lézí strupovitosti jabloně na podzim, které vyúsťuje v novou infekci, může být důkazem prolomení rezistence na starých listech. Je možné, že je to způsobeno fyziologickými změnami, které se dějí v listech s nástupem senescence (MacHARDY, 1996). Staré listy se zase mohou stát náchylné k houbě v pozdní sezóně a předtím inhibované mycelium uvnitř listového pletiva může znovu začít růst (KOHL a KOLLAR, 1994; MacHARDY, 1996). Výsledkem toho jsou nové 27

viditelné léze. Tato fáze epidemie na podzim může mít značný důsledek na zvládnutí choroby, protože v této fázi se vytváří další primární inokulum na příští jaro (OLIVIER a LESPINASSE, 1981; MacHARDY, 1996). Stromy dostávající kompletní výživu byly více náchylné ke strupovitosti jabloně než stromy postrádající určité živiny. Nedostatek živiny nebo živin byl důvodem k brzkému projevu rezistence (JOHNSTONE, 1931b).

28

3 Vlastní komentář k řešené problematice Jabloně jsou základním jádrovým ovocným druhem České republiky, které jsou ve velké míře napadány strupovitostí jabloně (Venturia inaequalis). Proti ní se často bojuje šlechtěním odolných odrůd s mnohonásobnou rezistencí. Dále také samozřejmě chemicky pomocí fungicidních přípravků, které se musí aplikovat v poměrně velkých dávkách a také v častých aplikacích. Zde ale hrozí riziko rezistence vůči nim. V poslední době se stále více autorů věnuje problematice ontogenické rezistence, což je jistá úroveň rezistence vyvíjející se s věkem pletiv. Tak rostlina může odolávat nebo tolerovat infekci. Tento druh rezistence, mimo jiné druhy rezistence jako např. kvantitativní rezistence, kvalitativní rezistence, rasově specifická rezistence a rasově nespecifická rezistence, je studován u jabloní (Malus domestica), ale i u révy vinné (Vitis vinifera) a zmínka byla nalezena i u chmele (Humulus lupulus). U jabloní byla ontogenická rezistence popsána hlavně na listu, kdy se nejvíce projevovala na jaře asi 12 dní po rozvinutí listů. Na podzim byla často rezistence prolomena, což mohlo být způsobeno fyziologickými změnami v listech. U révy vinné je ontogenická rezistence studována hlavně na bobulích v souvislosti s výskytem padlí (Uncinula necator) a plísně révy (Plasmopara viticola). Tyto dvě zmíněné houbové choroby způsobují nejvíce hospodářských škod ve vinicích. Ontogenická rezistence je také studována u chmele (Humulus lupulus). Padlí chmele (způsobené Podosphaera macularis) může mít za následek značné ztráty výnosů a kvality šištic chmele. Zatímco ontogenická rezistence se projevovala na listech chmele, nebyla charakterizována ve větší míře na šišticích. Šištice vyprodukované ve skleníku a na poli inokulované P. macularis v různých fázích vývoje projevovaly postupující redukci ve výskytu nebo vážnosti onemocnění padlím s dozráváním. Nejvážnější infekce padlím byla pozorována v brzkých stádiích kvetení a v brzkém stadiu šištic. Nízká hladina infekce byla možná po celou dobu zrání. Částečná ontogenická rezistence vyskytující se u šištic chmele a soustředění se na brzká stádia vývoje šištic je důležité v ochraně proti padlí chmele (WOLFENBARGER, 2012). Úroveň rezistence vůči strupovitosti jabloně u starých listů by mohla být považována za jedno z kritérií při selekci u šlechtitelských programů (OLIVIER a LESPINASSE, 1981).

29

Studium ontogenické rezistence by mohlo do budoucna přinést zajímavé poznatky o mechanismu jejího působení. V souvislosti s tím bychom teoreticky mohli ošetřovat hospodářské plodiny a ovocné stromy menším počtem fungicidů, případně vyvinout účinnější fungicidy. To by mělo samozřejmě vliv i na hospodářský výnos a ekonomickou situaci pěstitelů.

30

4 Závěr V této práci byla charakterizována strupovitost jabloně a její původce Venturia inaequalis. Ta napadá listy a plody jabloní a způsobuje tak značné hospodářské škody v jabloňových sadech. Šíří se především askosporami na jaře a v brzkém létě, kdy jsou pletiva listů a plodů nejnáchylnější. Je možná přímá a nepřímá ochrana vůči strupovitosti jabloně. Pod nepřímou ochranu spadá souhrn agrotechnických opatření, vyrovnané hnojení, využití doplňkové závlahy, použití certifikovaného sadbového materiálu a soulad mezi stanovištěm a odrůdou. Pod přímou ochranu spadá pěstování tolerantních a rezistentních odrůd jabloní, mechanická ochrana, biologická a chemická ochrana. Chemická ochrana zahrnuje používání chemických preparátů, které jsou každoročně aktualizovány na webových stránkách Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského. Jádrem práce je soustředit se na problematiku pojednávající o ontogenické rezistenci k patogenu V. inaequalis, tj. o zvyšující se odolnosti vůči patogenu se stárnutím pletiv hostitelské rostliny. Ontogenická rezistence je rasově nespecifická a listy a plody se stávají vůči patogenu odolnější s dozráváním pletiv. Ontogenická rezistence je považována spíše jako za faktor zbržďující parazita ve vývoji než inkompatibilita. Ontogenická rezistence se často zmiňuje a také bývá studována u révy vinné (Vitis vinifera) vůči plísni (Plasmopara viticola) a padlí (Uncinula necator) na bobulích a méně na listech, ale byla nalezena zmínka i u chmele (Humulus lupulus) vůči padlí (Podosphaera macularis), kde byla pozorována nejvíce na listech a menší míře na šišticích.

31

5 Souhrn V bakalářské práci je popsána choroba strupovitost jabloně a podána charakteristika původce této choroby, houby Venturia inaequalis. Zmíněny jsou možnosti přímé a nepřímé ochrany. Pozornost je věnována šlechtění na rezistenci, zejména s využitím genu Vf (Rvi6), včetně problematiky prolomení rezistence fyziologickými rasami patogenu. Těžištěm práce je téma ontogenické rezistence, tj. věkem podmíněné rezistence jako schopnosti celých rostlin nebo rostlinných částí odolávat nebo tolerovat chorobu s věkem a vyzráváním hostitelských pletiv. Mladé listy jabloní mohou být náchylné ke strupovitosti (Venturia inaequalis), ale stávají se s dospíváním odolnější vůči infekci. Praktické využití ontogenické rezistence spočívá v potenciálu vyšlechtění odolných odrůd, jejichž zavedení do pěstování bude mít pozitivní efekt na hospodářský výnos, a tím přínos pěstitelům.

Klíčová slova Ontogenická rezistence, strupovitost jabloně, Venturia inaequalis

32

Resume The Bachelor Work describes the disease of apple scab and characterises the originator of this disease - the fungus Venturia inaequalis. The possibilities of both direct and indirect protection are mentioned. The work concentrates on breeding for resistance, particularly with the use of the gene Vf (Rvi6), including the problems connected with breaking through the resistance by physiologic races of the pathogen. The emphasis is placed on ontogenic resistance, ie. the resistance influenced by age as the ability of all plants or their parts to resist and tolarate the disease in connection with the age and maturation of the host tissues. Young apple tree leaves can be susceptible to apple scab (Venturia inaequalis) but when full-grown they become more resistant to the infection. The practical use of ontogenic resistance lies in the potential for the breeding of resistant varieties, the introduction of which into cultivation will have a positive effect on agricultural yield and will also bring great benefits to agriculturists.

Key words Ontogenic resistance, apple scab, Venturia inaequalis

33

6 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY BEDNÁŘ, J. Genetická determinace a rezistence vůči strupovitosti Venturia inaequalis Cke. In SALAŠ, P. Sborník přednášek z odborného semináře, Lednice na Moravě, 2003, s. 3‒7, ISBN 80‒7157‒715‒4. BÉNAOUF, G. a PARISI, L. Genetics of Host-Pathogen Relationships Between Venturia inaequalis Races 6 and 7 and Malus Species. Phytopathology, 2000, 90 (3), p. 236‒242, ISSN 0031‒949X. BIEHN, W. L., WILLIAMS, E. B., KUC, J. Resistance of mature leaves on Malus atrosanguinea 804 to Venturia inaequalis and Helminthosporium carbonum. Phytopathology, 1966, 56, 588‒589. BLAŽEK, J. Historie šlechtění jabloní proti strupovitosti. Zahrádkář 11/93, ročník XXV., s. 25, ISSN 0139‒7781. BLAŽEK, J. Šlechtění jabloní, In Salaš, P. Šlechtění a množení zahradnických rostlin II, MZLU v Brně, 2008, ISBN 978-80-7375-161-6. BLAŽEK, J., VÁVRA, R. Napadení rezistentních odrůd jabloní strupovitostí v ČR. Zahradnictví, 2006, 12, s. 14 – 15, ISSN 1213-7595. BOČEK, S. Hodnocení nových genotypů jabloní vyšlechtěných na odolnost vůči strupovitosti jabloně (Venturia inaequalis/Cke./Wint). Disertační práce. Brno: MENDELU Brno, 2005, 210 s. BOWEN, J. K. et al. Venturia inaequalis: the causal agent of apple scab. Molecular Plant Pathology, 2011, 12 (2), p. 105‒122. ISSN 1464‒6722. BUS, V., RANATUNGA, C., GARDINER, S., BASSETT, H., RIKKERINK, E. Marker assisted selection for pest and disease resistance in the New Zealand apple breeding programme. Acta Horticulturae, 2000, 538, p. 541 – 547. BUS, V. G., LAURENS, F. N. D., VAN DE WEG, W. E., RUSHOLME, R. L., RIKKERINK, E. H. A., GARDINER, S. E., BASSETT, H. C. M., a PLUMMER, K. M. The Vh8 locus of a new gene-for-gene interaction between Venturia inaequalis and the wild apple Malus sieversii is closely linked to the Vh2 locus in Malus plumila R127404A. New Phytol., 2005, 166, p. 1035‒1049, ISSN 1469‒8137. DAY, P. R., BOONE, D. M. and KEITT G. W. Venturia inaequalis (Cke.) Wint. XI. The chromosome number. American Journal of Botany, 1956, 43, 835‒838. 34

DAYTON, D. F., WILLIAMS, E. B. Independent genes in Malus for resistance to Venturia inaequalis. Proceeding of the American Society for Horticultural Science. 1968, 92, p. 89 – 93. DAYTON, D. F., WILLIAMS, E. B. Additional allelic genes in Malus for scab resistance of two reaction types. Journal of the American Society of Horticultural Science. 1970, 95, p. 735 – 736. DEYTIEUX-BELLAU, C., GENY, L., ROUDET, J., MAYET, V., DONECHE, B., FERMAUD, M. Grape berry skin features related to ontogenic resistance to Botrytis cinerea. European Journal of Plant Pathology, 2009, 125 (4), 551 – 563, DOI 10.1007/s10658-009-9503-6. DUNEMANN, F. and EGERER, J. A major resistance gene from Russian apple ´Antonovka´ conferring field immunity against apple scab is closely linked to the Vf locus. Tree Genet. Genomes, 2010, DOI: 10.1007/s11295-010-0278-x. DUREL, C. E., PARISI, L., LAURENS, F., VAN DE WEG, W. E., LIEBHARD, R. and JOURJON, M. F. Genetic dissection of partial resistance to race 6 of Venturia inaequalis in apple. Genome, 2003, 46, 224‒234. GADOURY, D. M., SEEM, R. C., FICKE, A., WILCOX, W. F. Ontogenic Resistance to Powdery Mildew in Grape Berries. Phytopathology, 2003, 93 (5), 547 – 555, ISSN 0031-949X. GEE, C. T., GADOURY, D. M., and CADLE-DAVIDSON, L. Ontogenic resistance to Uncinula necator varies by genotype and tissue type in a diverse collection of Vitis spp. Plant Disease, 2008, 92, 1067 – 1073, doi:10.1094/PDIS-92-7-1067. GESSLER, C. and STUMM, D. Infection and stroma formation by Venturia inaequalis on apple leaves with different degrees of susceptibility to scab. Journal of Phytopathology, 1984, 110 (2), 119‒126, ISSN 1931‒1785. GESSLER,

C.,

PATOCCHI,

A.,

SANSAVINI,

S.,

TARTARINI,

S:,

GIANFRANCESCHI, L. Venturia inaequalis Resistance in Apple, Critical Reviews in Plant Sciences, 25: 473‒503, 2006, ISSN 0735‒2689. HLUCHÝ,

M.,

ACKERMANN,

P.,

ZACHARDA,

M.,

BAGAR,

M.,

JETMAROVÁ, E., VANĚK, G. Obrazový atlas chorob a škůdců ovocných dřevin a révy vinné – Ochrana ovocných dřevin a révy vinné v integrované produkci, Biocont Laboratory s.r.o., Brno 1997, s 32‒35, ISBN 80‒901874‒2‒1.

35

HOUGH, L. F. A survey of the scab resistance of the foliage on seedlings in selected apple progenies. Proceeding of the American Society for Horticultural Science. 1944, 44, p. 260 – 272. HOUGH, L. F., WILLIAMS, E. B., DAYTON, D. F., SHAY, J. R., BAILEY, C. H., MOWRY, J. B., JANICK, J. and EMERSON, F. H. 1970. Pages 217 – 230 In: Proceedings of Eucarpia Fruit Section Symposium, Tree Fruit Breeding, Angers, September 14th – 18th 1970. INRA Ed., Versailles. HUDEC, K., GUTTEN, J. Encyklopedie chorob a škůdců, Computer Press a.s., Brno 2007, 359 s., ISBN 978-80-251-1768-2. JHA, G., THAKUR, K. and THAKUR, P. The Venturia Apple Pathosystem: Pathogenicity Mechanisms and Plant Defense Responses. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2009, ID 680160, 10 pages, doi:10.1155/2009680160, ISSN 1110‒7251. JOHNSTONE, K. H. Observations on the varietal resistance of the apple to scab (Venturia inaequalis Aderh.) with special reference to its physiological aspects. J. Pomol., 1931, 9, 195‒227. JUROCH, J. 2010. Strupovitost jabloně – nejvýznamnější houbová choroba jabloní [online]. Ministerstvo zemědělství ČR ve spolupráci se Státní rostlinolékařskou správou

[cit.

2014-25-03].

Dostupné

z WWW:

KAZDA, J. Choroby a škůdci polních plodin, ovoce a zeleniny, 2. doplněné vydání, vydáno redakcí časopisu FARMÁŘ ‒ ZEMĚDĚLEC ve spolupráci se studiem F, 2001, ISBN 80‒902413‒3‒6. KEITT, G. W., JONES, L. K. Studies of the epidemiology and control of apple scab. Wis. Agric. Exp. Stn. Res. Bul., 1926, 173, 1‒104. KENELLY, M. M., GADOURY, D. M., WILCOX, W. F., MAGAREY, P. A., and SEEM, R. C. Seasonal development of ontogenic resistance to downy mildew in grape berris and racises. Phythopathology, 2005, 95 (12), 1445 – 1452, ISSN 0031949X. KING, G. J., ALSTON, F. H., BROWN, L. M., CHEVREAU, E., EVANS, K. M., DUNEMANN, F., JANSE, J., LAURENS, F., LYNN, J. R., MALIEPAARD, C., MANGANARIS, A. G., ROCHE, P., SCHMIDT, H., TARTARINI, S., VERHAEGH, J., VRIELINK, R. Multiple field and glasshouse assesments increase the reliability of 36

linkage mapping of the Vf source of scab resistance in apple. Theor Apple Genet, 1998, 96, p. 699‒708. KOHL, R., KOLLAR, A. Impairment of ontogenic resistance of apple against Venturia inaequalis. Norwegian Journal of Agricultural Sciences (Suppl.), 1994, 17, 399‒402, ISSN 0801‒5341. KOLLAR, A. Evidence for loss of ontogenetic resistance of apple leaves against Venturia inaequalis. Eur. J. Plant Pathol. 1996, 102, 773‒778. KOLLER, B., MÜLLER, M., VALSANGIACOMO, C., GESSLER, C. Cell wall degrading enzymes and inhibitor involved in the interaction between Venturia inaequalis nad Malus domestica. Acta. Phytopahol. Et. Entomol. Hung., 1992, 27, 353‒359 KŮDELA, V., et al. Obecná fytopatologie. Academia, Praha, 1989, 387 s, ISBN 80‒200‒0156‒5. KŮDELA, V, et al. Česko-anglická rostlinolékařská terminologie = CzechEnglish

plant

health terminology.

Academia,

Praha,

2007,

880

s.,

ISBN

978‒80‒200‒1550‒1LÁNSKÝ, M., NEČASNÝ, V., KLOTVOROVÁ, J., KUPKOVÁ. Vyvolání rezistence houby Venturia inaequalis Cke. Aderh. ke strobilurinovým a DMI fungicidům při ochraně jabloní proti strupovitosti. Vědecké práce ovocnářské, 2005b,19, s. 35‒44, ISSN 0231‒6900. LI, B., and XU, X. Infection and Development of Apple Scab (Venturia ianequalis) on Old Leaves. Journal of Phytopathology, 2002, 150, 687‒691, ISSN 0931‒1785. MacHARDY, W. E., JEGER, M. J. Integrating control measures for the management of primary apple scab, Venturia inaequalis (Cke.) Wint. Protec. Ecol., 1983, 5, 103‒125. MacHARDY, W.E. Apple scab. Biology, Epidemiology, and Management. APS Press, The American Phytopathological Soc., St. Paul, Minnesota, 1996, 545 p., ISBN 0‒89054‒206‒6. MacHARDY, W. E., GADOURY, D. M. and GESSLER, C. Parasitic and biological fitness of Venturia inaequalis: relationship to disease management strategies. Plant Dis. 2001, 85, 1036‒1051.

37

MILLS, W. D. and LaPLANTE, A. A. Apple scab. In: Disease and insects in the orchard. Cornell Extension Bulletin, 1954, 711, 20 – 28. OLIVIER, J. M., LESPINASSE, Y. Evolution des rechershes sur la resistance du pomier a la tavelure. II. Etude du parasite et strategies de lutte. Ler Colloque sur les Recherches fruitiers, 1981, Bordeaux, 145‒156. SANDSKÄR, B. Apple Scab (Venturia inaequalis) and Pests in Organic Orchads, Alnarp 2003, švédská univerzita. Doktorská teze SANDSKÄR, BOEL (2003) Apple Scab (Venturia inaequalis) and pests in organic orchads. Doctoral diss. Dept. of Crop Science, SLU. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae. Agraria vol. 378. SCHWABE, W. F. S. Changes in scab susceptibility of apple leaves as influenced by age. Phytophylactica, 1979, 11, 53‒56. SORIANO, J. M., JOSHI, S. G., VAN KAAUWEN, M., NOORDIJK, Y., GROENWOLD, R., HENKEN, B., VAN DE WEG, W. E. and SCHOUTEN, H. J. Identification and mapping of the novel apple scab resistance gene Vd3. Tree Genet. Genomes, 2009, 5, 475‒487. SZKOLNIK, M. Relative susceptibility to scab and production of conidia among 30 apple varieties. Proceeding of the Apple and Pear Scab Workshop (JONES, A. L. a GILPATRICK, J. D., eds). Kansas City, MO: New York Agricultural Experimental Station Special Report, 1978, 12, 11‒14. TURECHEK, W. W. Apple diseases and their management. Diseases of Fruits and Vegetables, Volume I, Kluwer Academic Publishers, NY, USA, 2004, p. 1‒108. TURECHEK, W. W., CAROLL, J. Tree Fruit & Berry Pathology: The Mills´ Tables [online], New York State Agricultural Experiment Station, Geneva, New York, 2006

[cit.

cit.

2014-04-22].

Dostupné

z WWW.

. VACH, M. Profesionální informace pro agronomy. Výkladový slovník [online], 2007

[cit.

Cit.

2013-02-02].

Dostupný

z WWW:

http://www.agromanual.cz/cz/atlas/vykladovy-slovnik?asort=T. VALSANGIACOMO, C. and GESSLER, C. Role of Cuticular Membrane in Ontogenic and Vf-Resistance of Apple Leaves agains Venturia inaequalis. Phytopathology, 1988, 78 (8): 1066‒1069, ISSN 0031‒949X.

38

VALSANGIACOMO, C., GESSLER, C. Purification, characterization and immunological studies of an exo-polygalacturonase produced by Venturia inaequalis, causal agent of apple scab. Physiol. Molec. Plant Pathol., 1992, 40, 63‒77. VAVERKA, S. Zemědělská fytopatologie, 1. vyd. Brno: Skriptum MZLU, 1995 ISBN 80‒7157‒167‒9. VÁVRA, R. a BOČEK, S. Symptomy strupovitosti jabloní na odrůdách a genotypech nesoucí různé geny rezistence. Vědecké práce ovocnářské, 2009a, 21, s. 71‒75, ISSN 0231‒6900. VÁVRA, R. a BOČEK, S. Virulence strupovitosti u výsadeb s prolomenou rezistencí. Zahradnictví, 2009b, 12, s. 12‒14, ISSN 1213‒7596. WOLFENBARGER, S. N., NELSON, M. E., GROVE, G. G., WOODS, J. L., GENT, D. H. Characterization of ontogenic resistance to powdery mildew in hop cones. Phytopathology, 2012, 102 (7), s. 137.

39

Internetové zdroje obrázků: Plod Venturia inaequalis [online]. [cit. 2014-06-05]. Dostupné z WWW: List Venturia inaequalis [online]. [cit. 2014-04-02]. Dostupné z WWW: Psedoperithecium Venturia inaequalis [online]. [cit. 2014-04-02]. Dostupné z WWW: Askospora Venturia inaequalis [online]. [cit. 2014-04-02]. Dostupné z WWW: Životní cyklus Venturia inaequalis [online]. [cit. 2014-25-03]. Dostupné z WWW:


http://www.biosad.cz/scab.htm>

Internetové zdroje: Strupovitost jabloně [online]. Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský Holovousy

s.r.o.

[cit.

2014-25-03].

Dostupné

z WWW:

Strupovitost jabloně [online]. Plant Protection – Apple [cit. 2014-01-04]. Dostupné

z WWW:



40