Název akce, datum: Autoři: ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Reakce hostitele na infekční agens • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Pojmy §základní inkompatibilita – imunita (nehostitel - nepatogen) §základní kompatibilita a)REZISTENCE = schopnost host. oddálit nebo potlačit aktivitu patog. agens • (rezistence x imunita) b)NÁCHYLNOST = neschopnost ….. c)TOLERANCE = schopnost snášet zjevně neomezenou a rozsáhlou invazi bez příznaků • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Symptomy ►viditelná abnormalita vzniklá následkem napadení ►lokální, systémové ►hlavní, vedlejší – dle významu pro diagnostiku ►iniciační, sekundární • • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Klasifikace symptomů 1.změny zabarvení - diskolorace –žloutnutí (absence zelené barvy, redukce počtu chloroplastů) –hnědnutí (odumírání pletiv, enzymatická přeměna polyfenolů v buněčné šťávě na hnědé oxidační produkty) –červenání – antokyanizace (vymizení chlorofylu, vyniknutí antokyanů) –panašování, albinismus –mozaika –virescence • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png 2.změny tvaru –hypoplasie – atrofie, zakrnělost –hyperplasie – tumory –kadeřavost –svinování listů –čarověníky • Kadeřavost broskvoně – Wikipedie kadeřavost broskvoně (Taphrina deformans) [USEMAP] čarověníky www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png 3.odumírání –odumírání buněk –vadnutí – ztráta turgoru –apoplexie –hniloba – mumifikace, mokrá –nekróza – lokální odumření pletiv • [USEMAP] moniliová hniloba plodů peckovin (Monillia fructigena) – mumifikace plodů [USEMAP] K-deficientní okrajová nekróza listů rybízu www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png 4.funkční změny A.změny na úrovni pletiv a buněk –narušení integrity plasmalemy –změny fyz.-chemických vlastností cytoplasmy, narušení struktury koloidů cytoplasmy –změny plastidů – chloroplasty –mitochondrie – zvětšení, zvýšení, degradace –jádro – desintegrace, hypertrofie, vakuolizace B.změny metabolismu –extrémní zatížení energetického metabolismu buňky –krytí zvýšené energetické podpory –indukce změn nízkomolekulárními metabolity patogenů –změna permeability membrán, ultrastruktura subcelulárních organel –změna v kompartamentaci látek –stoupá aktivita enzymů při katabolismu sacharidů, metabolismu aminokyselin, – oxid.-red.procesech C. www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png C.fotosyntéza –rychlost klesá v průběhu onemocnění –u nekróz absolutně –u obligátních biotrofů poruchy • D.respirace –zvyšuje se v průběhu patogeneze –stresová situace – nárůst nároků na volnou energii • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Mechanismy rezistence ►v populacích rostlin převládá rezistence nad náchylností ►pro vznik choroby 4 faktory: –vhodnost živných látek rostliny pro patogena –účinnost obranných bariér –účinnost iritantů patogena –citlivost rostlin na přítomnost patogena • • • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Strukturální obranné mechanismy (krycí pletiva, vosky, kutikula, buněčná st.) §krycí pletiva –odpuzují patogeny nebo jejich vektory (vůně) –zamezují vstupu –vosky a hydrofobní povrch –trichomy –síla kutikuly- ovlivňuje rychlost penetrace –buněčná stěna – musí být porušena –průduchy, lenticely, hydatody – brána infekce www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Biochemické determinanty rezistence 1.inhibiční látky rostliny –nesyntetizují se až po napadení –glykoalkaloid tomatin – rezistence k Fusarium u zelených plodů rajčat 2.syntéza inhibičních látek po interakci hostitel – patogen –fytoalexiny – sekundární metabolity rostliny, antibiotické povahy – pisatin, fazeolin, zeatin, trifolirhizin –exudáty –enzymy lyzující patogeny – glukanázy, chitinázy –antimikrobiální látky – fenoly, taniny, melaniny, lignin, kyan. –glykosidy 3.systémová rezistence – aktivní obranný systém –tzv. hypersenzitivní reakce, nekróza –kyselina salicylová, jasmonová, etylén – endogenní signál při SR • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Typy interakcí mezi patogenem a rostlinou patogen hostitel virulentní avirulentní rezistentní R - R - citlivý S - příznaky choroby R - Úroveň – fenotypů – genotypů: gen rezistence R/r gen virulence Avr/avr – molekulární www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Selekční metody Tvorba rezistentního materiálu ►klasické – artificiální inokulace, výběr, zpětné křížení ►biotechnologické – in vitro kultury – protoplasty, buněčné suspenze, kalusy – toxické metabolity ►GMO – např. Agrobacterium tumefaciens, direct bombardment • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Markerování rezistence ►klasicky – testy rezistence, zpětné křížení, hodnocení reakce hostitele na inokulaci ►biochemicky – např. analýza fytoalexinů, enzymů apod. ►molekulárně-geneticky ►PCR –RAPD markery (PCR patogenů) –AFLP –RFLP, SSR markery, mikrosatelity ►MAS www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Genome mapping, MAS (marker-assisted selection) § genová mapa vojtěšky –odvozená v F2 generaci M. sativa subsp. Falcata –více než 900 RFLP, RAPD, isozymových a morfologických markerů –několik QTL (quantitative trait loci) především pro abiotické stresy (aluminium, sucho, mráz, ale i barva květů, somatická embryogeneze apod.) • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Viruses of red clover in the Czech Republic ►Bean yellow mosaic virus - BYMV ►Alfalfa mosaic virus - AMV ►Pea top necrosis virus ►Red clover vein mosaic virus • Jetel lucni 01 www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Bean yellow mosaic virus - BYMV §symptomy: –mozaika, zkadeření, retardace růstu §přenos: –vektory – mšice, nepersistentní přenos –částečný přenos mechanicky šťávou, osivem §škodlivost: –výnos o 25%, snížení vytrvalosti – §rezistentní šlechtění – výsledky VÚPxHŽ • [USEMAP] www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Symptoms of virus diseases on Trifolium spp. clover trifolium - Alfalfa mosaic virus [USEMAP] Alfalfa mosaic virus Red clover vein mosaic virus www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Scheme of selection of red clover material resistant to BYMV www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Greenhouse test – inoculation sklenik www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Plant nursery – individual plants skolka www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Results of selection of red clover material resistant to BYMV www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Percentage of red clover strains in particular grades of resistance to BYMV Grade 1 percentage of infection of particular strain till 10,0 % www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Fusarium spp. – krčkové a kořenové hniloby –komplexní onemocnění, hniloby kořenového systému –v současnosti hlavní choroba –škodlivost v desítkách procent –snížení vytrvalosti, predispozice pro další patogeny –rezistence jako jedna z možností – příklad nšl. VUPxHŽ – • www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Symptoms of Fusarium spp. on red clover roots [USEMAP] www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Strains with different resistance to Fusarium spp. fusod susceptible resistant fusnach2 www.vupt.cz ZVT_logo_zakladni_CMYK.png Strategie a perspektivy –specifika pícnin - cizosprašnost, self-incompatibilita, častá inbrední deprese –využívání MAS a QTL, SSR markery –mezidruhová a mezirodová hybridizace –postupné poznávání ras patogenů • Kontakt Výzkumný ústav pícninářský, spol. s r.o. Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Zahradní 1 664 41 Troubsko www.vupt.cz https://www.facebook.com/vuptroubsko/ DĚKUJI ZA POZORNOST ZVT_logo_zakladni_CMYK.png RNDr. Jan Nedělník, Ph.D.