Analyse der Virulenzsituation des Roggenschwarzrostes (Puccinia graminis f. sp. secalis) im ökologischen Landbau zur Züchtung resistenten Roggens

Organic Agriculture is especially affected by the increasing spread of stem rust in rye (Puccinia graminis f. sp. secalis) because there is a lack of resistant cultivars in Germany. To analyze the virulence situation of rye stem rust, 71 single-pustule-isolates were established and 30 of those were tested with a differential set consisting of 19 lines. The isolates could be classified into 22 different pathotypes. Only seven pathotypes could be found more than once. Most of the isolates showed a complexity of five virulences. In a preliminary analysis a Simpson index of 0,98 was found indicating a high level of diversity of German stem rust populations. Nine of 19 tested lines reacted fully resistant in seedling stage. In 2011, 70 and 30 rye populations, were cultivated under organic conditions at three and five field sites, respectively, to determine the level of adult-plant resistance. The most common cultivars Recrut, Conduct, Amilo, Firmament®, Lichtkornroggen®, Rolipa, and Lautenbacher were highly susceptible to stem rust under artificial infection with disease severities of about 50%. Twelve rye populations contained resistant plants in varying frequencies resulting in disease severities ranging from 6-34%

Kontrolle des Roggenschwarzrostes, Puccinia graminis f. sp. secalis, im Ökologischen Landbau durch Züchtung resistenten Roggens

Der Ökologische Landbau (ÖLB) ist von der zunehmenden Ausbreitung des Roggenschwarz-rostes, Puccinia graminis f. sp. secalis, besonders betroffen, da resistente Roggensorten bisher nicht zur Verfügung stehen. Zur Analyse der Virulenzsituation des Roggenschwarzrostes wurden 389 Einpustelisolate (EPI) hergestellt, von denen 323 mit einem Differentialsortiment aus 15 Inzuchtlinien getestet wurden. Die EPI konnten 226 Pathotypen zugeordnet werden, von denen nur 56 Pathotypen häufiger als einmal vorkamen. Die Mehrzahl der Isolate wies in den Jahren 2011, 2012 und 2013 eine Komplexität von sieben, sechs bzw. fünf auf. Keine der 15 Differentiallinien reagierte vollständig resistent. Mit einem Simpson-Wert von 0,99 zeigt sich eine maximale Diversität der deutschen Schwarzrostpopulation. Das im Rahmen des Projektes entwickelt Isolatesortiment deckt das aktuelle Virulenzspektrum der Schwarzrostpopulationen ab und kann auch zukünftig genutzt werden, um die Wirksamkeit von Schwarzrostresistenzen zu prüfen. Außerdem kann das Auftreten neuer Virulenzen in der Schwarzrostpopulation jetzt rechtzeitig erkannt und wirtschaftlicher Schaden abgewendet werden. Zur Ermittlung der Adultpflanzen-Resistenz wurden bis zu 70 Genetische Ressourcen sowie adaptiertes, selbstfertiles Roggenmaterial unter ökologischen Bedingungen an fünf Feldstandorten je Jahr angebaut. Das Inokulum für die künstlichen Inokulationen wurde am JKI produziert und die Inokulation fand im Entwicklungsstadium BBCH37 (Mai 2013 und Mai 2014) statt. Die im Ökologischen Landbau verwendeten Sorten Recrut, Conduct, Amilo, Firmament®, Lichtkornroggen®, Rolipa und Lautenbacher waren nach künstlicher Infektion hoch anfällig gegenüber Schwarzrost mit Befallsstärken von über 50%. Nach drei Versuchs-jahren konnten insgesamt 17 Populationssorten aus Österreich (Tiroler, Kärntner, Oberkärnt-ner), Russland (Hy75/81, Hy2407/87, Talwoskaja 29, Hy9a/86, Talowskija, Zidlochowicke rane, Instituckie Wcz), den USA (Wheeler, Elbon, Wrens Abruzzi, Gator, Alfa), und Argentinien (Manfredi), mit mittleren Befallswerten von ≤30 % für die Züchtung bereitgestellt werden. Das Projekt leistete damit einen erheblichen Beitrag zur Nutzung der Biodiversität des Roggens und zur Optimierung der Resistenzzüchtung im ÖLB. Resistente Roggensorten werden in Zukunft eine effiziente Kontrolle des Roggenschwarzrostes ermöglichen, die den Grundsätzen des ÖLB entspricht. Das Projekt kann den Hauptaufgaben 2.1, 2.3, 2.4 und 2.14 des Forschungsplanes des BMELV zugeordnet werden und ist Grundlage für die Weiterentwicklung von Strategien zur Nutzung von Schwarzrostresistenzen sowie die Bewertung der Widerstandfähigkeit von Roggen gegenüber Schwarzrost

Analysis of powdery mildew resistance in the Spanish barley core collection

24 Pag., 4 Tabl., 2 Fig. The definitive version is available at: www3.interscience.wiley.comThe Spanish Barley Core Collection, consisting of one hundred and fifty-nine landrace-derived inbred lines and sixteen cultivars, was characterized for resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. hordei) using a set of 27 isolates with a wide spectra of virulences/avirulences on most of the genes expected to occur in Europe. No landrace-derived line and no cultivar were resistant to all the isolates but at least three landraces showed infection types below 2 for 23 isolates. Twenty-two landraces and one cultivar showed resistance against half of the isolates used. Eleven isolates were sufficient to separate the majority of resistance profiles. In total, thirty-four resistance spectra were detected and fourteen resistance genes/alleles were postulated alone or in combination: MlLa, Mlh, Mlg, Mla22, Mla7(Mlu), Mla7(Mlk), Mlk, Mla12, Mla9, Mla3, Mla6(Mla14), Mlra and Mla1. The majority of resistance spectra are composed only by one line. Resistance in twenty-one landrace-derived lines and four cultivars was based on either unidentified genes or combinations of known and unknown genes/alleles. Therefore, the SBCC may be a source for broadening the genetic base of powdery mildew resistance.This research was funded by projects AGL2004-05311 and AGL2007-63625, granted by the Spanish Ministry of Science and Innovation. C.S. holds an I3P-Doc contract from CSIC. C.S. was supported by mobility fellowships from DFG, CSIC and Fundación Caja Inmaculada.Peer reviewe