2013‐01‐09
Inger Åhman
Dept of Plant Breeding and Biotechnology
Växtförädling på SLU
Resistens i stråsäd
Prioriteringar enligt synpunkter från växtförädlare och
växtodlingsrådgivare
• - bladfläcksjukdomar och bladlöss
• - i korn och vete
1
2013‐01‐09
Korn: Pyrenophora teres/Drechslera teres
Foto: Växtskyddscentralen
Korn: Cochliobolus sativus/Bipolaris sorokiniana
Foto: Växtskyddscentralen
2
2013‐01‐09
Korn: Havrebladlus
Foto: Inger Åhman
På vintervärd
Foto: Sate Al-Abbasi
På sommarvärd
Vete: Mycosphaerella graminicola/Septoria tritici
Foto: Växtskyddscentralen
3
2013‐01‐09
Vete: sädesbladlus, havrebladlus och ”greenbug”
Foto: Leo Crespo
Flera strategier:
Inducerad resistens
Traditionell förädling
Målinriktad mutation
4
2013‐01‐09
Risk för att växtresistens överkoms
Förökningssätt
Könligt +
Könlöst (3)
3
6
9
Könligt (2)
2
4
6
Könlöst (1)
1
2
3
Genflöde
Litet
(1)
Medium
(2)
Stort
(3)
Modiferat från Brent & Holloman 1998
Kvantitativ resistens kräver förbättrade
testmetoder i lab:
- Infektion av blad via
spor/mycellösning på tejp
- kvantifiering: mm bladyta
med symptom
- Infektion av kärnor på agar med sporlösning
- kvantifiering: vikt per planta
5
2013‐01‐09
Och förbättrade testmetoder i fält:
Pyrenophora teres-infekterad
sort i kant
6 rundlar med test-sorter
per ”parcell”
Bevattning
Några aktuella resultat:
6
2013‐01‐09
Inducering med sackarin
före infektion med Pyrenophora teres
mm bladyta med symptom
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Vatten
Sackarin
Pirkka
Prior
Tvärtemot publicerade resultat med mjöldagg och sköldfläcksjuka så ökade sackarinbehandling
angreppen av Pyrenophora teres!
20-årigt förädlingsprogram med laburval för havrebladlusresistens i korn
Breeding populations
Resistenskällan vildkorn till vänster
och en av återkorsningsföräldarna
till höger
Lina x Hsp5 (90)
Lina x 660-6:8
Lina x 5172-28:4 (240)
Lina x 6652-179 (113)
Lina x 5172-39:9 (210)
Barke x 660-6:8
Barke x 5175-50:20 (170)
Barke x 6655-68 (91)
Scandium x 6655-68 (31)
Sebastian x 6655-68 (68)
Lina x 6653-62 (50)
Lina x 6653-210 (55)
Lina x 5172-48:12 (200)
Lina x 6654-194 (126)
() = number of DH lines in the population
7
2013‐01‐09
För första gången testat
i fält 2012
Antal havrebladlöss per planta 11-12/6
15
10
5
0
Resistensurval från återkorsning 3 till Scandium (Res.urval 1) , Sebastian (2) , Barke (3) och Lina (4,5,6)
Vårvete med rågkromosomer
Linjer med resistens mot både sädesbladlus och havrebladlus
har identifierats i ett
doktorandprojekt
(Leo Crespo)
8
2013‐01‐09
Närliggande projekt
Resistens mot svampsjukdomar och insekter i rågtranslokationslinjer av
vår- och höstvete (CGIAR/SLU-samarbete: Eva Johansson, Staffan Andersson)
Anpassning till växtsort hos svartpricksjuka (SLF-projekt: Annika Djurle)
Riktad mutagenes i korn mot mjöldagg (Mistra Biotech: Inger Åhman,
Alessandro Nicolia m.fl.)
Photo: Växtskyddscentralen
Tack för visat intresse!
9
2013‐01‐09
För första gången testat
i fält 2012
Antal havrebladlöss per planta
50
40
30
20
10
0
Resistensurval från återkorsning 3 till Scandium (Res.urval 1) , Sebastian (2) , Barke (3) och Lina (4,5,6)
The QTL for aphid resistance was not colocated with QTL for gramine content!
10
2013‐01‐09
Other potential
powdery mildew
susceptibility genes
in barley identified by
Sara Mörch at KULife by transient
RNAi gene silencing
Promising candidate genes
marked
in red*
Gene knock-out by mutation
Type of mutation
Position
Pros and cons
Natural
Random gene and site - Rare
Induced by chemicals Random gene and site - Too many mutations
or radiation
in each plant
Site-directed
Specific gene and site
+ Single, deliberate
11
2013‐01‐09
SITE-DIRECTED MUTATION TECHNIQUES
ODM
Oligonucleotide Dependent Mutagenesis
ZFN
Zink Finger Nucleases
TALEN Transcriptor-Activator-Like Nucleases*
DNE
Directed Nuclease Editor
• Alessandro Nicolia, Post doc in Mistra Biotech will be our expert in this!
• And one of his applications is to try to silence powdery mildew
candidate susceptibility genes in barley (50% of the working time)
* First proof of concept for susceptibility gene knock out givning resistance to rice disease; in May issue of Nature Biotechnology
In barley, my given task is to pre-breed for resistance to leaf blotch diseases:
The necrotrophic fungi:
Pyrenophora/Drechslera teres
and Cochliobolus sativus/Bipolaris sorokiniana
Known as:
Serious diseases
Resistance being partial
Gene-for-gene resistance
Pathotype variation is great
i.e. very difficult to breed for and difficult to achieve durable resistance!
So far I have only developed better screening methods, collected and propagated
plant material, and tested chemical-induced resistance.
Is site-directed mutagenesis of susceptibility genes a way to go?
Photos: Växtskyddscentralen
12
