Chemisch induzierte und partielle Resistenz im Pathosystem Gerste - Echter Gerstenmehltau

Abstract

Im Pathosystem Gerste (Hordeum vulagare L.) - Echter Gerstenmehltau (Blumeria graminis f.sp. hordei) ist eine Vielzahl monogener Resistenzen bekannt und gut charakterisiert, während die partielle Resistenz und alternative Pflanzenschutzstrategien wie die chemisch induzierte Resistenz (cIR) weniger gut untersucht sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Sortiment von 21 Sommergerste-Sorten mit unterschiedlichen monogenen Resistenzen sowie 14 Wildgerste-Linien aus drei Populationen der West-Türkei mit einem hohen Maß an partieller Resistenz hinsichtlich der resistenzinduzierenden Wirkung von 2,6-Dichlorisonicotinsäure (INA) untersucht. Bei allen Genotypen führte die Behandlung mit INA zu einer langanhaltenden Reduktion des Mehltaubefalls. Im Feldversuch nahm der Anteil befallener Blattfläche bei den Kulturgersten in beiden Behandlungsstufen (25 und 50 µmol INA pro Liter Boden) um durchschnittlich ca. 80 % gegenüber der unbehandelten Kontrolle ab. Unter kontrollierten Bedingungen in der Klimakammer zeigte sich die erhöhte Resistenz der mit INA behandelten Pflanzen durch eine deutliche Verringerung der Pusteldichte und eine Verlängerung der Latenzzeit. Der Grad der induzierten Resistenz war sortenspezifisch unterschiedlich und abhängig von der Höhe der genetisch determinierten Basisresistenz des Genotyps.Neben einer effizienten Kontrolle des Mehltaubefalls führte die Behandlung mit INA bei den untersuchten Genotypen jedoch zu teilweise erheblichen Leistungseinbußen. Im Feldversuch äußerte sich dies durch Verzögerungen im Blühbeginn, eine verminderte Bestockung, eine geringere Kornzahl pro Ähre, ein kleineres TKG und letztlich durch Einbußen im Kornertrag von bis zu 62 %. In Klimakammerversuchen war die Trockenmasse der mit INA behandelten Keimpflanzen signifikant reduziert. Bei den untersuchten Kulturgersten nahm außerdem die Vergilbung des Primärblatts aufgrund der Be-handlung deutlich zu. Allerdings waren weder bei den Kultur- noch bei den Wildgersten die Höhe der Resistenzinduktion und die mit der Behandlung einhergehenden Leistungseinbußen positiv korreliert. Am unempfindlichsten bei gleichzeitig guter Induktion von Resistenz reagierte die Wildgersten-Linie B096 aus der Population Bornova auf INA. Gegenüber Vergleichssorten zeigten die Wildgersten aus der West-Türkei ein hohes Maß an partieller Mehltauresistenz. Die relativ geringe Sporenproduktion pro Blattflächeneinheit war bei den Linien der Population Bornova vor allem auf eine geringe Pusteldichte zurückzuführen, während sich die Linien der Population Emiralem durch eine geringe Sporenzahl pro Pustel auszeichneten. An der Vererbung der Parameter der partiellen Resistenz waren vor allem additive Effekte beteiligt, wodurch sich gute Perspektiven für eine zukünftige Nutzung der hohen partiellen Resistenz der türkischen Wildgersten in der praktischen Pflanzenzüchtung ergeben. The pathosystem barley (Hordeum vulgare L.) - barley powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. hordei) is well characterized with regard to a large number of race-specific resistances, however partial resistance and alternative plant protection strategies like chemically induced resistance (cIR) are not so well defined. In this study 21 spring barley cultivars with different race-specific resistances, along with 14 wild barley lineages derived from three populations from western Turkey with a high degree of partial resistance, were analysed regarding their reaction to treatment with 2,6-dicloroisonicotinic acid (INA), an inducer of cIR. In all genotypes a long-lasting reduction in powdery mildew infection was induced by INA. In a field trial the application of 25 or 50 µmol INA per litre soil reduced the proportion of infected leaf area on average by 80% relative to the untreated control. In experiments under growth chamber conditions treatment with INA caused a clear reduction in lesion density and an extension of the latent period. The level of induced resistance was cultivar-specific and dependent on the genetically-determined basal resistance of the genotype.Although effective in the control of powdery mildew, treatment with INA also caused a significant loss of performance in the genotypes under investigation. In field trials the date of flowering was delayed and tillering, kernel weight and the number of kernels per spike were reduced, causing an average reduction in grain yield of up to 62 % for plants treated with 50 µmol INA/l soil. In experiments under growth chamber conditions treatment with INA caused a significant reduction in dry matter yield. In the cultivars under investigation the treatment significantly increased yellowing of primary leaves. Neither for the cultivars nor for the wild barleys was the level of cIR positively correlated with the induced loss of performance, however. Of all genotypes investigated the wild barley line B096, originating from the population Bornova, was least affected in performance while at the same time showing a good induction of mildew resistance. In comparison with cultivars carrying known resistance against powdery mildew the wild barleys from western Turkey exhibited a high level of partial resistance. For lines from Bornova the relatively low spore production per unit leaf area was mainly attributable to a low lesion density. On the other hand lines from the population Emiralem produced a relatively low number of spores per lesion. The inheri-tance of these different partial resistance parameters was controlled primarily by additive effects. This might facilitate a future utilisation of the high partial resistance of the wild barley form western Turkey in breeding programs.