Blad som sporfällor för förbättrade prognostiseringsmetoder

Knowledge of disease development in wheat is a prerequisite for good advice on economically and environmentally
adapted control strategies. This project is based on knowledge from a previous SLF project about molecular detection
and spore traps, which showed that the different spore traps catch different types of fungal spores. We will study how
leaves can be used as spore traps. The objective is to catch and analyse only the fungi sticking to the crop and affects
the plant. Specific questions are: How does the presence of fungi on the leaf surface together with climatic factors
affect the development of disease in wheat? Can this method be used to minimize Fusarium and mycotoxins in grain
yield? The study is based on plant-health centres' work and the results will be relevant for all cereal producers. In the
long term, the project will lead to a greater understanding of life cycles of plant pathogenic fungi and factors that
influence their development.

Ökad kunskap om sjukdomsutveckling i vete under odlingssäsongen kan avsevärt förbättra kunskapen till rådgivning om ekonomiskt och miljömässigt anpassade bekämpningsstrategier. Projektet bygger på ett tidigare SLF projektet om molekylär detektion av svampar i sporfällor, vilket visade att olika sporfällor fångar olika typer av svampar. I detta projekt undersöks hur grödans blad kan användas som sporfällor. Målet är att fånga och analysera bara det som fastnar på grödan och påverkar växten. Specifika frågor är: Hur påverkar förekomsten av svampar på bladytan tillsammans med klimatfaktorer utvecklingen av olika sjukdomar i höstvete? Kan denna metod användas för att minimera axfusarios och mykotoxiner i kärnskörden? Studien baseras på växtskyddscentralernas verksamhet och resultatet kommer vara relevant för alla stråsädesodlare. På längre sikt leder projektet till ökad förståelse av skadesvamparnas livscykler och vilka faktorer som påverkar deras utveckling.

Ökad kunskap om sjukdomsutveckling i vete under odlingssäsongen kan avsevärt förbättra kunskapen till rådgivning om ekonomiskt och miljömässigt anpassade bekämpningsstrategier. Projektet bygger på ett tidigare SLF projektet om molekylär detektion av svampar i sporfällor. Här har vi undersökt om grödans blad kan användas som sporfällor. Studien baseras på växtskyddscentralernas verksamhet. Proverna från 13 fält under två odlingssäsonger har samlats in och analyserats dels för vilka svampar som fanns i luften, på bladen, samt för vilka svampar och specifikt vilka Fusarium-arter som fanns i axen. Information om svampssamhällena har analyserats tillsammans med sjukdomsgraderingar samt väderdata. Resultaten har avsevärt bidragit till förbättrat förståelsen för epidemiologin hos flera svampsjukdomar i vete och visar att övervakning av mikroorganismer i luften och på växter kan vara en del i att förstå och förutse utbrott av sjukdomar.

Växter anses allt oftare vara holobionter, en term som används för att beskriva en värd och dess tillhörande mikrobiella samhällen. Växtassocierade mikroorganismer spelar en viktig roll för växternas hälsa genom reglering av flera biologiska processer såsom näringsiupptag och resistens mot biotisk stress. Mikrobiella arter eller samhällen kan ha direkt inverkan på växtpatogena svampar och sjukdomsutveckling. Kunskap om dessa interaktioner är användbar för att öka vår förståelse av växtsjukdomars epidemier.

Växter erkänns alltmer som holobionter, ett ord som används för att beskriva en enskild värd och dess tillhörande mikrob samhälle. Vi vet idag att mikroorganismer som lever på växter spelar en viktig roll för växternas hälsa genom reglering av flera biologiska processer såsom näringsupptag och resistens. Mikrober och mikrobiella samhällen kan ha direkt inverkan på växtpatogena svampar och om eller hur en sjukdom utvecklas. Kunskap om dessa interaktioner är därför användbar för att öka vår förståelse av utbrott av växtsjukdomar.

Syftet med projektet var att skapa en grund för förbättrade prognostiseringsmetoder för växtsjukdomar baserade på molekylär identifiering av svampar i vete och i sporfällor, samt att förstå sambandet mellan väder, förekomst av patogen och sjukdomens svårighetsgrad. Projektet var uppdelat i tre delprojekt: I den första delen studerades svampsamhället både i sporfällor och i veteblad i relation till sjukdomsutveckling och väderlek. I del två undersökte vi hur förekomst av patogen i fält på hösten påverkade sjukdomsutvecklingen under den följande säsongen. I del tre var syftet att undersöka utvecklingen av Fusariumsvampar under en säsong.

Svampsamhällena mellan sporfällorna och växterna överlappade i stor utsträckning, övergripande resultat visar att sporfällorna fångar ett större antal arter än vetebladen. Skillnaderna i väder mellan åren påverkade närvaron och antal arter. Antalet arter korrelerade med temperatur; d.v.s. antalet arter ökade med temperaturen. När en art kan upptäckas beror på dess biologi. Som exempel kommer svampar som gynnas av varma temperaturer att vara vanligare under sommaren. Flera viktiga sjukdomsframkallande svampar identifierades i proverna, såsom Blumeria graminis som orsakar mjöldagg, Zymoseptoria tritici som orsakar svartpricksjuka, Pyrenophora tritici-repentis som orsakar vetets bladfläcksjuka, Puccinia recondita och Puccinia striifromis som orsakar brunrost respektive gulrost. Även flera fusariumarter identifierades, med hjälp av artgrupps-specifik metod för att analysera Fusarium-komplexet för proverna.

Projektet har även samarbetat med liknande projekt, vilket både har satt våra resultat i ett bredare perspektiv och stärkt metoden. I ett projekt undersöktes svampsamhällena i tre olika typer av landskap; jordbruksmark, barrskog och lövskog. Huvudresultatet var att sporsamhällena på olika platser med samma vegetationstyp var mer lika än sporsamhällena inom ett område. I ett annat projekt undersöktes möjligheten att kvantifiera förekomst av olika arter inom svampsamhällen. Baserat på ett artificiellt sammansatt mikrobsamhälle utvärderades tre sekvenseringsmetoder (Illumnia MiSeq, PacBio RS II och PacBio Sequel). Sammanfattningsvis ger PacBio-teknologierna resultat som bättre speglar mikrobsamhällens sammansättning och metoden kan även användas för att semikvantifiera förekomst av olika arter.

Våra studier visar att övervakning med molekylära metoder kan användas för tidig upptäckt av bladfläckssjukdomar, rost och fusarium i vete. När en svamp kan upptäckas är beroende av dess biologi, till exempel kommer svampar som gynnas av varma temperaturer att vara vanligare under sommaren. Skillnaderna i väder mellan åren påverkar förekomsten och förekomsten av en art. Projektet har gett oss viktig information om förekomsten av en svamp i luften påverkar den faktiska exponeringen av vetet för patogena svampar. Genom att kunna koppla detta till växtskyddscentralernas sjukdomsgraderingar kan vi dra unika slutsatser om förekomsten av patogener i luften och sjukdomsutveckling för flera vetesjukdomar.