Snabb och säker diagnos av patogener på rödklöver i jord och rot samt värmebahandling av rödklöverfrö för ökad utsädeskvalitet

Sammanfattning av slutrapport
Uthålligheten hos rödklöver påverkas av rotröta. Tio framtids- och marknadssorter såddes i ett fältförsök, och prover togs vid sju tidpunkter i tre utvalda sorter. Real-tids PCR-metoder har utvecklats och vi har visat när de olika patogenerna finns i roten. Phoma spp och Cylindrocarpon destruktans fanns i samtliga analyserade rötter åtta veckor efter sådd. Förekomsten av Phoma spp. ökade kraftigt i slutet av säsongen, medan ingen tydlig trend för C. destruktans kunde påvisas. Fusarium avenaceum förekom endast i mycket låga mängder i juni och juli, och först i augusti var detektionen mer frekvent. F.culmorum förkom sporadiskt. Fem utvalda fröpartier med låg grobarhet, < 80 % behandlades med Thermoseedmetoden (TS). TS-behandlingen minskade antalet infekterade frön i ett parti med hög smitta. TS-behandlingen påverkade inte uppkomsten i krukförsök, men sänkte uppkomsten inledningsvis i fältförsök. Inga skillnader i sjukdomsangrepp mellan behandlingar eller sorter kunde påvisas.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Syftet med studien

Rödklöver är en viktig proteingröda och en bärande komponent i slåttervallar. Uthålligheten hos växten har kraftigt försämrats och bestånden är ofta angripna av rotröta redan insåningsåret. Syftet var dels att utveckla molekylärbiologiska metoder med hög specificitet för att kvantifiera de svampar som ingår i rotrötekomplexet, och dels att undersöka om termisk utsädessanering av rödklöverfröutsäde kan förbättra grobarhet och fältetablering. Med dessa metoder kan vi effektivt börja utreda betydelsen av olika smittvägar, effekter av odlingsåtgärder och sortval för angrepp av rotröta i rödklöver.

Resultat
Vi har utvecklat verktyg, en real-tids PCR-metod och kan för första gången fastställa när i tid de olika patogenerna som orsakar rotröta finns i roten. Analyserna visar att både Phoma spp och Cylindrocarpon destruktans fanns i samtliga analyserade rötter vid första provtagningstillfället åtta veckor efter sådd. Förekomsten av Phoma spp. ökade kraftigt i samtliga sorter i november, vilket visar att svampen är en viktig patogen i utvecklingen av rotröta. För C. destruktans finns ingen tydlig trend i förändring över tid, vilket kan tolkas som att patogenen infekterat roten, men sedan inte tillväxer. Fusarium avenaceum som anses bidra mest till skadorna i rötterna påträffades endast i mycket låga mängder i juni och juli, och först i augusti var detektionen mer frekvent. Det enskilt högsta värdet bestämdes i plantor tagna i november. F.culmorum kunde endast påvisas i mycket liten mängd i ett av de analyserade proverna. Utvecklingen av svampförekomsten följs med analyser i vall I och vall II.

Isolering av svampar som utsädespartierna som tillhör rotrötekomplexet visade att smittan var störst i Bjurselepartiet, med 57 % infekterade frön. Thermoseedbehandlingen minskade antalet infekterade frön till 7 % . Uppkomsten påverkades inte av Thermoseed behandlingen i växthus försöket, medan Thermoseedbehandlade frön hade en statistiskt lägre uppkomst i fältförsöket. Vid andra avläsningen i fält hade skillnaden utjämnats, men det fanns en stark tendens till lägre uppkomst för Thermoseedbehandlade frön. Det fanns inga tydliga skillnader i sjukdomsangrepp mellan partierna eller mellan behandlingarna

Metod
Molekylärbiologiska metoder med hög specificitet, realtids PCR-metoder har utvecklats
för de svampar som orsakar rotröta; Fusarium avenaceum, Fusarium culmorum, Cylindrocarpon destructans, Phoma exigua och Phoma medicaginis. En metod för en universal växtgen (COX) har satts upp och denna referensgen används i växtprover, och vidare har metoder för att extrahera svamparnas DNA från rötterna utvecklats.

Fem utvalda fröpartier med låg grobarhet, dvs. mellan 67 % och 76 %, värmebehandlades med Thermoseedmetoden av Incotech AB. Patogena svampar isolerades på agarplattor och svampkulturena undersöktes med mikroskopi och identifierades. Thermoseedbehandlade och obehandlade frön av samtliga fröpartier såddes i plastkrukor i växthus. Antalet uppkomna plantor bestämdes vid två tillfällen, och vid försökets avslut efter två månader bestämdes sjukdomssymtom i rötterna. Fröpartierna såddes sedan i ett fältförsök med fyra upprepningar, planträkning gjordes vid två tillfällen, och i slutet av oktober togs prover för sjukdomsbestämning.
Ett testsortiment av tio framtids- och marknadssorter utvaldes i samråd med förädlare och sortföreträdare, och såddes i ett fältförsök i Götene. Prover togs i samtliga led den 30 juni och 5 november och därefter i tre utvalda led vid sju tidpunkter tom 22 september 2011. Sjukdomsangrepp i rötterna bestämdes vid varje tidpunkt.

Slutsatser och råd till näringen.
Rödklöverns korta varaktighet är ett stort problem i vallodlingen och ger snabbt förändrad sammansättning så att de insådda gräsen dominerar. I ekologiska odlingssystem baseras kväveförsörjningen på den symbiotiska kvävefixeringen hos baljväxter, men den svaga uthålligheten försämrar både kvantitet och kvalitet. Ofta återkommande odling på samma fält ger en uppförökning av markbunden smitta som snabbt kan förändra rödklöverbeståndet. De molekylärbiologiska metoder som vi utvecklat ger oss möjlighet att utreda effekter av odlingsåtgärder och identifiera tillvägagångssätt för att stärka uthålligheten i lokalproducerade vallbaljväxter. Thermoseedbehandling kan vara en möjlig väg för att sanera infekterat utsäde.