 |
Life cycles of economically important powdery mildew fungi
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
112468 |
| Type |
PD |
| Principal investigator |
Jankovics, Tünde |
| Title in Hungarian |
Gazdasági szempontból jelentős lisztharmatgombák életciklusa |
| Title in English |
Life cycles of economically important powdery mildew fungi |
| Keywords in Hungarian |
lisztharmat, életciklus, Blumeria, Erysiphe, Podosphaera |
| Keywords in English |
powdery mildew, life cycle, Blumeria, Erysiphe, Podosphaera |
| Discipline |
| Plant pathology, molecular plant pathology (Council of Complex Environmental Sciences) | 100 % |
|
| Panel |
Complex agricultural sciences |
| Department or equivalent |
Plant Protection Institute (Centre for Agricultural Research) |
| Starting date |
2014-09-01 |
| Closing date |
2017-08-31 |
| Funding (in million HUF) |
7.766 |
| FTE (full time equivalent) |
0.80 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A lisztharmatgombák ivartalan (anamorf) alakja a járványok kialakulásáért, míg az ivaros (teleomorf) alak a kedvezőtlen időszakok átvészeléséért felelős. Az életciklus azonban egyes fajok esetében bonyolultabb lehet, különösen a gomba számára kedvezőtlen időszakok átvészelését illetően.
A búzalisztharmatot okozó Blumeria graminis f. sp. tritici életciklusában nem tisztázott a nyári időszak átvészeléséért és az áttelelésért felelős fejlődési alakok, különösképpen az ivaros termőtestekből kiszabaduló aszkospórák és az őszi ún. látens fertőzésekkel összefüggésbe hozható áttelelő micélium járványtani szerepe és biológiai háttere. Nem zárható ki ezenkívül az ivartalan alak nyári időszakban való túlélésének lehetősége sem búza árvakelésen vagy egyéb gazdanövényfajokon. A tervezett kutatás fő célja a B. graminis f. sp. tritici kedvezőtlen időszakokban való fennmaradása biológiai hátterének feltárása.
A szőlőlisztharmatot okozó Erysiphe necator populációiban két genetikailag elkülönült csoportot azonosítottak. Az ivaros termőtestekkel történő áttelelés az egyik típus sajátja, míg a rügyekben való micéliumos áttelelésben mindkét típusnak szerepe van. A tervezett kutatás célja az E. necator genetikai változékonyságának vizsgálata annak hazai populációjában, valamint a fellelhető genetikai típusok szerepének tisztázása a szőlőlisztharmat áttelelésében hazánkban, ahol a tavaszi fertőzéseket elsősorban az ivaros termőtestekből kiszabaduló aszkospórák indítják el.
Az almalisztharmat kórokozója, a Podosphaera leucotricha rügyekbe visszahúzódott micélium formájában telel át. A rügyfertőződés és az áttelelés biológiai hátterének tanulmányozása úgyszintén a tervezett kutatás fő célja.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A tervezett kutatómunka során három gazdaságilag jelentős lisztharmatgombafaj életciklusát vizsgáljuk különös tekintettel azok elsődleges fertőzési forrásainak és a kedvezőtlen időszakokban alkalmazott túlélési stratégiáinak feltárására.
A búzalisztharmatot okozó Blumeria graminis f. sp. tritici esetében a nyári időszakok átvészelésében és az őszi fertőzések kialakulásában feltehetően meghatározó az ivaros termőtestek és aszkospórák szerepe, jóllehet a gomba ivartalan formában való fennmaradása árvakeléseken vagy egyéb gazdanövényeken sem zárható ki. Az áttelelésért felelős ún. látens fertőzések hátterében minden bizonnyal nyilvánvaló tünetek és eddig nem azonosított gombaképletek húzódnak meg. A tervezett kutatás várható fő eredménye a gomba túlélési stratégiáinak és az aszkospórás fertőzések biológiájának feltárása.
A szőlőlisztharmatot okozó Erysiphe necator genetikai változékonyságát a magyarországi populációban feltehetően nem befolyásolja a gomba áttelelésének módja. A más országokban korábban azonosított és különböző áttelelési módokkal rendelkező genetikai csoportok előfordulnak ebben a régióban is, annak ellenére, hogy az áttelelés kizárólag ivaros termőtestekkel történik. A kutatómunka első eredményekkel szolgálhat a gomba genetikai változékonyságáról a közép-európai régióban.
Az almalisztharmat kórokozója, a Podosphaera leucotricha áttelése feltehetően azon hajtások rügyeiben történik meg, amelyek előző évben juvenilisek voltak és erőteljes fertőződést mutattak. Az áttelelés feltehetően nem függ a rügyfertőzés időpontjától és a rügyek pozíciójától sem. Eredményeink hozzájárulnak a rügyfertőződésnek és az almalisztharmat áttelelésének megértéséhez.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A tervezett kutatómunka során három, világszerte károkat okozó, gazdasági szempontból a legjelentősebb növénykórokozók közé tartozó lisztharmatgomba, a búzát megbetegítő Blumeria graminis f. sp. tritici, a szőlőt fertőző Erysiphe necator és az almán károkat okozó Podosphaera leucotricha életciklusát vizsgáljuk. Ezen növénykórokozó gombák életciklusának megértése, vagyis a gazdanövények különböző fenológiai fázisaihoz kapcsolódó gombastruktúrák azonosítása, különös tekintettel a kedvezőtlen időszakok átvészelésében és az elsődleges fertőzések kialakulásában szerepet játszó gombaképletekre, nagy jelentőséggel bír a hatékony növényvédelmi technológiák kidolgozásának megalapozása szempontjából.
A búzalisztharmattal kapcsolatos kutatások várható fő eredménye a gomba kedvezőtlen időszakok átvészelésére alkalmazott áttelelési stratégiáinak meghatározása és leírása, valamint az elsődleges fertőzések inokulumforrásainak feltárása. Az aszkospórás fertőzések és az ún. látens fertőzések morfológiai és biológiai hátterének tanulmányozása a szakirodalomban első eredményekkel szolgálhat ezeken a területeken. A szőlőlisztharmat kórokozójának molekuláris genetikai vizsgálata betekintést nyújthat a gomba populációjának szerkezetéről a közép-európai régióban, és választ adhat ezenkívül az áttelelési stratégia szerepére a kórokozó genetikai változékonyságában. Az almalisztharmat tanulmányozása várhatóan a rügyfertőződés és a fertőzött alvórügyekben való áttelelés első részletes leírását eredményezi.
A tervezett kutatómunka eredményei várhatóan a növénykórtani szakterület rangos nemzetközi folyóirataiban kerülnek közlésre. Az eredmények kiegészítik a három lisztharmatgombafaj életciklusával kapcsolatos eddigi ismereteinket, hozzájárulva ezzel a lisztharmatgombákkal kapcsolatos mikológiai ismereteinkhez is. A három gazdasági szempontból jelentős lisztharmatgomba teljes életciklusának feltárása, különös tekintettel azokra a kulcsfontosságú pontokra, amikor az elsődleges fertőzések kialakulnak, értékes információval szolgálhat mind a növénykórtani, mind pedig a rezisztencianemesítési kutatások számára a hatékony növényvédelmi eljárások kidolgozásának megalapozásában.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A lisztharmatgombák olyan növénykórokozó gombák, amelyek kizárólag zöld növényi részeken képesek táplálkozni és növekedni. Életciklusukat éppen ezért meghatározza a gazdanövényük mindenkori fejlődési állapota. Az általános ismereteink szerint a járványok kialakulásáért a gomba ivartalan alakja, míg a kedvezőtlen időszakok átvészeléséért (mint pl. áttelelés, gazdanövény zöld növényi részének hiánya) az ivaros fejlődési alak a felelős. Az életciklus azonban egyes fajok esetében ennél bonyolultabb lehet, különösen a gomba számára kedvezőtlen időszakok átvészelését illetően.
A tervezett kutatás során gazdasági szempontból jelentős termesztett növényeinket, mint a búzát, szőlőt és almát megbetegítő lisztharmatgombák életciklusát tanulmányozzuk. Munkánk célja a három lisztharmatgomba teljes életciklusának megismerése morfológiai és biológiai szempontból, különös tekintettel azokra a gombaképletekre, amelyek a kedvezőtlen időszakok átvészeléséért felelősek lehetnek és a járványok kialakulásának forrását jelenthetik a kedvező időszak kezdetén.
A tervezett kutatómunka eredményei várhatóan a növénykórtani szakterület rangos nemzetközi folyóirataiban kerülnek közlésre. Az eredmények kiegészítik a lisztharmatgombák életciklusával kapcsolatos eddigi ismereteinket. A három gazdasági szempontból jelentős lisztharmatgombafaj teljes életciklusának feltárása értékes információval szolgálhat mind a növénykórtani, mind pedig a rezisztencianemesítési kutatások számára a hatékony növényvédelmi eljárások kidolgozásának megalapozásában.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
In powdery mildews, general patterns of life cycle, i.e. formation of asexual (anamorphic) stage responsible for the epidemics and sexual (teleomorphic) stage responsible for the survival of unfavorable seasons, are well-described. However, life cycles seem to be more complicated in some species, particularly in terms of survival of unfavorable periods.
In the wheat powdery mildew fungus, Blumeria graminis f. sp. tritici, sexual fruiting bodies are formed in abundance at the end of the growing season. However, ascosporic infection has not been observed directly so far. Summer survival of anamorphic stage on volunteers has been assumed. Overwintering by mycelium associated with so-called ‘latent infection’ of young wheat seedlings is obscure. The main goal of the project is to reveal the biological background of the survival over summer and winter with a special regard to ascosporic infection, ‘latent infection’, and the anamorphic stage on volunteers and other potential hosts.
The grapevine powdery mildew fungus, Erysiphe necator, overwinters as either chasmothecia on the bark or as mycelium in infected dormant buds. Recently, two genetically distinct groups with different overwintering strategies have been identified in its population. The main goal is to decipher the genetic diversity and the contribution of different genetic groups to overwintering and disease course in Hungary, where the fungus overwinters as chasmothecia only.
The apple powdery mildew fungus, Podosphaera leucotricha, overwinters as mycelium in infected dormant buds. Studies on the biological background of bud infections and overwintering of the fungus would be the last main goal of the project.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The planned project would study the life cycles of three economically important powdery mildew fungi focusing on the survival of unfavorable seasons and the sources of primary infections.
The wheat powdery mildew fungus, Blumeria graminis f. sp. tritici, is suggested to survive the summer as sexual fruiting bodies, and ascospores may be the sources of autumn infections. Survival of conidial stage on volunteers and another wild hosts cannot be excluded. Moreover, obvious symptoms and clearly identifiable fungal structures may be in the background of the so-called ‘latent infection’ responsible for the overwintering. Description of survival strategies over unfavorable seasons in B. graminis f. sp. tritici including ascosporic infection and so-called ‘latent infection’ would be the main result of this work.
It is suggested that genetic diversity within the Hungarian population of grapevine powdery mildew fungus, Erysiphe necator, is not influenced by the overwintering. Thus, the two genetic types identified earlier in other countries and associated with different overwintering strategies may be present in this region, despite the fungus overwinters as chasmothecia exclusively. Molecular genetic studies would provide the first data on the population structure of E. necator in the Central European region.
It is hypothesized that apple powdery mildew fungus, Podosphaera leucotricha, overwinters in buds of the shoots that were juvenile and severely diseased when infected. Overwintering is suggested to be independent on the time of infection and position of the buds. This study should provide the first detailed description of bud infection of apple powdery mildew fungus.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The planned project would focus on the life cycles of the powdery mildew fungi infecting winter wheat, grapevine and apple, which are among the economically most important plant pathogens causing severe damages world-wide. Understanding the life cycles of these pathogens, i.e. specifying the fungal structures associated with different phenological stages of their hosts and particularly those responsible for the survival of unfavorable seasons and serving as sources of primary inoculum, is of crucial importance in establishment of effective measures in disease control.
In the wheat powdery mildew fungus, Blumeria graminis f. sp. tritici, description of survival strategies over unfavorable seasons, identification of possible sources of primary infections would be the main results of this work. Studies on the morphological and biological background of ascosporic infections and so-called ‘latent infections’ associated with overwintering would provide the very first results in this field. Molecular genetic studies on the grapevine powdery mildew fungus, Erysiphe necator, would provide the first data on the population structure of the pathogen in the Central European region, and would reveal the role of overwintering strategies in the genetic variability of the fungus. Studies on the apple powdery mildew fungus, Podosphaera leucotricha, should result in the first detailed description of the bud infection and overwintering of the fungus in dormant buds of apple trees.
The expected results of the planned project should be published in highly ranked international journals in the field of plant pathology. Results would complement our knowledge on the life cycles of the three powdery mildew fungi, and, thus contribute to the basic mycological knowledge on powdery mildews. Furthermore, knowledge on the whole life cycles of these economically important plant pathogens, with a special regard to the key points when the primary infections are initiated, would provide valuable information to the plant pathologists and resistance breeders in the establishment of effective measures in disease control.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Powdery mildew fungi are obligate plant parasites being able to feed and grow on living plant tissues exclusively. Their life cycles are, thus, determined by the developmental stages of their host plants. General patterns, such as formation of asexual stage responsible for the epidemics and sexual stage responsible for the survival of unfavorable seasons, are well-described. However, life cycles seem to be more complicated in some species, particularly in terms of survival of unfavorable periods.
The planned project focuses on the life cycles of three powdery mildew fungi infecting economically important crops, such as winter wheat, grapevine and apple. The main goal of the work would be to reveal the biological and morphological background of the whole life cycle of these powdery mildew fungi with a special regard to the fungal structures that might be responsible for the survival of unfavorable seasons and might serve as sources of inocula for primary infections leading to diseases and epidemics.
The expected results of the planned project should be published in highly ranked international journals in the field of plant pathology. Results would complement our knowledge on the life cycle of powdery mildew fungi. Furthermore, knowledge on the whole life cycle of these economically important powdery mildew fungi would provide valuable information to plant pathologists and resistance breeders in the establishment of effective measures in disease control.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
