Studium donorů rezistence k virové šarce švestky u meruněk a broskvoní.

Ing. Petra Pavelková

Doctoral thesis

Study of donors resistance to Plum pox virus in apricot and peach trees.

Abstract:

Dědičnost rezistence k Plum pox viru (PPV, Šarka) byla studována na 201 hybridech meruněk získaných z řízeného opylení mezi imunní odrůdou ´Harlayne´ a odolnou odrůdou ´Betinka´. Hybridy byly inokulovány PPV (kmeny D, Rec., M) infikovaným očkem, metodou chip-budding. Během každého z pěti období růstu bylo provedeno 5 sérií pozorování symptomů na listech hybridů. A byla provedena imunno-enzymatická analýza (DAS-ELISA), u listů hybridů pro potvrzení přítomnosti nebo nepřítomnosti viru. Na základě těchto pozorování, byly hybridy přiřazeny k jedné z pěti skupin, podle shrnutí jejich reakce na PPV infekci: rezistentní, středně rezistentní, slabě citlivý, citlivý a velmi citlivý. Asi 75 % F1 hybridů bylo rezistentních a 15 % slabě citlivých. Což je pravděpodobně způsobeno dvěma dominantními lokusy s epistatickou interakcí rezistence k PPV. Součástí experimentu bylo i vyhodnocení pomologických a fenologických vlastností těchto hybridů. Kde bylo nalezeno několik perspektivních genotypů s vyjímečnými vlastnostmi, z nichž byly vybrány rezistentní genotypy (296, 30, 299) a středně rezistentní (256, 198, 117, 25). A dalších 10 vybraných genotypů (8, 40, 69, 95, 147, 194, 210, 240, 315, 425), kde byly po vyhodnocení na citlivém indikátoru ´GF-305´ vybrány jako vysoce rezistentní (69, 147, 194, 240), které lze doporučit k dalšímu testování a potvrzení vysoké odolnosti k PPV. Na experiment s vyhodnocením přítomnosti a koncentrace viru PPV byly použity podnože pro broskvoně odvozené z křížení Prunus davidiana (Carr.) Franch. ´Cadaman´, ´Barrier´, a semenáč Prunus davidiana, a jako kontrola ´GF-305´. Podnože byly inokulovány kmenem PPV-M. Přítomnost viru byla testována v podnoži a inokulu semikvantitativním testem DAS-ELISA, molekulárními metodami RT-PCR, real-time RT-PCR a RT-LAMP. Současně se hodnotila intenzita symptomů bodovou stupnicí. Zjištěné výsledky ukazují závislost mezi intenzitou symptomů a množstvím viru PPV v listech. Při použití RT-LAMP a real-time RT-PCR byly detekovány i nízké koncentrace viru u bezsymptomatických rostlin. Nejnižší koncentrace viru PPV byly zjištěny real-time RT-PCR u semenáčů Prunus davidiana a následně u podnože ´Cadaman´. Nejvyšší koncentrace viru PPV byly u podnože ´Barrier´. U inokula byla nejnižší koncentrace viru PPV v inokulech na podnoži ´Cadaman´, a nejvyšší v inokulech na podnoži ´Barier´. Na základě získaných výsledků nelze jednoznačně prokázat, ale ani vyvrátit rezistenci Prunus davidiana a podnože ´Cadaman´ proti PPV, jelikož na jedné straně snížili množství PPV ve svých tkáních, ale tento efekt nebyl pozorován ve všech částech rostliny, tj. inokulu a podnoži. Navíc u podnože ´Barrier´, která je také odvozena od Prunus davidiana, nebyl účinek snížení infekce PPV vůbec pozorován.

Abstract:

Inheritance of resistance to Plum pox virus (PPV, Sharka) is studied in 201 apricot hybrids resulting from a controlled pollination between the immune cultivar ´Harlayne´ and the resistant cultivar ´Betinka´. The hybrids was inoculated with bud from a tree infected with PPV (D, Rec.,M strains) by a chip-budding method. Five observation series of symptoms were made on the leaves of the hybrids during five growth periods. An enzyme-linked immunosorbent assay (DAS-ELISA) was applied to the leaves of hybrids to confirm the presence or absence of virus. On the basis of these results the hybrids have been assigned to five groups: resistant, medium resistant, mild susceptible, susceptible and very susceptible. About 75 % of the F1 hybrids were resistant and 15 % mild susceptible. Which is probably caused by two dominant loci with epistatic interaction of resistance to PPV. The experiment also included an evaluation of the pomological and phenological properties of these hybrids. Several promising genotypes with exceptional traits were found, from which resistant genotypes (296, 30, 299) and moderately resistant (256, 198, 117, 25) were selected. And 10 genotypes (8, 40, 69, 95, 147, 194, 210, 240, 315, 425), where they were selected as highly resistant (69, 147, 194, 240), after evaluation on the sensitive indicator ´GF-305´. They can be recommended for further testing and confirmation of high resistance to PPV. Peach rootstocks derived from a crossbreeding of Prunus davidiana (Carr.) Franch: ´Cadaman´,´Barrier´, and seedling Prunus davidiana, and as a control ´GF-305´ were used for an experiment evaluation the presence and concentration of PPV virus. The rootstocks were inoculated with the PPV-M strain. Both the rootstock and the inoculum were tested for presence of the virus by a serological method – semiquantitative DAS-ELISA test and molecular methods- RT-PCR, real-time RT-PCR and RT-LAMP. During the growing season the plants were evaluated for symptom intensity by using a scoring scale. The results show interdependency between symptom intensity and the amount of PPV in leaves. Low virus concentrations were detected in asymptomatic plants using RT-LAMP and real-time RT-PCR. The lowest PPV concentrations were detected by real-time RT-PCR in Prunus davidiana and then in ´Cadaman´, and the highest were in ´Barrier´ rootstock. In inocula, the lowest concentration was found on ´Cadaman´ rootstock, and the highest on ´Barrier´. Based on the results obtained, the resistance of Prunus davidiana and the ´Cadaman´ rootstock to PPV cannot be unequivocally demonstrated, but on the one hand they reduced the amount of PPV in their tissues, but this effect was not observed in all parts of the plant, i.e. inoculum and rootstock. In addition, no effect of reducing PPV infection was observed in ´Barrier´, which is also derived from Prunus davidiana.

Keywords

PPV, šlechtění, peckoviny, podnože, Plum pox virus, symptomy, ´Betinka´, Prunus davidiana (Carr.) Franch., Prunus armeniaca L., ´Harlayne´

Keywords

Plum pox virus, PPV, stone fruit, rootstock, breeding, Prunus armeniaca L., Prunus davidiana (Carr.) Franch., symptoms, ´Betinka´, ´Harlayne´

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 11. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Tomáš Nečas, Ph.D.
• Reader: Milan Navrátil, externi, Daniela Benediková, externi, Oleg Paulen, externi

Mendel University in Brno

Faculty of Horticulture

Doctoral programme / field:
Horticultural Engineering / Horticulture