Ukrayna'nın Polissya Bölgesinde Ukrayna Patates Çeşitlerinin Arazide Fungal ve Bakteriyel Patojenlere Karşı Direnç Açısından Değerlendirilmesi

Year 2024, Volume: 55 Issue: 2, 67 - 78, 29.05.2024

Borys Taktaev Iryna Podberezko Liliya Janse

https://doi.org/10.17097/agricultureatauni.1431620

Abstract

Bu çalışma, Ukrayna'nın Polissya bölgesindeki doğal bulaşıcı koşullar altında Ukrayna patates çeşitlerinin fungal ve bakteriyel patojenlere karşı tarla direncini değerlendirmeyi amaçlamıştır. Farklı 20 Ukrayna patates çeşidinde fungal ve bakteri hastalıklarının ortaya çıkışını ve yayılmasını incelemek için 2020-2022 yılları arasında arazi denemeleri yapılmıştır. Çeşitler, önceden tanımlanmış skalalar kullanılarak Alternaria yanıklığı, Rhizoctonia solani, Adi uyuz (Streptomyces spp.) ve Fusarium kuru çürüklüğüne karşı direnç açısından değerlendirilmiştir. Ukrayna patates çeşitleri Aria, Khortytsia, Kniahynia, Myroslava, Shchedryk ve Slovianka çeşitleri Alternaria yanıklığına karşı; Charunka, Feia, Khortytsia, Okolytsia ve Shchedryk çeşitleri R. solani'ye karşı; Aria, Okolytsia, Skarbnytsia, Strumok ve Slovianka çeşitleri Streptomyces spp. ve Anika, Aria, Charunka, Kimmeria, Letana, Slovianka, Shchedryk ile Tyras, çeşitleri ise Fusarium kuru çürüklüğüne karşı arazi şartlarında direnç göstermişlerdir. 20 patates çeşidinden 12'si birden fazla patojene karşı çoklu direnç sergilemiş, bunlardan beşi (Aria, Charunka, Khortytsia, Slovianka ve Shchedryk) de araştırılan patojenlerin çoğuna karşı direnç sağlamıştır. Bu çeşitler, azaltılmış fungisit kullanımıyla ürün yetiştirme sistemlerine entegrasyon konusunda umut vaat etmektedir. Ek olarak bu çeşitler, fungal ve bakteriyel patojenlere karşı direnç kaynağı olarak ıslah programlarına dahil edilmek üzere önerilebilir. Gelecekteki araştırmalar, bu çeşitlerdeki direncin genetik temelini aydınlatmaya ve Bellarosa, Beloruskyi 3, Bahriana, Slovianka, Oberih, Lyu, Meve, Kondor, Tyras ve Barylchykha çeşitleri ile 86.281c12, KE 78.50.53, 77.583/16 ve P.88.12-11 melezlerini içeren ebeveyn formlardan sağlanan direncin kalıtımının doğasını araştırmaya odaklanmalıdır.

Keywords

Patates, dayanıklılık, Alternaria solani, Alternaria alternata, Rhizoctonia solani, Streptomyces spp

Field Evaluation of Ukrainian Potato Varieties for Resistance to Fungal and Bacterial Pathogens in the Polissya Area of Ukraine

Abstract

This study aimed to assess the field resistance of Ukrainian potato varieties to fungal and bacterial pathogens under natural infectious conditions in the Polissya area of Ukraine. Field experiments were conducted during 2020-2022 to examine the manifestation and spread of fungal and bacterial diseases on 20 Ukrainian potato varieties across different maturity groups. Varieties were evaluated for resistance to Alternaria blight, Rhizoctonia solani, Common scab (Streptomyces spp.), and Fusarium dry rot using predefined scales. The Ukrainian potato varieties Aria, Khortytsia, Kniahynia, Myroslava, Shchedryk, and Slovianka displayed field resistance to Alternaria blight. The varieties Charunka, Feia, Khortytsia, Okolytsia, and Shchedryk showed field resistance to R. solani. The varieties Aria, Okolytsia, Skarbnytsia, Strumok, and Slovianka were highly resistant to Common scab in field conditions, while Anika, Aria, Charunka, Kimmeria, Letana, Slovianka, Shchedryk, and Tyras exhibited field resistance to Fusarium dry rot. Twelve out of 20 potato varieties displayed field resistance to multiple pathogens with five of them (Aria, Charunka, Khortytsia, Slovianka, and Shchedryk) being resistant to the majority of pathogens under investigation. These varieties hold promise for integration into cropping systems with reduced fungicide usage. Additionally, these varieties can be recommended for inclusion in breeding programs as valuable sources of resistance to these fungal and bacterial pathogens. Future research should focus on elucidating the genetic basis of resistance in these varieties and further exploring the nature of inheritance of the observed resistance from the parental forms, that include the varieties Bellarosa, Beloruskyi 3, Bahriana, Slovianka, Oberih, Lyu, Meve, Kondor, Tyras and Barylchykha, and the hybrids 86.281c12, KE 78.50.53, 77.583/16, and P.88.12-11.

Keywords

Potato, resistance, Alternaria solani, Alternaria alternata, Rhizoctonia solani, Streptomyces spp.

References

• Andersen, E. J., Ali, S., Byamukama, E., Yen, Y., & Nepal, M. P. (2018). Disease Resistance Mechanisms in Plants. Genes, 9, 339. https://doi.org/10.3390/genes9070339
• Andriychuk, T. O., & Homyak, V. V. (2013). Potato varieties resistance to fusarium wilt. [Андрійчук, Т. О., & Хом’як, В. В. (2013). Стійкість сортів картоплі проти фузаріозного в’янення. Захист i карантин рослин.] Захист і карантин рослин, 59, 19–23. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Zikr_2013_59_5 (In Ukrainian).
• Bondarchuk, A. A., & Koltunov, V. A. (Ed). (2019). Potato production: research manual. [Бондарчук, А. А., & Колтунов, В. А. (За ред.). (2019). Картоплярство: Методика дослідної справи. Вінниця: ТОВ «Твори»]. https://ikar.in.ua/wp-content/uploads/2021/03/Metodyka-dosl-sprav-kartop-1.pdf (In Ukrainian).
• Cherednychenko L. M., Furdyha, M. M., & Tomash A.I. (2008). Assessment and selection of potato cultivars based on tuber resistance to late blight. [Чередниченко, Л. М., Фурдига, М. М., Томаш, А. І. (2008). Оцінка та виділення сортозразків картоплі за стійкістю бульб проти фітофторозу.] Картоплярство України, 1-2, 9–11. (In Ukrainian).
• Cherednychenko, L. M., Furdyha, M. M., & Tomash, A. I. (2016). Evaluation of domestic varieties of potato breeding material for resistance against Alternaria of the above-ground part of plants against a natural infectious background. [Чередниченко, Л. М., Фурдига, М. М., & Томаш, А. І. (2016). Оцінка вітчизняних сортів селекційного матеріалу картоплі за стійкістю проти альтернаріозу надземної частини рослин на природному інфекційному фоні.] Картоплярствo, 43, 191–197. (In Ukrainian).
• Cherednychenko L. M., Furdyha, M. M., & Tomash, A.I. (2019). [Evaluation of potato breeding material for fusarium dry rot resistance using artificial contamination. [Чередниченко, Л. М., Фурдига, М. М., & Томаш, А. І. (2019) Оцінка бульб селекційного матеріалу картоплі за стійкістю проти сухої фузаріозної гнилі з використанням штучного зараження.] Картоплярство, 44, 64–70. https://ikar.in.ua/wp-content/uploads/2020/09/Kartoplyarstvo-Zbirnyk-442019.pdf (In Ukrainian).
• Dong, S., & Zhou S. (2022). Potato late blight caused by Phytophthora infestans: From molecular interactions to integrated management strategies. Journal of Integrative Agriculture, 21(12), 3456–3466. https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.08.060
• Flier, W., & Turkensteen, L. (1999). Foliar Aggressiveness of Phytophthora infestans in Three Potato Growing Regions in the Netherlands. European Journal of Plant Pathology, 105, 381–388. https://doi.org/10.1023/A:1008737222830
• Fry, W. E., & Goodwin, S. В. (1997). Re-emergence of Potato and Tomato Late Blight in the United States. Plant Disease, 81(12), 1349–1357. https://doi.org/10.1094/PDIS.1997.81.12.1349
• Goodwin, S. B. (1997). The population Genetic of Phytophthora. Phytopathology, 87(4), 462–473. https://doi.org/10.1094/PHYTO.1997.87.4.462
• Haverkort, J. A., Boonekamp, P. M., Hutten, R., Jacobsen, E., Lotz, L. A. P., Kessel, G. J. T., Vossen, J. H., & Visser R. G. F. (2016). Durable Late Blight Resistance in Potato Through Dynamic Varieties Obtained by Cisgenesis: Scientific and Societal Advances in the DuRPh Project. Potato Research, 59, 35–66. https://doi.org/10.1007/s11540-015-9312-6
• Haverkort, A. J., & Hillier, J. G. (2011). Cool Farm Tool – Potato: Model Description and Performance of Four Production Systems. Potato Research, 54, 355–369. https://doi.org/10.1007/s11540-011-9194-1
• Ilchuk, R., Ilchuk, Yu., Коvаl, А., M҆ialkovskyi, R., & Holovatiuk, R. (2021). Analysis of potato source material-main stage of selection work. Ukrainian Journal of Ecology, 11, Special Issue 8, 70–76. https://doi.org/10.15421/2021_321
• Koval, N. D. (1983). Study of the resistance of potato varieties and hybrids to Fusarium dry rot. [Коваль, Н. Д. (1983). Вивчення стійкості сортів і гібридів картоплі проти сухої фузаріозної гнилі.] Картоплярство, 14, 23–25. (In Ukrainian).
• Koval, N. D. (1979). Determination of resistance of potato varieties against late blight. [Коваль, Н. Д. (1979). Визначення стійкості сортів картоплі проти фітофторозу.] Картоплярство, 10, 37–39. (In Ukrainian).
• Koval, N. D., Sitchenko, M. N., Polozhenets, V. M., & Mytsko, V. M. (1978). The results of perspective potato varieties and hybrids screening for resistance to a complex of diseases. [Коваль, Н. Д., Сітченко, М. Н., Положенець, В. М., & Мицько, В. М. (1978). Результати випробування перспективних сортів та гібридів картоплі на стійкість проти комплексу хвороб.] Картоплярство, 9, 20–23. (In Ukrainian).
• Kononuchenko, V. V., & Molotskyi, M. Ya. (Ed). (2003) Potato. Pests and diseases. [Кононученкo, В. В., Молоцький, М. Я. (За ред.) (2003). Картопля. Хвороби і шкідники. К., Тoм 2. 240с. ISBN 966-7417-47-6]. https://chtyvo.org.ua/authors/Avtorskyi_kolektyv/Kartoplia_Tom_2/ (In Ukrainian).
• Kumar, S., Biswas, S.K., Kumar, A. et al. (2024). Effect of Integrated Disease Management (IDM) Practices on Disease Severity and Incidence of Common Scab of Potato. Potato Research, 67, 271–292. https://doi.org/10.1007/s11540-023-09629-5
• Lisovyi, M. P., & Trybel, S. O. (1998). Use of resistant varieties and hybrids in integrated plant protection systems. [Лісовий, М. П., & Трибель, С. О. (1998). Використання стійких сортів і гібридів в інтегрованих системах захисту рослин.] Вісник аграрної науки, 11, 17–21. (In Ukrainian).
• Osypchuk, A. A. (2011). Main achievements and prospects of potato breeding. [Осипчук, А. А. (2011). Основні досягнення та перспективи селекції картоплі.] Картоплярство, 40, 41–46. http://nbuv.gov.ua/UJRN/karto_2011_40_7 (In Ukrainian).
• Podhaietskyi А. Аd., Kravchenko N. V., Kriuchko L. V., Gorbas S. M., & Podhaietskyi А. Аn. (2018). Simulation of natural evolution of Solanum L. Sect. Petota Dumort. Species towards late blight resistance. Ukrainian Journal of Ecology, 8(1), 324–334. https://doi.org/10.15421/2018-218
• Podhaietskyi, A. A., & Kohut, I. D. (1994). Assessment and use of the potato gene pool for the creation of initial breeding material. [Подгаєцький, А. А. & Когут, І. Д. (1994). Оцінка та використання генофонду картоплі для створення вихідного селекційного матеріалу.] Картоплярство, 25, 106–113. (In Ukrainian).
• Polozhenets, V. M. (1997). Comprehensive assessment of potato varieties and hybrids for disease resistance. [Положенець, В. М. (1997). Комплексна оцінка сортів і гібридів картоплі на стійкість проти хвороб.] Картоплярство, 27, 106–113. (In Ukrainian).
• Rakotonindraina, T., Chauvin, J.-É., Pellé, R., Faivre, R., Chatot, C., Savary, S., & Aubertot, J. N. (2012). Modeling of yield losses caused by potato late blight on eight cultivars with different levels of resistance to Phytophthora infestans. Plant Disease, 96, 935–942. https://doi.org/10.1094/PDIS-09-11-0752
• Russell, G. E. (1978). Plant Breeding for Pest and Disease Resistance. Studies in the Agricultural and Food Sciences. eBook ISBN: 9781483192369. https://shop.elsevier.com/books/plant-breeding-for-pest-and-disease-resistance/russell/978-0-408-10613-9
• Taktaev B. A., & Podberezko I. M. (2020). Development of diseases on potato varieties of different maturity groups, on natural infection background, in the area of Southern Polissia of Ukraine. [Тактаєв Б. А., Подберезко І. М. (2020). Розвиток хвороб на сортах картоплі різних груп стиглості на природному інфекційному фоні в зоні Південного Полісся України.] Картоплярствo, 45, 3–14. https://ikar.in.ua/wp-content/uploads/2020/12/Kartoplyarstvo-Zbirnyk-452020-2.pdf (In Ukrainian).
• Trybel, S. O., Bondarchuk, A. A. (2013). Methodology for evaluating potato varieties for resistance against major pests and pathogens. [Трибель, С. О., Бондарчук, А. А. Методологія оцінювання сортозразків картоплі на стійкість проти основних шкідників і збудників хвороб.] Київ: Аграр. Наука, 262с. ISBN 978-966-540-346-3 (In Ukrainian).
• Trybel, S. O., Hetman, M. V., Hrykun, O. A., Romashko V. M., Prykhodko, O. V., & Fedorenko, A. V. (2006). Resistant varieties are a radical solution to the problem of plant protection. [Трибель, С. О., Гетьман, М. В., Грикун, О. А., Ромашко В. М., Приходько, О. В., & Федоренко, А. В. Стійкі сорти – радикальне вирішення проблеми захисту рослин.] Захист і карантин рослин, 52, 71–89. (In Ukrainian).
• Zhang, X., Li, D., Huo, H., Xing, X., Lian, Y., Yu, Zh., & Hao. J. (2021). Improving evaluation of potato resistance to Rhizoctonia solani infection by optimizing inoculum-based method combined with toxin-based assay. Crop Protection, 144, 105544, https://doi.org/10.1016/j.cropro.2021.105544.