01.09.2013 Views

resistensförädling i oljeväxter - Svensk Raps

resistensförädling i oljeväxter - Svensk Raps

resistensförädling i oljeväxter - Svensk Raps

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

SLUTRAPPORT:<br />

RESISTENSFÖRÄDLING I OLJEVÄXTER<br />

Projektledare: Ingrid Happstadius<br />

”Resistensförädling i <strong>oljeväxter</strong>” har varit ett kontinuerligt pågående projekt sedan 1985. Fram till och med 1992<br />

bedrevs arbetet vid W Weibull AB och därefter vid Svalöf Weibull AB. Projektet har under hela perioden erhållit<br />

medel ifrån Stiftelsen <strong>Svensk</strong> Oljeväxtforskning och mellan 1990 och 1993 även ifrån Stiftelsen<br />

Lantbruksforskning.<br />

Här följer först en sammanfattning och därefter redovisningar där varje sjukdom/patogen behandlas separat.<br />

Sammanfattning<br />

Svampsjukdomar orsakar årligen stora skördebortfall i svensk oljeväxtodling. Möjligheterna att kontrollera<br />

angreppen är som regel begränsade, eftersom effektiva fungicider ofta saknas och odlingstekniska åtgärder inte är<br />

tillräckliga. För att öka odlingssäkerheten i dessa grödor ville vi därför effektivisera de insatser som kan göras<br />

inom <strong>resistensförädling</strong>en.<br />

Projektet var huvudsakligen inriktat på:<br />

1) bedömning av resistensnivån i aktuellt sortmaterial av höstraps genom årliga graderingar av<br />

sjukdomsangrepp i officiella försök<br />

2) utveckling av urvals - och testmetoder för växthus och fält<br />

3) korsningsförädling för introduktion och ansamling av resistensgener i väladapterat material<br />

arbetet koncentrerades till fyra sjukdomar/patogener:<br />

• Bomullsmögel - Sclerotinia sclerotiorum<br />

• Kransmögel - Verticillium dahliae<br />

• Torröta - Phoma lingam<br />

• Klumprotsjuka - Plasmodiophora brassicae


1)<br />

Sjukdomsangreppen i riks- och OS-försöken av höstraps i Skåne har graderats sedan 1985. Graderingarna har<br />

ställts till SLU:s förfogande och har legat till grund för uppgifter i ”Sortval”. Sammanställningar av graderingarna<br />

har också bifogats den årliga lägesrapporten till SSO. Graderingarna av de officiella försöken ger god information<br />

om den generella resistensnivån i aktuella sorter och är till nytta för såväl praktiska odlare som förädlare. Något år<br />

upprepades graderingarna i samma försök med ett par dagars intervall för att följa angreppsutvecklingen.<br />

Därigenom undviks det fel som uppstår då man jämför angrepp i oliktidiga linjer vid ett och samma tillfälle.<br />

Skillnaderna i mottaglighet minskar då man jämför sorterna i samma mognadsstadium. Upprepade graderingar är<br />

mycket intressant, men kräver tyvärr alltför mycket resurser.<br />

Sedan 1995 har de olika sjukdomarna så långt möjligt bedömts separat. Detta har ökat möjligheten att urskilja dels<br />

den enskilda sjudomens betydelse dels eventuella sortskillnader i resistens.<br />

2)<br />

Utveckling av testmetoder för växthus och fält skedde framförallt under första delen av projektperioden. Idag<br />

testas resistens mot bomullsmögel, kransmögel, torröta och klumprotsjuka rutinmässigt i växthus. Utförliga<br />

metodbeskrivningar på växthustesterna återfinns i bilaga 1. Testmetoden vi använder i växthus för att mäta<br />

resistens mot bomullsmögel är mycket arbetsam och medger inte screening av stora kvantiteter. Metoden speglar<br />

också bara en del av samspelet mellan värdväxt och patogen, nämligen svampens utbredning i växten efter<br />

etablering och penetrering. Eftersom det är en viktig del i försvarsmekanismen kan en tydlig förbättring i denna<br />

egenskap ändå betyda mycket för växtens totala resistens. Metoden för att testa kransmögel-resistens fungerar<br />

inte bra på vårraps, men försök att anpassa den pågår. 16 differentialsorter har valts ut och provas parallellt i fält<br />

och växthus. Under 1996 låg sortimentet på fyra olika lokaler i Sverige varav kransmögelangrepp kunde graderas<br />

på tre av dem. 1997 såddes sortimentet ut på de tre platserna igen.<br />

Försök att utföra artificiell inokulering med torröta i fält har utförts under flera år i höst- och vårraps. Resultaten<br />

har varit skiftande och framför allt mycket beroende av väderförhållanden. Försöken har generellt sett lyckats bäst<br />

i höstraps, i vårraps har försöken varit mycket otillförlitliga.<br />

3)<br />

I arbetet med att förbättra resistensen mot bomullsmögel i svensk vårraps har två återkorsningscykler genomförts<br />

med de tre japanska resistenskällorna. Inledningsvis gjordes urval för lägre erukasyrahalt, tidighet och förbättrad<br />

resistens, i ett senare skede gjordes också urval för lägre glukosinolathalt. Resistensen har dock försvagats för<br />

varje gjord återkorsning och därför har inga nya korsningar gjorts. I stället har upprepade urval gjorts i de bästa<br />

linjerna för att förbättra kvalitén och stabilisera resistensnivån. Detta har lett till dubbellågt material som<br />

åtminstone i växthustesten har en viss förbättring av resistensnivån. Under 1997 provades de första linjerna ifrån<br />

detta program i vägningsförsök. Den bästa linjen låg bara 1 % under mätaren (Maskot) i fröskörd men ingen<br />

bedömning av fältresistens kunde göras pga låga angrepp. Materialet kommer att provas ytterligare framöver.<br />

Korsningsarbetet för att ansamla resistensgener mot kransmögel har haft god framgång och förädlings-<br />

metodiken ger möjligheter att förbättra resistensnivån i svensk höstraps. Utebliven effekt av urvalen har påvisats


då den genetiska bakgrunden i korsningen är alltför snäv. Det är därför viktigt att föra in mer främmande<br />

genmaterial i det fortsatta korsningsarbetet och eventuellt göra urvalen i tidigare generationer. Linjer med enkellåg<br />

kvalitet och hög avkastningspotential, som kommit fram genom förädlingsprogrammet för förbättrad kransmögel-<br />

resistens, har utnyttjats som korsningsföräldrar. Några egenskaper som de kan förbättra i det dubbellåga<br />

materialet är framför allt vinterhärdighet och tidighet. Dubbellåga linjer ifrån programmet ligger sedan 1993 årligen<br />

i vägningsförsök och de bästa provas också i särskilda sjukdomsförsök, såväl i Sverige som i Tyskland och<br />

Frankrike. SW 93303156 ifrån programmet har vid denna provning bedömts ha en god fältresistens även mot<br />

torröta. De sista åren har arbetet inriktats på att förbättra oljehalten i materialet.<br />

Arbetet med att överföra höggradig resistens mot torröta ifrån närbesläktade arter till raps pågår. Upp till 5<br />

återkorsningar med såväl somatiska som ”sexuella” hybrider har genomförts och omfattande resistens-screening<br />

av klyvande material har genomförts. Större delen av materialet - och framförallt linjer med stark resistensreaktion -<br />

är fortfarande mycket olikt raps. Vid skörden har vi i några fall observerat att stjälkbasen kan vara angripen av<br />

Phoma lingam, vilket skulle innebära att svampen kan infektera och växa systemiskt utan att ge synliga<br />

bladsymptom. Vid fortsatt korsningsarbete måste screening och urvalsarbete kompletteras, så att även<br />

stjälkresistensen undersöks. Flera linjer, som uttrycker resistensen mycket starkt, är fortfarande mycket olika<br />

återkorsningsföräldern (=vårraps). Vid fortsatt korsningsarbete är det därför också nödvändigt att börja med<br />

kromosomtalsbestämning i materialet.<br />

För att undersöka svampens virulensmönster i Sverige påbörjades en inventering med hjälp av<br />

växtskyddscentralen i Alnarp, 1994. Stjälkar från olika lokaler i Skåne samlas in för isolering och vidare<br />

virulensundersökning. Mer än hälften av de isolat som hittills har undersökts har varit virulenta. Den mest<br />

frekventa typen är isolat från patogenitetsgrupp 3, det vill säga samma typ som har rapporterats vara mest vanlig i<br />

Frankrike. Isolat av typ PG2 som är den vanligaste i Kanada har inte påträffats.<br />

Förädlingsprogrammen för klumprotsresistens i höst- och vårraps ledde relativt snabbt fram till dubbellågt<br />

material med rasspecifik resistens. I fältförsök visade sig denna resistens senare vara otillräcklig och materialet<br />

utvärderas nu i de konventionella programmen. Återkorsningsmetodiken innebär att det varit svårt att följa med i<br />

avkastningsökningen hos nya sorter. Vårrapsorten SW 02763 ifrån detta program har dock kvalificerat sig för<br />

provning i officiella försök.<br />

Förädlingsprogrammen för icke-rasspecifik resistens mot klumprotsjuka har gett mer lovande resultat. I fältförsök<br />

på fält med naturligt förekommande klumprotsmitta har den bästa höstrapslinjen haft 16 % angrepp och den bästa<br />

vårrybslinjen bara 8 % angrepp. SW 0126 och SWA3155 ifrån dessa program provas 1997 i officiella försök.


BOMULLSMÖGEL - Sclerotinia sclerotiorum<br />

Inledning<br />

Bomullsmögel, orsakad av svampen Sclerotinia sclerotiorum, är en av de viktigaste sjukdomarna i <strong>oljeväxter</strong>.<br />

Våroljeväxtodlingen i mellansverige kan vissa år drabbas av kraftiga angrepp med stora skördebortfall som följd.<br />

De senaste åren, 1995-97, har angreppen varit starka även i höstraps. Resistensskillnaderna i det svenska sort-<br />

och förädlingsmaterialet av <strong>oljeväxter</strong> är dock små och möjligheten att exploatera dem i ett förädlingsprogram<br />

bedöms som liten. I mitten av 1980-talet uppmärksammades såväl i England som Frankrike att ett antal japanska<br />

rapslinjer hade en mycket högre resistens/toleransnivå än något annat tidigare undersökt material. Man började<br />

då ett intensivt arbete för att förbättra den europeiska höstrapsens resistens med hjälp av dessa linjer.<br />

I detta delprogram var målsättningen att föra över samma resistens till svenskt vårrapsmaterial och att kombinera<br />

den med god kvalitet.<br />

Material och metoder<br />

Frö av tre japanska höstrapslinjer, Genkai 1-2-1, Genkai 1-2-2 och Jap 3-1-1, som samtliga rapporterats ha hög<br />

resistens/toleransnivå, erhölls hösten 1986 ifrån PBI, Cambridge. Dessa resistenskällor har hög halt av både<br />

erukasyra och glukosinolater. De kräver en viss vernalisering för att gå i blom, men vinterhärdigheten är dålig.<br />

Typen är kort och grenig, mognaden tidig. Resistensen i genkällorna är kvantitativ och yttrar sig som en mera<br />

begränsad utveckling av stjälkrötan.<br />

För att bli av med resistenskällornas primitiva karaktärer planerades flera återkorsningar till välanpassad,<br />

högavkastande vårraps och de första korsningarna gjordes i växthus 1987. Efter korsning har F1 och F2 odlats i<br />

bulk, varefter planturval gjorts i F2. De enskilda plantorna har sedan genomgått kvalitetsanalyser. Erukasyrahalten<br />

testades de första åren med hjälp av papperskromatografi och därefter med gaskromatografi. Glukosinolatinnehåll<br />

analyserades inledningsvis enbart med papperstest, senare kompletterades med LECO-analyser.<br />

I första hand har därefter linjer med förbättrad kvalitet genomgått en resistenstest. Denna har gjorts i växthus med<br />

hjälp av den sk "match-stick" metoden, varvid svampen odlas upp på steriliserade tändstickor (numera utbytt mot<br />

tandpetare). Plantorna infekteras sedan genom att de överväxta tandpetarna sticks in i stjälken. För att få en jämn<br />

och snabb utveckling av angreppen krävs mycket hög luftfuktighet. Plantorna inokuleras vid begynnande<br />

blomning och efter ca 1 vecka graderas angreppen.<br />

Lämpliga korsningsföräldrar har valts ut med hjälp av resultat ifrån kvalitetsanalyser och resistenstester.


Resultat och diskussion<br />

De första korsningarna med tre japanska resistenskällor, Genkai 1-2-1, Genkai 1-2-2 och Jap 3-1-1, utfördes 1987.<br />

Materialet som odlades i fält 1989 och 1990 gav ett primitivt intryck. Mycket av vernaliseringsbehovet fanns kvar<br />

och flera linjer växte enbart vegetativt utan att gå i blom. Genom återkorsning med dubbellåg vårraps skulle<br />

vernaliseringsbehovet minska och kvalitén förbättras.<br />

1990 gjordes den första återkorsningen med Genkai 1-2-1 och Genkai 1-2-2. De tre linjer som korsades, hade i<br />

resistenstesten uppnått 11, 14 respektive 16 % av återkorsningsförälderns angreppsnivå, tabell 1a, dvs en<br />

väsentligt förbättrad resistensnivå jämfört med korsningsföräldern. 1993 gjordes den andra återkorsningen med<br />

Genkai 1-2-1 och Genkai 1-2-2. De sex linjer som korsades hade uppnått 25, 29, 45, 46, 48 respektive 49% av<br />

återkorsningsförälderns angreppsnivå, tabell 1b.<br />

1991 gjordes den första återkorsningen med Jap 3-1-1. De två linjer som korsades, hade i resistenstesten uppnått<br />

20 respektive 22 % av återkorsningsförälderns angreppsnivå, tabell 1a. 1994 gjordes en ny återkorsning med en<br />

linje som uppnått 76 % av återkorsningsförälderns angreppsnivå, tabell 1 b.<br />

Materialets angreppsnivå i snitt, efter första korsningen, var 37, 62 respektive 63 % av återkorsningsföräldern.<br />

Efter en återkorsning har medelangreppsnivån ökat ytterligare till 70, 88 respektive 101 % av återkorsnings-<br />

föräldern. Denna tydliga försvagning av resistensen innebär att ytterligare återkorsningar fått vänta. Arbetet har<br />

koncentrerats till upprepade urval i de bästa linjerna för att förbättra kvalitén och stabilisera resistensnivån på en<br />

tillräckligt hög nivå.<br />

Tabell 1. Vårraps. Förädling för resistens mot bomullsmögel.<br />

a) Resistenstest av första korsningens F3-linjer<br />

Återkorsningsföräldern (WW 1427) = 100<br />

% linjer i respektive angreppsklass<br />

Relativt 1427/Genkai 1-2-1 1427/Genkai 1-2-2 1427/Jap 3-1-1<br />

angrepp<br />

0-20 18* 3* 3<br />

21-40 45 16 13*<br />

41-60 27 26 25<br />

61-80 10 32 43<br />

81-100 18 12 101-<br />

120 3 3<br />

121-140<br />

141- 3<br />

Totalt antal linjer 60 38 60<br />

Medelangrepp 37 62 63<br />

* = varifrån linjer för återkorsning har valts ut


) Resístenstest av första återkorsningens F3-linjer<br />

Återkorsningsföräldern (WW 1529) = 100<br />

% linjer i respektive angreppsklass<br />

Relativt 1427/Genkai 1-2-1//1529 1427/Genkai 1-2-2//1529 1427/Jap 3-1-1//1539<br />

angrepp<br />

0-20 0 0<br />

21-40 12* 0<br />

41-60 32* 5*<br />

61-80 23 38 81-<br />

100 16 33 40*<br />

101-120 12 18 32<br />

121-140 4 5 12<br />

141- 3 3<br />

Totalt antal linjer: 99 40 40<br />

Medelangrepp: 70 88 101<br />

* = varifrån linjer för återkorsning har valts ut<br />

För att förbättra kvalitén gjordes alltså sommaren 1993 850 planturval i fält. Materialet bestod av första<br />

återkorsningens F2-F4 generationer och representerade samtliga resistenskällor. Materialet hade i huvudsak låg<br />

erukasyrahalt. Fältmaterialet sommaren 1994 bestod av F3-F5 generationerna ifrån första återkorsningen med<br />

samtliga 3 resistenskällor, samt F2-generationen ifrån andra återkorsningen med en resistenskälla. I linjer med<br />

tidighet och förbättrad kvalitet gjordes sammanlagt 1100 planturval, varav 400 isoleringar. Erukasyra fanns i<br />

mycket små mängder eller inte alls i merparten av förädlingsmaterialet, medan totalhalten av glukosinolater visade<br />

stor variation. Utvalda plantor med bra kvalitet slogs samman till 21 nya urvalspopulationer (F4-F6<br />

generationerna ifrån första återkorsningen med samtliga 3 resistenskällor, samt F3-generationen ifrån andra<br />

återkorsningen med en resistenskälla) och såddes ut i fält 1995. I 9 av dessa populationer gjordes sammanlagt 320<br />

förnyade planturval för tidighet och bra agronomisk typ. Erukasyra fanns i mycket små mängder eller inte alls i<br />

merparten av förädlingsmaterialet, medan totalhalten av glukosinolater fortfarande visade stor variation. En<br />

sammanställning av hur de här upprepade kvalitetsurvalen har påverkat materialet illustreras i diagram 1.<br />

De nio populationer, varifrån planturvalen gjordes 1995, genomgick resistenstest i växthus. Resistensnivån i 4<br />

populationer var signifikant bättre än hos återkorsningsföräldern, vilket visas i tabell 2. 118 plantavkommor med<br />

dubbellåg kvalitet såddes ut i fält 1996. 195 nya planturval gjordes i F2-F4 generationen och 34 linjer skördades i<br />

F5-F7 generationen. De första avkastningsförsöken med sex sådana linjer genomfördes under 1997. Den bästa<br />

linjen låg bara 1 % under mätaren (Maskot) i fröskörd och materialet kommer att utvärderas ytterligare. Någon<br />

bedömning av fältresistens kunde inte göras pga låga angrepp.


Diagram 1. Vårraps. Förädling för resistens mot bomullsmögel.<br />

Upprepade kvalitetsurval<br />

andel linjer i resp. klass<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

andel linjer i resp. klass<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0-1<br />

0-10<br />

Urval för låg erukasyrahalt<br />

1-5<br />

5-10 10-15 15-20 20-<br />

% erukasyra<br />

10-20<br />

20-30<br />

30-40<br />

umol/g torrt mjöl<br />

40-<br />

1989<br />

1993<br />

1994<br />

1995<br />

1996<br />

Urval för lågt glukosinolatinnehåll<br />

1996<br />

1995<br />

1994


Tabell 2. Resistens mot bomullsmögel - korsningsprogram med japanska resistenskällor<br />

Test med infekterade tandpetare<br />

Linje Härstamning Angrepp Angrepp rel.<br />

mätare<br />

(mm) (Starlight+Stina)<br />

94-323009 Comet/Genkai 1-2-1//Starlight 201 106<br />

94-323083 - ” - 141 74***<br />

94-323087 - ” - 151 80**<br />

94-323094 - ” - 174 92<br />

94-323147 Comet/Jap 3-1-1//Stina 177 93<br />

94-323165 - ” - 156 82*<br />

94-323169 Comet/Genkai 1-2-1//Starlight/3/<br />

Paroll 174 92<br />

94-323171 - ” - 179 94<br />

94-323172 - ” - 157 83*<br />

90-3710-B Starlight 187 99<br />

90-3720 Stina 192 101<br />

87-15401 Genkai 1-2-1 165 87<br />

87-15403 Jap 3-1-1 159 84<br />

Testmetoden vi använder för att mäta resistens mot bomullsmögel är mycket arbetsam och medger inte screening<br />

av stora kvantiteter. Metoden speglar också bara en del av samspelet mellan värdväxt och patogen, nämligen<br />

svampens utbredning i växten efter etablering och penetrering. Eftersom det är en viktig del i försvarsmekanismen<br />

kan en tydlig förbättring i denna egenskap betyda mycket för växtens totala resistens. Det är dock relativt små<br />

resistens-förbättringar som uppnåtts i korsningsprogrammet med de japanska resistenskällorna. Vi vill<br />

fortsättningsvis inrikta oss på att leta efter en starkare resistens i bl a Brassica oleracea för att försöka ta fram<br />

resyntetiserad raps med förbättrad resistens mot bomullsmögel.


KRANSMÖGEL - Verticillium dahliae<br />

Inledning<br />

Kransmögel, orsakad av Verticillium dahliae, är en av de viktigaste komponenterna i det komplex av svampar<br />

som orsakar vissnesjuka i <strong>oljeväxter</strong>. Skördebortfall orsakat av vissnesjuka är svårt att uppskatta, men angrepp<br />

leder framförallt till brådmognad, småfröighet och ökad risk för drösning. Sjukdomen är allmänt förekommande i de<br />

oljeväxodlande distrikten i Sverige, med tyngdpunkt på höstrapsodlingen i Skåne.<br />

Målsättningen i detta delprogram var att utnyttja och ytterligare förbättra den resistens mot Verticillium dahliae<br />

som finns i förädlingsprogrammet av framför allt höstraps. Vidare planerades att screena sortiment inom Brassica<br />

ssp för att eventuellt identifiera nya resistenskällor.<br />

Material och metoder<br />

Ett kontinuerligt arbete med fältgraderingar har utförts under perioden. Naturliga infektioner har utnyttjats för att<br />

ge en uppfattning om det totala förädlingsmaterialets status. Därutöver har också sjukdomsgraderingar gjorts i<br />

Riks- och OS-försöken av höstraps i Skåne.<br />

Resistens mot Verticillium dahliae har testats i växthus med en sk ”rootdip”-teknik. Metoden innebär att<br />

rötterna på plantor i 2-bladsstadiet inokuleras med svampsuspension och omplanteras. Mottagliga individer<br />

vissnar sedan ned efter ca 8 veckor och linjernas angreppsnivå räknas ut relativt en mätare.<br />

Lämpliga korsningsföräldrar ifrån det ordinarie förädlingsprogrammet har valts ut med hjälp av denna<br />

resistenstest. Därefter har gjorts dels samkorsningar mellan olika resistenta linjer för att ansamla förmodat<br />

olika resistensgener, dels korsningar med anpassat material om andra karaktärer behövt förbättras (t ex kvalitet,<br />

stjälkstyrka, tidighet). Från och med F2-generationen påbörjas analys- och testarbeten. Ett stort planturval görs<br />

för att upptäcka dubbellåga individer och de linjer som klarar kvalitetskraven går vidare till resistenstest i växthus.<br />

Parallellt odlas materialet i fält och i linjer med bra testresultat och bra agronomisk typ görs förnyade planturval.<br />

Analys- och testarbeten upprepas i ytterligare en generation.<br />

I projektperiodens början gjordes korsningar med enkellåg höstraps, sådant material har fått en slutlig<br />

utvärdering. Sedan 1990 görs enbart korsningar med dubbellågt material.<br />

Resultat och diskussion<br />

Omställningen till odling av dubbellåg höstraps innebar att inga nya korsningar med enbart enkellåga linjer<br />

gjordes efter 1988. Slutprovning av det sista materialet ifrån tidigare förädlingsmaterial gjordes 1992. Sammanlagt<br />

provades 12 linjer i ett "lattice"-försök tillsammans med 37 andra linjer, totalt 49 sorter. Fyra av linjerna ingick<br />

bland de fem bästa i försöket. Ett utdrag redovisas i tabell 3.


Tabell 3. Förädling för resistens mot Verticillium dahliae<br />

Enkellåga höstrapslinjer i avkastningsförsök<br />

1 försök, 2 upprepningar.<br />

Linje Avkastning Ranking Sjukdomsangrepp<br />

rel.tal i fält i vxh<br />

vissnesj. V.dahliae<br />

Libraska 92,5 35 43 94<br />

Ceres 104,8 8 64 93<br />

Liropa 102,7 14 27 102<br />

V.d 1 99,2 23 30 83<br />

2 111,3++ 2 30 41<br />

3 91,9 36 34 60<br />

4 89,6 40 40 58<br />

5 109,6+ 3 38 57<br />

6 108,7+ 4 54 54<br />

7 104,3 9 50 73<br />

8 100,4 20 60 59<br />

9 108,5+ 5 22 52<br />

10 99,7 22 34 37<br />

11 98,8 24 28 29<br />

12 101,8 18 42 60<br />

+ sign.nivå 5 % mot medeltalet av kontrollerna (Libraska, Ceres, Liropa)<br />

++ sign.nivå 5 % mot medeltalet av samtliga linjer.<br />

Material ifrån de första korsningarna med dubbellågt material låg 1991/92 som F4-parceller i fält.<br />

Sammanställningen av sju korsningar visas i tabell 4. 1993 provades 23 linjer ifrån 2 av dessa korsningar, tabell 5.<br />

Linjer ifrån korsningen 1031/1036, hade i snitt 19 % angrepp och linjer ifrån korsningen 1031/1032 hade i snitt 32<br />

%, medan Ceres och Libraska låg på 55 % i angrepp. Angreppen orsakades av både Verticillium dahliae och<br />

Phoma lingam.<br />

Tabell 4. Resultat av selektion för resistens mot Verticilium dahliae,<br />

dubbellågt förädlingsmaterial.<br />

Relativ angreppsnivå i växthustest, Rustan = 100<br />

Korsning Korsn.föräldr. Samtl. F3-individer Samtl. F4-individer<br />

x x (min-max) x (min-max)<br />

1031/1032 60 51 (19-74) 71 (32-100)<br />

1014/210-87 54 51 (37-76) 25 ( 8-76)<br />

1014/244-87 68 60 (33-89) 34 (14-69)<br />

210-87/212-87 54 67 (34-99) 22 ( 3-44)<br />

692-86/244-87 54 55 (29-78) 36 ( 8-85)<br />

210-87/Rustan 77 74 (69-79) 65 (42-85)<br />

Tabell 5. Förädling för resistens mot Verticillium dahliae


Dubbellåga höstrapslinjer i avkastningsförsök<br />

1 försök, 2 upprepningar.<br />

Linje Härstamning Vissnesjuke- Rel. Fröavkastning Råfettavkastning<br />

angrepp, % kg/ha rel. rel.<br />

1 Ceres 55 100 4851 100 100<br />

2 Libraska 55 100 4302 89 84<br />

3 Liropa 45 82 4856 100 97<br />

4 1031/1036 20 36 4466 92 84<br />

5 " 45 82 4389 90 85<br />

6 " 25 45 4719 97 92<br />

7 " 20 36 4490 93 87<br />

8 " 20 36 4464 92 88<br />

9 " 15 27 4813 99 94<br />

10 " 5 9 4881 101 95<br />

11 " 10 18 4666 96 89<br />

12 " 5 9 4811 99 93<br />

13 " 25 45 4775 98 92<br />

14 1031/1032 15 27 3765 78 70<br />

15 " 25 45 4133 85 77<br />

16 " 35 64 4205 87 79<br />

17 " 25 45 4606 95 87<br />

18 " 35 64 4280 88 84<br />

19 " 40 73 4210 87 81<br />

20 " 35 64 4349 90 83<br />

21 " 20 36 4118 85 78<br />

22 " 30 55 3904 80 74<br />

23 " 40 73 3712 77 70<br />

24 " 45 82 4165 86 80<br />

25 " 45 82 4216 87 80<br />

26 " 30 55 4154 86 77<br />

I avkastningsförsöken 1994 provades 13 linjer ifrån 4 korsningar, tabell 6. Angreppsnivån i fält låg något lägre i<br />

förädlingslinjerna än i mätaren, i snitt 3 % lägre. De graderade angreppen var enbart orsakade av Phoma lingam.<br />

Fröavkastningen var i snitt 122 % av mätarens, med max 143 % och min 108 %. Oljehalten var tillfredsställande i<br />

flertalet linjer, och gav i snitt en råfettskörd på 119 % av mätarens.<br />

I avkastningsförsöken 1995 provades 11 linjer ifrån sammanlagt 7 korsningar, tabell 7 och 8. Angrepp, orsakade av<br />

såväl Verticillium dahliae som Phoma lingam, kunde graderas och angreppsnivån låg, i flertalet av<br />

förädlingslinjerna, lägre än i mätaren. Framförallt två korsningar - (ur 692-86/ur 244-87) och (ur 1044/ur JF53-89) -<br />

hade en förbättrad resistens mot båda sjukdomarna, och kommer att användas som korsningsföräldrar.<br />

Fröavkastningen var underlägsen eller lika med mätarens.<br />

I avkastningsförsöken 1996 provades 13 linjer ifrån sammanlagt 8 korsningar. Försöket var kraftigt vinterskadat<br />

och ingen sjukdomsgradering eller bedömning av avkastning kunde göras.<br />

Tabell 6. Höstraps. Förädling för resistens mot Verticillium dahliae.


Dubbellågt material i avkastningsförsök 1994<br />

1 försök, 3 upprepningar<br />

Linje Härstamning % angrepp Fröavkastning Råfettavk.<br />

Phoma kg/ha rel. rel.<br />

Ceres 23 2575 100 100<br />

1 1031/1036 17 3080 120 118<br />

2 " 21 3237 126 127<br />

3 " 13 3481 135 135<br />

4 " 23 3324 129 127<br />

5 " 26 2893 112 108<br />

6 " 21 2790 108 104<br />

7 " 17 2894 112 109<br />

8 1014/210-87 20 3648 142 140<br />

9 692-86/244-87 20 3118 121 118<br />

10 " 20 3369 131 131<br />

11 " 27 2792 108 102<br />

12 210-87/Rustan 16 2930 114 110<br />

13 " 20 3138 122 115<br />

Tabell 7. Höstraps. Förädling för resistens mot Verticillium dahliae.<br />

Dubbellågt material i avkastningsförsök 1995<br />

1 försök, 3 upprepningar<br />

20 3130 122 119<br />

Linje Härstamning Angrepp rel Ceres Fröavkastning<br />

Verticillium Phoma kg/ha rel.<br />

Ceres 100 (66) 100 (40) 4014 100<br />

Casino 75** 92 3619 90<br />

Idol 111 50** 4013 100<br />

1321 1031/1036 101 60** 3804 95<br />

1322 ur 1014/ur 210-87 84* 44*** 4219 105<br />

1323 ur 692-86/ur 244-87 49*** 33*** 3614 90*<br />

1324 - " - 36*** 23*** 3947 98<br />

* = signifikans på 5 % nivå<br />

** = 1 %<br />

*** = 0.1 %


Tabell 8. Höstraps. Förädling för resistens mot Verticillium dahliae.<br />

Dubbellågt material i avkastningsförsök 1995<br />

1 försök, 2 upprepningar<br />

Linje Härstamning Angrepp rel. Ceres Fröavkastning<br />

Verticillium Phoma kg/ha rel<br />

Ceres 100 (60) 100 (37) 3974 100<br />

Lirajet 78** 64* 3961 100<br />

2619 ur 1044/ur 1071 61*** 82 4052 102<br />

2620 ur 1044/ur JF53-89 28*** 55** 3759 95<br />

2621 - " - 39*** 64* 3203 81***<br />

2622 ur JF40-89/ur JF47-89 67*** 128 3185 80***<br />

2623 - " - 78** 128 3567 90*<br />

2624 ur 210-87/3/ur Emil/Rafal 67*** 91 4060 102<br />

2625 - " - 72*** 100 4116 104<br />

* = signifikans på 5 % nivå<br />

** = 1 %<br />

*** = 0.1 %<br />

Förädling för förbättrad resistens mot Verticillium dahliae genom samkorsning och upprepat urval har varit<br />

framgångsrik. Medelvärdet på angreppsnivån för samtliga F3-linjer ifrån en korsning ligger, som visas i tabell 4,<br />

på ett genomsnitt av korsningsföräldrarnas nivå. Det bör också förväntas, eftersom urvalen i F2 sker slump -<br />

mässigt. I F3 görs urvalen i linjer med låga angrepp. Om selektionen är effektiv ska linjerna i F4 ha ett lägre<br />

medelvärde. Utebliven effekt av urvalen kan förväntas om den genetiska bakgrunden i korsningen är alltför snäv,<br />

vilket kan vara fallet i framför allt de två första korsningarna. Det är därför viktigt att föra in mer främmande<br />

genmaterial i det fortsatta korsningsarbetet och eventuellt göra urvalen i tidigare generationer.<br />

Avkastningsförsök med dubbellågt material visar att angreppsnivån i fält ligger betydligt lägre i förädlings-<br />

linjerna än i mätarna. Fröavkastningen är dock alltför dålig, liksom oljehalten. För att få fram nya sorter med bättre<br />

resistens mot Verticillium dahliae måste större vikt läggas på urval för hög oljehalt. Korsningar för att förbättra<br />

dessa egenskaper har påbörjats.<br />

Linjer med enkellåg kvalitet och hög avkastningspotential, som kommit fram genom förädlingsprogrammet för<br />

förbättrad kransmögel-resistens, har och kommer att utnyttjas som korsningsföräldrar. Några egenskaper som de<br />

kan förbättra i det dubbellåga materialet är framför allt vinterhärdighet och tidighet.<br />

Under 1995 började arbetet med att finna nya resistenskällor. Sammanlagt 63 kollekter av framförallt raps<br />

screenades för Verticillium-resistens. Några linjer ifrån Asien samt resyntetiserad raps visade god resistens och<br />

har korsats en första gång med väladapterat material.


TORRÖTA - Phoma lingam<br />

Inledning<br />

Phoma lingam är tillsammans med Verticillium dahliae den viktigaste patogenen i rapsens sjukdomsbild av<br />

vissnesjuka. Beroende på årsmån och växtplats varierar angreppen, de svåraste skadorna uppträder som regel i<br />

höstraps och framför allt efter milda vintrar. Insektsskador medför ofta att angreppen av Phoma lingam ökar i och<br />

med att infektionsprocessen underlättas. De svenska isolaten av Phoma lingam anses vara mindre aggressiva än<br />

t ex franska och engelska isolat eftersom de allvarligaste sjukdomssymptomen av svampen är ovanliga i Sverige (s<br />

k ”blackleg”). En anpassning av svampen och utveckling av mera virulenta isolat i Sverige är trolig.<br />

Målsättningen med detta projekt var först och främst att utvärdera och tillvarata den variation i resistens mot<br />

Phoma lingam som existerar i förädlingsmaterialet av framförallt höstraps samt att bredda och ytterligare förbättra<br />

resistensnivån i raps genom att söka och inkorporera genkällor utanför Brassica napus. Inom flera mycket<br />

närbesläktade arter, som B. juncea, B. carinata och B. nigra, finns linjer med fullständig resistens, som relativt lätt<br />

kan utnyttjas i korsningsarbeten. Vidare planerades att undersöka svampens virulenssammansättning.<br />

Material och metoder<br />

I fält har naturliga infektioner kontinuerligt utnyttjats för att få en uppfattning om det totala förädlings-<br />

programmets resistensnivå. Förutom graderingar i eget förädlingsmaterial har sjukdomsgraderingar också gjorts i<br />

Riks- och OS-försöken av höstraps i Skåne.<br />

Material av särskilt intresse har legat i artificiellt inokulerade sjukdomsförsök. I höstrapsen har dessa utförts så,<br />

att infekterad halm samlas in strax efter skörd. När det nysådda når 2-3 bladsstadiet läggs halmen ut mellan<br />

raderna. Avläsning görs normalt strax före skörd men under år med mycket tidiga och starka angrepp görs en<br />

gradering av frekvens "välta plantor" vid blomningen. I vårrapsen har renodlat inokulum använts. Svampen<br />

uppförökas på näringsmedium och en lösning av sporer och vatten sprutas sedan ut i 2-3 bladsstadiet. Några år<br />

har bevattningsanläggning funnits tillgänglig.<br />

W Weibull AB och Svalöf AB erhöll i slutet av 80-talet artkorsningsmaterial ifrån Institutionen för Växtförädling,<br />

SLU. Materialet var framtaget av Christina Dixelius, som i sitt doktorsarbete bl a framställt somatiska hybrider<br />

mellan B. napus och phoma-resistenta linjer av B. nigra, B. juncea samt B. carinata. Hybriderna var framställda<br />

genom protoplastfusioner och fröet som erhölls var från den första återkorsningen till raps. Resistensnivån i<br />

materialet testas i växthus genom att hjärt- och örtblad inokuleras med en pyknidiesporlösning. Isolaten som<br />

används är aggressiva och resistensen uttrycks som en immunreaktion. Resistenta plantor återkorsas med<br />

dubbellåg vårraps.<br />

För att undersöka svampens virulensmönster samlades plantprover ifrån olika lokaler in för isolering och vidare<br />

virulensundersökning. Klassificering i virulenta och avirulenta isolat gjordes dels genom att odla svampen i


näringsbuljong, varvid eventuell pigmentproduktion tas som bevis för avirulens, dels genom testinokulering av<br />

ett differentialsortiment. Genom att bedöma reaktionen på de tre sorterna Westar, Quinta och Glacier grupperas<br />

isolaten i fyra patogenitetsgrupper, PG 1 - 4, se tabell 9.<br />

Tabell 9. Phoma lingam - indelning av isolat i patogenitetsgrupper<br />

Patogenitets- Reaktion på:<br />

grupp Westar Quinta Glacier<br />

PG 1 avirulent avirulent avirulent<br />

PG 2 virulent intermediär - ” -<br />

PG 3 - ” - - ” - virulent<br />

PG 4 - ” - virulent - ” -<br />

Resultat<br />

<strong>Svensk</strong>t förädlingsmaterial har i mycket liten utsträckning selekterats för resistens mot Phoma lingam. Ett tydligt<br />

exempel är Casino, som normalt uppvisar god fältresistens. Under år när torröta varit vanligt förekommande har<br />

sorten tillhört en av de mest angripna. Som en konsekvens av att angreppen av Phoma lingam ökat i betydelse de<br />

senaste åren genomför vi numera särskilda sjukdomsförsök på 4 olika lokaler i Europa för att få möjlighet att<br />

bedöma resistensen i det mest avancerade förädlingsmaterialet.<br />

Fältförsök med artificiell inokulering har utförts under flera år i höst- och vårraps. Resultaten har varit skiftande<br />

och framför allt beroende av väderförhållanden. Försöken har generellt sett lyckats bäst i höstraps. När halmen<br />

läggs ut på hösten har svampen god tid att etablera sig och vädret är ofta gynnsamt. Symptom syns tidigt på de<br />

understa bladen och svampen växer sedan genom bladstjälken ner i rothalsen. Graderingar görs ifrån sen<br />

blomning till strax före skörd. Under flera år i mitten på 90-talet förekom mycket starka, naturliga angrepp av<br />

Phoma lingam i höstrapsen, vilket innebar att i stort sett hela förädlingsmaterialet kunde graderas för Phoma-<br />

resistens oberoende av inokulering.<br />

I vårrapsen har försommartorka flera år medfört problem med uppkomst och dåliga bestånd, liksom ogynnsamma<br />

förhållanden för Phoma lingam. Trots tillgång till bevattning i försöken med artificiell inokulering har angreppen<br />

sällan blivit starka och generellt måste metoden betraktas som mycket otillförlitlig. Ett undantag utgör 1994 då ett<br />

begränsat material ifrån korsningen Wesbrook/Garrison inokulerades med sporlösning i fält. Förhållandena under<br />

odlingssäsongen var mycket gynnsamma för sjukdomens utveckling i vårraps och vid mognad fanns tydliga<br />

symptom. Avläsningen gjordes vid samma mognadsstadium för samtliga linjer och några linjer var signifikant<br />

bättre i resistens, dock ej bättre än den resistenta föräldern - Wesbrook. Linjerna gick vidare till fortsatt provning.<br />

Under flera år i mitten på 1990-talet har odlare rapporterat problem med höstrapsplantor som välter vid<br />

blomningen. På åtskilliga av dessa plantor är det relativt lätt att upptäcka angrepp av Phoma lingam i brottytan.


Orsaker till den plötsliga ökningen av den här angreppstypen kan vara flera. Dåliga höstbestånd med allmänt<br />

försvagade plantor kan ha erbjudit en gynnsam inkörsport för svampen. Det kan ha kommit in mer aggressiva<br />

isolat från kontinenten - med vind, utsäde eller på annat sätt. Det är också möjligt att aggressiva isolat funnits här<br />

hela tiden, fast i låg frekvens. Odling av mera mottagliga sorter kan vara ytterligare en orsak. Under 1994, 1995<br />

och 1996 graderades frekvensen "välta plantor" strax efter avslutad blomning i Svalöf Weibulls fältförsök av<br />

höstraps. Sortskillnader i känslighet överensstämde väl med skillnader i härdighet, vilket styrker teorin att torröta<br />

lättare orsakar kraftiga angrepp i redan försvagade plantor. En jämförelse mellan 1994 och 1995 års graderingar av<br />

de mest intressanta sorterna visas i tabell 10. Express var båda åren en av de minst känsliga sorterna, även om<br />

angreppsnivån varierade mellan åren.<br />

Tabell 10. Höstraps. Gradering av "välta plantor"<br />

Sortförsök, 3 upprepningar<br />

Skala 1-9, 1=frisk, 9=samtliga plantor välta<br />

Sort/linje 1994 1995<br />

Casino 8,0 max 3,0 max<br />

Ceres 5,7 2,7<br />

Libraska 7,3 -<br />

Silvia 6,0 2,4<br />

Idol 2,0 min 2,3<br />

Lirajet 3,0 2,0<br />

Express 2,0 min 1,6 min<br />

Liropa 3,0 2,7<br />

NPZ 026 4,3 2,4<br />

För att undersöka svampens virulensmönster i Sverige påbörjades en inventering med hjälp av växtskydds-<br />

centralen i Alnarp, 1994. Under odlingssäsongen samlades stjälkar från 13 olika lokaler i Skåne in för isolering och<br />

vidare virulensundersökning. Sammanlagt 52 stjälkar undersöktes och Phoma lingam kunde påvisas i plantprover<br />

från samtliga platser. Fördelningen mellan de geografiska lokalerna framgår av tabell 11.<br />

Klassificering i virulenta och avirulenta is olat gjordes genom att odla svampen i näringsbuljong, varvid eventuell<br />

pigmentproduktion är en indikation om avirulens. Förutom 1994 års isolat, fanns svenska isolat från 1989 samt<br />

utländska isolat med, tabell 12. 91 % av de undersökta isolaten ifrån Sverige 1994 producerade inget pigment och<br />

är således virulenta. De svenska isolaten från 1989 var huvudsakligen pigmenterade och alltså avirulenta.<br />

Eftersom de är isolerade från stjälkrötor vid mognad kan ingen korrekt jämförelse mellan åren göras. Flertalet<br />

utländska isolat var virulenta.<br />

1995 gjordes en ny insamling av "välta plantor". Denna gång koncentrerades insamlingen tidsmässigt till<br />

blomningen för att delvis utesluta möjligheten till sekundär infektion av eventuella svaghetsparasiter. Symptomen<br />

var inte lika utbredda och insamlingen begränsades till 6 platser i Skåne. Sammanlagt 34 stjälkar undersöktes och<br />

Phoma lingam kunde påvisas i plantprover från fyra utav de sex lokalerna. Fördelningen mellan de geografiska


lokalerna och förekomst av pigmentproduktion hos isolaten framgår av tabell 13. Som jämförelse finns de<br />

sammanlagda resultaten från 1994 inlagda. Frekvens ”lyckade” isoleringar, dvs plantor med påvisad förekomst av<br />

P.lingam, var densamma båda åren. Frekvens virulenta isolat var dock betydligt lägre 1995 (58%) än 1994 (91%).<br />

Tabell 11. Isolering av Phoma lingam, 1994<br />

Testnr. Ursprung Datum Antal Antal Indeln. av isolat:<br />

f. insaml. undersökta stjälkar m. opigm. pigm.<br />

stjälkar P.lingam<br />

940: 11 Välaholm 10/6 1 1 1<br />

12 Dammstorp " 1 1 1<br />

13 Laxmans Åkarp " 1 1 1<br />

14 Söderviddinge " 1 1 1<br />

15 Vallberga gård " 1 1 1<br />

16 Ö. Carlsnäs " 1 1 1<br />

21 Petersborg 1/7 8 4 4<br />

22 Olstorps gård 30/6 5 4 4<br />

23 Munkagårda 3/7 11 5 2 3<br />

24 Nordanå ? 7 5 5<br />

25 St. Råby ? 5 3 3<br />

26 Ingelstad ? 5 3 3<br />

27 V. Alstad ? 5 5 5<br />

Totalt: 52 35 32 3<br />

67% 91% 9%<br />

Tabell 12. Phoma lingam - pigmentproduktion i isolat med olika geografiskt ursprung<br />

Ursprung: Antal isolat:<br />

Land år opigm. pigm.<br />

Sverige 1994 32 3<br />

Sverige 1989 1 6<br />

Europa 1994 12 0<br />

Europa 1988/89 2 1<br />

Kanada ? 3 0<br />

Totalt: 50 10<br />

Tabell 13. Isolering av Phoma lingam, 1995<br />

Testnr. Ursprung Datum Antal Antal Indeln. av isolat:<br />

f. insaml. undersökta stjälkar m. opigm. pigm.<br />

stjälkar P.lingam


950:7 Ö. Carlsnäs 17/5 10 8 8 0<br />

8 Välaholm ” 8 7 2 5<br />

9 Barsebäck ” 2 - - -<br />

10 Dammstorp ” 4 4 0 4<br />

11 Trollenäs ” 5 5 4 1<br />

12 Borstahusen ” 5 - - -<br />

Totalt: 34 24 14 10<br />

%: 71% 58% 42%<br />

(1994): (67%) (91%) (9%)<br />

1995 års skånska isolat användes också för testinokulering av differentialsortimentet (Westar, Quinta och Glacier).<br />

Vi fann isolat ifrån samtliga patogenitetsgrupper undantaget PG 2. Den mest virulenta isolattypen - PG 4 -<br />

framstod som relativt vanlig. På två av lokalerna återfanns enbart virulenta respektive avirulenta isolat, medan det<br />

fanns isolat av båda typerna på de andra lokalerna, se diagram 2. Omfattningen av undersökningen är dock inte så<br />

stor att några direkta slutsatser kan dras. Överensstämmelsen med pigmentproduktion var total, dvs alla isolat<br />

som producerade pigment var också avirulenta på samtliga sorter. Vid en internationell jämförelse är det intressant<br />

att notera att den vanligaste typen i Europa är just PG 3 och 4, medan PG 2 dominerar i Canada.<br />

Diagram 2. Phoma lingam - förekomst av olika patogenitetsgrupper på 4 platser i Skåne<br />

Antal isolat<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Ö. Carlsnäs Välaholm Dammstorp Trollenäs<br />

PG1 PG2 PG3 PG4<br />

Förädling för förbättrad Phoma-resistens har inriktats på att överföra höggradig resistens ifrån närbesläktade arter<br />

till vårraps. Bland de somatiska hybrider som erhölls från SLU, fanns tre kombinationer med B. juncea, en med B.<br />

carinata samt en med B. nigra. Hybriderna, som framställts genom protoplastfusioner, bestod både av<br />

symmetriska och asymmetriska hybrider. De förstnämnda innehåller det fullständiga genomet från båda<br />

föräldrarna, medan de andra innehåller hela genomet från en förälder och bara delar av genomet från den andra.


Fördelen med asymmetriska hybrider är att det kan vara lättare att integrera önskvärda egenskaper vid det<br />

påföljande återkorsningsarbetet.<br />

För att framställa de "sexuella" hybriderna korsade vi raps med Phoma-resistent B. juncea och B. carinata.<br />

Embryonerna plockades ut ca 20 dagar efter pollinering och lades på näringsmedium. Regenererade plantor<br />

omplanterades därefter i jord. Resistensen testades i påföljande generation.<br />

Båda materialen hade starka fertilitetsstörningar i början. För att få frö gjordes omfattande knopp-pollineringar och<br />

i vissa kombinationer även upprepade "embryo rescue". Upp till fem återkorsningar har gjorts i materialet och<br />

efter varje korsning har materialet genomgått resistenstest. Symptomutvecklingen på hjärtbladen går snabbt och<br />

redan efter 10 dagar kan avläsning göras. En del hjärtblad vissnar och faller av ännu tidigare, vilket innebär att<br />

inokulering måste göras på örtbladen också för att minska risken att mottagliga individer passerar testen utan att<br />

upptäckas. Resistenta plantor krukas sedan, nya återkorsningar och påsisoleringar på individer med god resistens<br />

görs. I tabell 14 visas en sammanställning av testresultaten ifrån de olika åren.<br />

Vid skörden har vi i några fall observerat att stjälkbasen kan vara angripen av Phoma lingam, vilket skulle<br />

innebära att svampen kan infektera och växa systemiskt utan att ge synliga bladsymptom. Om så är fallet blir<br />

bladresistensen svår att utnyttja. Vid fortsatt korsningsarbete måste screening och urvalsarbete kompletteras, så<br />

att även stjälkresistensen undersöks. Flera linjer, som uttrycker resis tensen mycket starkt, är fortfarande mycket<br />

olika återkorsningsföräldern (=vårraps). Vid fortsatt korsningsarbete är det därför också nödvändigt att börja med<br />

kromosomtalsbestämning i materialet.


Tabell 14. Screening för resistens mot Phoma lingam<br />

Förädlingsmaterial från artkorsningar.<br />

Antal resistenta individer:<br />

Material på örtblads- på hjärtblads-<br />

Totalt stadiet, % stadiet, %<br />

1991 Somatiska hybrider 71 25 31<br />

1992 Somatiska hybrider Korsningar 115 16 2<br />

Isoleringar 1316 17 4,5<br />

"Sexuella" hybrider Korsningar 1805 5 ej testat<br />

Isoleringar 1650 13 8,5<br />

1993 Somatiska hybrider Korsningar 1520 18 11<br />

Isoleringar -<br />

"Sexuella" hybrider Korsningar 197 12 7<br />

Isoleringar 261 72 81


KLUMPROTSJUKA - Plasmodiophora brassicae<br />

Inledning<br />

Klumprotsjuka, orsakad av Plasmodiophora brassicae, är en växtföljds­sjukdom som de senaste åren fått ökad<br />

uppmärksamhet. Angreppen leder till lägre fröskörd och försämrad kvalitet, i form av lägre oljehalt. I höstrapsen<br />

innebär angrepp ofta att hela eller delar av fält måste köras upp. Utbredningen i Sverige har kartlagts genom<br />

undersökning av jordprover, vilket visar att svampen finns i stort sett i hela södra Sverige.<br />

Målsättningen i detta delprogram var att bygga in resistensgener i raps- och rybslinjer med god kvalitet, d v s låg<br />

erukasyrahalt och lågt glukosinolatinnehåll. Både rasspecifik och icke-rasspecifik resistens skulle utnyttjas.<br />

Eftersom rapsodlingen hittills karakteriserats av snabba sortbyten, bedömdes rasspecifika resistensgener som<br />

möjliga att utnyttja, trots svampens stora förmåga att bilda nya virulenta raser när nya resistensgener exponeras.<br />

Resistensförädlingen borde kunna producera utgångsmaterial för en medveten sortframställning, där resistens-<br />

generna introduceras var för sig under en längre tidsperiod. Klumprotsjuka är, som jordbunden parasit, relativt<br />

stationär, vilket är en förutsättning om strategin ska lyckas. Om svampens använda virulens minskar efter ett antal<br />

år skulle man dessutom kunna återanvända resistensgener som utnyttjats i gamla sorter. Korsningsarbetet i<br />

materialet med rasspecifik resistens har nu avbrutits på grund av de erfarenheter som gjorts under projektperioden<br />

och för att ge möjlighet till utökning i programmet för icke-rasspecifik resistens.<br />

Material och metoder<br />

Rasspecifika gener, som ger fullständig resistens, korsades in i vår- och höstraps. Resistenskällorna består<br />

huvudsakligen av olika kålrotslinjer. Samtliga har hög halt erukasyra och hög halt glukosinolater. För att förbättra<br />

kvalitén och den agronomiska typen gjordes återkorsningar med framför allt dubbellågt material. Vid korsning med<br />

vårraps måste även vernaliserings-behovet i resistenskällorna förädlas bort. Urval ifrån resistenstester har gått<br />

vidare till växthus för korsning och uppförökning. Från och med F2 har materialet legat som observationsparceller<br />

i fält och omfattande planturval har gjorts. Alla plantor har sedan genomgått kvalitetsanalyser och de som inte<br />

slopats har därefter gått vidare till resistenstest.<br />

Korsningar mellan resistenta linjer av rova och resistenta linjer av kål för att göra resyntetiserad raps har samtidigt<br />

skapat ett unikt material med icke-rasspecifik resistens. De första hybriderna har återkorsats med dubbellåg<br />

höstraps. I vårrybs har ett liknande material tagits fram. Genom att utnyttja icke-rasspecifik resistens ökar<br />

möjligheterna att få en mer varaktig resistens.<br />

Innehåll av erukasyra har analyserats med hjälp av pappers- och gaskromatografi, glukosinolathalt med<br />

papperstest och LECO-analys. Resistenstester har gjorts i växthus med "slurry"-metoden, varvid inokulering med<br />

sporsuspension sker i samband med sådden. Isolat med olika virulens används. Under senare år har materialet<br />

också testats i fält med naturligt förekommande klumprotsmitta.


Resultat och diskussion<br />

I programmet med rasspecifik resistens gjordes inledningsvis cirka 50 återkorsningar/år med klumprotsresistenta<br />

höstrapslinjer och ungefär 30 med vårraps. En sammanställning av förädlingsmaterialets omfattning de senaste 5<br />

åren visas i tabell 15.<br />

Tabell 15. Förädling för rasspecifik klumprotsresistens i raps.<br />

Programmets omfattning i höst- och vårraps<br />

a) i höstraps<br />

b) i vårraps<br />

Årtal obs-parceller Antal:<br />

i fält planturval resistenstest<br />

1992 750 2500 800<br />

1993 900 2400 450<br />

1994 550 900 260<br />

1995 355 740 150<br />

1996 230 420<br />

1992 850 1900 720<br />

1993 500 1800 720<br />

1994 400 1100 535<br />

1995 340 1010 260<br />

1996 215 905<br />

I höstraps gjordes de första korsningarna med enkellågt material. Anledningen till detta var att vinterhärdigheten<br />

fortfarande var mycket dålig i dubbellåg höstraps och resistenskällorna bedömdes inte heller som vinterhärdiga. I<br />

takt med att det dubbellåga höstrapsmaterialet förbättrats byttes återkorsningsföräldrarna ut. Allt material med<br />

rasspecifik resistens mot klumprot är nu av dubbellåg kvalitet och korsningsarbetet i materialet har upphört. De<br />

första dubbellåga höstrapslinjerna provades i vägningsförsök sommaren 1993, tabell 16a. Återkorsnings-<br />

föräldrarna utgörs av första generationens dubbellåg höstraps, vilket avspeglar sig i avkastningsnivån. I snitt gav<br />

de åtta linjerna 86 % av Ceres fröskörd och endast 79 % i råfettskörd. 1995 uppnådde den bästa höstrapslinjen 91<br />

% av Ceres fröskörd.<br />

I vårraps har dubbellåga linjer använts som återkorsningsföräldrar hela tiden och de första avkastningsförsöken<br />

med dubbellåga vårrapslinjer med klumprotsresistens gjordes tidigt. En sammanställning av avkastningsförsöken<br />

1993 visas i tabell 16b. De sju vårrapslinjer som provades då, gav i genomsnitt 92 % av Paroll i fröskörd och 84 %<br />

i råfett. Problemet i vårraps-programmet har varit att förädla bort resistenskällornas vernaliseringsbehov. I<br />

korsningarna med ett par resistenskällor kan klyvning i höst- och vårtyp fortfarande förekomma, trots att upp till<br />

sju återkorsningar har gjorts. 1995 provades 10 nya linjer i avkastningsförsök, den bästa linjen uppnådde 98 % av<br />

Sponsors fröskörd.


Tabell 16a. Förädling för rasspecifik klumprotsresistens i raps<br />

Avkastningsförsök 1993<br />

Linje Fröskörd Råfettskörd<br />

kg/ha rel. rel.<br />

a) höstraps Ceres 4465 100 100<br />

Libraska 4086 92 86<br />

Liropa 5204 117 114<br />

986/3/302-86//K1/986 3465 78 71<br />

- " - 2997 67 60<br />

K3/984//9552 3719 83 77<br />

K3/984//9552 3719 83 77<br />

K3/984//9702 4180 94 86<br />

K8/957//9552 3764 84 77<br />

K18/9702 4048 91 83<br />

- " - 4176 94 88<br />

- " - 4358 98 92<br />

Tabell 16b. Förädling för rasspecifik klumprotsresistens i raps<br />

Avkastningsförsök 1993<br />

b) vårraps<br />

Linje Fröskörd Råfettskörd<br />

kg/ha rel. rel.<br />

Paroll 3292 100 100<br />

Katarina 3127 95 91<br />

1427/3/K3/985//1427 3120 95 86<br />

14272//K1/1389 2786 85 74<br />

Consul2//K7/1389 2101 64 54<br />

- " - 2189 66 59<br />

- " - 2726 83 74<br />

- " - 2681 81 74<br />

14273//K8/1427 3339 101 101<br />

Consul3/3/K18/957//1352 3250 99 87<br />

Consul3/3/K18/957//1352 3250 99 87<br />

13893/3/K20/957//1389 3276 100 94<br />

Återkorsningsmetodiken innebär att det varit svårt att följa med i avkastningsökningen hos nya sorter. Materialet<br />

uppvisar också en kraftig försämring i råfetthalt. En sort med klumprotsresistens bör dock vara intressant även om<br />

avkastningen ligger något lägre än bästa marknadssort, ett krav som några linjer framförallt ifrån vårraps-<br />

programmet uppfyller. SW 02763 är en vårrapslinje som kommer ifrån programmet och som hade bra resultat 1994<br />

(105 i fröskörd relativt Sponsor). 1995 provades linjen av OS (försöksplan OS-3) men råfettskörden låg endast på<br />

91 relativt Sponsor (6 försök). I höstrapsen har det varit ännu svårare att få upp avkastningen i materialet.


1995 provades 22 höstrapslinjer med icke-rasspecifik resistens i vägningsförsök för första gången. Fröskörden<br />

varierade från 63 till 111 % av Ceres´ och även tidighet vid mognad visade stor variation. Resistensen mot<br />

Verticillium och framförallt Phoma var dålig i många linjer, men några undantag fanns, t ex 95-2803 och 95-2812.<br />

Några linjer har fortfarande hög erukasyrahalt och de flesta har högt glukosinolatinnehåll. En linje, 95-2820, hade<br />

mycket lovande resultat. Glukosinolatinnehållet var lågt och avkastningen var 99 % relativt mätaren. Samtliga<br />

resultat är sammanställda i tabell 17.<br />

Tabell 17. Förädling för icke-rasspecifik klumprotsresistens i raps<br />

Avkastningsförsök 1995<br />

Sort/linje Fröskörd Angrepp rel Ceres Tidighet Eruka- Glukosino-<br />

rel. Ceres Verticillium Phoma rel. Ceres syra¤ later*<br />

Ceres 100 100 (70) 100 (26) 0<br />

Lirajet 108 57 109 +3<br />

95-2803 63***min 71 62 +1 0 m<br />

2804 70*** 100 71 -1 0 m<br />

2805 94 86 90 -1 0 m<br />

2806 90 86 119 -1 0 m<br />

2807 69*** 100 109 -1 0 m<br />

2808 79** 100 100 -1 0 m<br />

2809 100 100 109 -1 0 m<br />

2810 87 100 109 -3 0 m<br />

2811 82** 100 95 -3 0 m<br />

2812 107 29 104 +2 13 m<br />

2813 111 57 114 +3 25 m<br />

2814 83* 57 104 +4 41 m<br />

2815 89 57 104 +3 14 m<br />

2816 85* 43 134 +3 26 m<br />

2817 99 71 143 +2 22 m<br />

2818 75*** 86 172 0 33 m<br />

2819 70*** 29 162 0 19 m<br />

2820 99 86 124 -1 0 l<br />

2821 90 100 95 -1 0 m<br />

2822 67*** 100 104 -3 0 m<br />

2823 114*max 57 95 0 0 m<br />

2824 89 57 85 0 0 m<br />

¤ %<br />

* m = medel, l = låg<br />

De rasspecifika gener som utnyttjats ska ge fullständig resistens i växthustesten, men reaktionen är beroende av<br />

vilket svampisolat som används. Det finns redan idag isolat som ”bryter ned” resistensen, men förekomsten av<br />

dessa i naturligt smittade jordar är inte kartlagd. Under säsongen 1994 provades höst- och vårrapslinjer med<br />

rasspecifik respektive icke-rasspecifik resistens på fält med naturligt hög klumprotssmitta. 3 respektive 8 linjer med<br />

rasspecifik resistens provades i höst/vårraps och 5 linjer med icke-rasspecifik resistens provades i höstraps.<br />

Mycket kraftiga angrepp utvecklades och graderades strax före mognad. Resultaten finns sammanställda i tabell<br />

18. Linjerna med rasspecifik resistens var i stort sett lika angripna som mätarna, medan tre av linjerna med icke-


asspecifik resistens hade mycket låga angrepp. Om den rasspecifika resistenen ska utnyttjas är det viktigt att<br />

bara använda den på fält med ett lågt infektionstryck. En avkastningssänkning i en sådan sort kan troligen inte<br />

accepteras. Den icke-rasspecifika resistensen håller bra också i ett fält med högt infektionstryck. En sådan sort,<br />

som kan odlas på fält med stark smitta, behöver inte vara i topp i avkastning.<br />

Tabell 18. Försök på fält med naturligt förekommande klumprotsmitta.<br />

1 försök, 2 upprepningar<br />

a) Höstraps<br />

Sort/Linje % angrepp Resistens<br />

I II x<br />

1 18 26 22 Icke-rasspecifik<br />

2 34 40 37 "<br />

3 10 22 16 "<br />

4 2 2 2 "<br />

5 90 80 85 "<br />

6 70 72 71 Rasspecifik<br />

7 78 56 67 "<br />

8 68 58 63 "<br />

Ceres 80 62 71<br />

Libraska 70 86 78<br />

b) Vårraps<br />

Sort/linje % angrepp Resistens<br />

I II x<br />

1 86 50 68 Rasspecifik<br />

2 86 38 62 "<br />

3 84 46 65 "<br />

4 92 72 82 "<br />

5 76 78 77 "<br />

6 68 66 67 "<br />

7 54 46 50 "<br />

8 58 86 72 "<br />

Paroll 62 86 74<br />

Sponsor 80 84 82<br />

1996 fortsatte en del av materialet att provas på tre olika lokaler med naturligt förekommande smitta. I höstraps<br />

provades 2 linjer med rasspecifik resistens och 2 linjer med icke-rasspecifik resistens. I vårrybs provades 4 linjer<br />

med icke-rasspecifik resistens. Resultaten sammanfattas i diagram 3. I de tre försöken hade de två<br />

höstraps/vårrybs-mätarna mycket starka angrepp - i genomsnitt var uppemot 90-95% av plantorna angripna och<br />

starkt nedvissnade vid graderingstillfället. De två höstrapslinjerna med rasspecifik resistens var nästan lika hårt<br />

angripna, medan åtminstone en av linjerna med resyntetiserad bakgrund hade bra resistens - i genomsnitt 16%


angripna plantor. I vårrybs hade samtliga testade linjer mycket god resistens - angreppen varierade i genomsnitt<br />

från 8 till 18%. Förhållandet mellan sorterna var detsamma oberoende plats, vilket indikerar att virulensbilden är<br />

relativt konstant. Under 1997 ska avkastningsförsök med vårrybslinjerna genomföras på lokaler med naturligt<br />

förekommande klumprotssmitta. För att få en relevant jämförelse mot mätarna kommer försöken att läggas på fält<br />

med en lägre smittograd.<br />

Diagram 3. Klumprot. Försök på fält med naturligt förekommande smitta<br />

angripna plantor, %<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

a) Höstraps: A=Express, B=Bristol,<br />

C+D=icke-rasspecifik resistens<br />

E+F=rasspecifik resistens<br />

0<br />

A B C D E F<br />

sort<br />

Glanshammar Närkes Kil Nygård


angripna plantor, %<br />

b) Vårrybs: A=Agena, B=Kulta,<br />

C-F=icke-rasspecifik resistens<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

A B C D E F<br />

sort


Bilaga 1.<br />

I. Gradering av sjukdomsangrepp i officiella sortförsök av höstraps<br />

Sedan 1985 graderas sjukdomsangreppen i riks- och OS-försöken av höstraps i Skåne. Arbetet utfördes tidigare<br />

som ett samarbete mellan Svalöf AB och W Weibull AB och har sedan fortsatt i det sammanslagna företagets<br />

regi. Resultaten kan fritt utnyttjas av SLU och SSO och ligger till grund för uppgifterna i Sortval. De senaste åren<br />

har varje sjukdom så långt möjligt graderats separat och vi har fått en bättre uppfattning om de olika<br />

sjukdomarnas betydelse. Angrepp av kransmögel och bomullsmögel uttrycks i procent och uppskattas genom att<br />

50 stjälkar/parcell räknas av och bedöms som antingen friska eller sjuka. Angrepp av torröta och ljus<br />

bladfläcksjuka bedöms visuellt och uttrycks på en skala 1-9.<br />

Symptomutveckling av framförallt kransmögel påverkas mycket av plantans utvecklingsstadium, dvs angreppen<br />

blir tydligare ju närmre mognaden man kommer. Eftersom alla sorterna i ett försök graderas vid ett och samma<br />

tillfälle, oavsett mognadsstadium, innebär det att angreppen generellt sett blir högre på tidiga sorter respektive<br />

lägre på sena sorter. Vid en jämförelse av olika sorters resistens är det nödvändigt att ta hänsyn till detta. Ett sätt<br />

kan tex vara att enbart jämföra sorter inom samma tidighetsgrupp.<br />

Sommaren 1997 förekom - liksom året innan - stora angrepp av bomullsmögel (Sclerotinia sclerotiorum) i de flesta<br />

försöken, men även angrepp av kransmögel (Verticillium longisporum) kunde graderas.<br />

Sommaren 1998 dominerade kransmögel angreppen på alla lokaler med undantag för Österlen där det fanns relativt<br />

kraftiga angrepp av ljus bladfläcksjuka (Cylindrosporium concentricum). De föregående årens stora angrepp av<br />

bomullsmögel uteblev.<br />

Sommaren 1999 förekom angrepp av kransmögel överallt. Omfattande angrepp av torröta (Phoma lingam) och ljus<br />

bladfläcksjuka förekom och bedömdes också i flera försök. Det generella intrycket var att torröta dominerade, men<br />

symptomen är svåra att skilja åt och angreppen redovisades därför gemensamt. Angrepp av bomullsmögel<br />

förekom endast i mindre omfattning och graderades bara i försöket på Weibullsholm, Landskrona. På flera platser<br />

fanns också ett stort antal tidigt nedvissnade och döda plantor vars orsak inte kunde fastställas.<br />

Sommaren 2000 förekom angrepp av kransmögel i samtliga försök, ofta i mycket höga nivåer. Omfattande angrepp<br />

av torröta förekom och bedömdes också i flera försök. Angrepp av bomullsmögel förekom endast i mindre<br />

omfattning och graderades aldrig.<br />

Graderingarna har sammanställts och bifogas.


Bilaga 2.<br />

Mapping of Quantitative Trait Loci Conferring Resistance to Verticillium<br />

Wilt in Brassica napus L. (SSO project)<br />

DNA Landmarks. Inc: Dahu Chen, Celine Trahan, Wing Cheung, Benoit Landry<br />

Svalöf Weibull AB Sweden: Ingrid Happstadius<br />

Abstract<br />

Verticillium wilt caused by the soil-borne plant pathogen Verticillium longisporum<br />

becomes an important disease in some Brassica napus growing areas. Use of the host resistance is<br />

the most preferred strategy in managing this disease. Unfortunately, very limited genetic materials are<br />

available for breeding rapeseed varieties resistant to Verticillium wilt. Any development of new<br />

genetic materials resistant to Verticillium wilt in B. napus will be a great contribution to improve<br />

rapeseed production. In the present study, we conducted a RFLP analysis for a doubled haploid<br />

population (160 lines) derived from a cross between two DH lines of B. napus ‘307-142-3’ and<br />

‘307-406-1’. The line ‘307-142-3’ was considered to be resistant to V. dahliae, and ‘307-406-1’<br />

susceptible. Seven hundred and seventy six cDNA probes were screened for polymorphism<br />

between the two parental lines, resulting in 414 probes (53.4%) showing polymorphism between the<br />

parents. Three hundred and forty segregating markers were generated after 228 probes were<br />

hybridized with the DH population. As a common feature in B. napus segregating population, 26 %<br />

of the segregating markers were deviated from the expected ratio. Three hundred and nineteen<br />

markers were grouped into 29 linkage groups of sizes ranging from 1.5 to 114 cM. The linkage map<br />

covers 1373 cM of the B. napus genome with an average interval of 4.3 cM between markers.<br />

Resistance evaluation of the DH lines was carried out in a greenhouse in Svalof Weibull AB,<br />

Sweden. Quantitative trait loci (QTL) conferring resistance to Verticillium wilt were detected by<br />

interval mapping with the Mapmaker/QTL. Two potential QTL were identified in linkage groups 5<br />

and 12 with different replication data sets collected from the mixture isolate inoculation. The QTL in<br />

linkage group 5 explained 16 % of the phenotypic variance, and in linkage group 12 explained 13%<br />

variance. However, the significant variation in disease index among the individual plants within the<br />

same DH lines observed in whole population affected the detection of some minor QTL and blur the<br />

effect of the QTL on disease resistance. Therefore, there is a need to develop a reliable phenotyping<br />

method to obtain uniform inoculation results within the same DH lines, so that the precise location,<br />

the number of the QTL and the percentage of the variance explained by each QTL can be<br />

reassessed.


Introduction<br />

Verticillium wilt caused by the soil-borne plant pathogen Verticillium longisporum is one of<br />

the most important diseases in a wide variety of crop plants, including cotton, sunflower, potato,<br />

alfalfa, tomato and rapeseed. It emerges as a serious problem in some rapeseed growing areas in<br />

Germany, France, Sweden and other countries. The fungus invades the plant through the roots, and<br />

grows into the vascular system causing a reduction in water flow through the plant. The symptom<br />

usually shows up late in the season on mature plants. Diseased plants wilt and usually die. The fungus<br />

produces structures called microsclerotia in plant debris, and survives in the soil for long periods of<br />

time. Chemical control is inefficient, long term crop rotation is effective but is not always practical.<br />

Use of the resistant varieties is highly recommended in managing this disease in all crops, however,<br />

resistant varieties are limited in many crops. Breeding rapeseed varieties resistant to Verticillium wilt<br />

therefore becomes increasingly important. Little is known about the sources of resistance to<br />

Verticillium wilt in B. napus. Svalöf Weibull AB in Sweden initiated this SSO project to develop<br />

genetic markers for resistance to Verticillium wilt in B. napus and DNA Landmarks was requested<br />

to map the genetic factors conferring resistance to Verticillium wilt. We report here the construction<br />

of the genetic linkage map and the QTL interval mapping for resistance to Verticillium wilt in B.<br />

napus.<br />

Materials and Methods<br />

Plant materials and the mapping population<br />

A winterrape line with wellknown resistance to Verticillium wilt was used to produce 84<br />

DH-lines, which were tested in the greenhouse for resistance to Verticillium wilt. Five of the lines<br />

with the highest resistance level were selected as potential crossing parents. Simultaneously, 100<br />

previously produced DH-lines were tested for susceptibility to Verticillium wilt. Seven very<br />

susceptible lines were selected and crossings between thus selected parental DH-lines with<br />

contrasting resistance levels were made.<br />

The homozygocity of the parental plants and the hybridity of the F1 plants was examined by<br />

PCR analysis. The cross between the resistant parental line ‘307142-3’ and the susceptible line<br />

‘307406-1’ was finally selected to produce the mapping population. From this F1’seed a population<br />

of doubled haploid lines was produced for mapping the genetic factors conferring resistance to<br />

Verticillium wilt.<br />

The mapping population was evaluated for phenotypic performance during autumn 1999 at Svalöf<br />

Weibull AB, Sweden. Simultaneously, the mapping population, their parental lines and the sibling F1<br />

plants were grown in a greenhouse in Saint-Jean-sur-Richelieu, Quebec, Canada for DNA<br />

extraction.<br />

DNA manipulation<br />

DNA extraction and membrane preparation Plant genomic DNA was extracted as<br />

described in Cheung et al (1997). Three restriction enzymes (EcoRI, EcoRV, and HindIII) were<br />

applied to digest the genomic DNA. The DNA digests were separated in 0.8% agarose gel and


transferred to a nylon membrane (H-bond N+). Six sets of DNA membranes for each enzyme<br />

digest were prepared for Southern analysis.<br />

RFLP probes and Southern analysis DNA probes coded “DLM2” to “DLM372” correspond<br />

to anonymous clones from a seedling cDNA library of B. napus. Procedures for Southern analysis<br />

were described in Cheung et al (1997). Multiple loci detected by a single clone were designated by<br />

the same name followed by a different lower case letter as described in Landry et al (1991), such as<br />

DLM2a and DLM2b.<br />

Phenotypic evaluations<br />

A greenhouse test was performed to evaluate the resistance of the DH lines to Verticillium<br />

wilt. Mixture of V. longisporum isolates (Vd 1, 4, 11, 12, 13) with similar virulence spectrum but<br />

slightly different aggressiveness was used in the inoculation. The completely random design was<br />

applied to the experiment, with 3 replications and 21 plants per line in each replication. The<br />

inoculation was carried out by dipping the bottom-broken-peat pot with 14-day-old seedlings into<br />

40ml inoculum (2 x 10 6 spores/ml + mycelium fragments). The pot was kept in the inoculum<br />

suspension for about half an hour and then re-planted at the same place in a container. The leftover<br />

inoculum was recovered with rinsing water and poured into the container with inoculated seedlings.<br />

The inoculated seedlings were then grown at 20 °C with light regime of 16h day/8h night. Disease<br />

scoring was done between 8 to10 weeks after inoculation, when 80-90% of the susceptible control<br />

plants ‘Libraska’ was wilted. A scale of 0-5 was used for scoring. 0 = healthy, vigorous plants<br />

without any symptoms, 1= less vigorous plants, old leaves with symptoms (wilting, chloroses,<br />

discolored veins), 2= less vigorous and/or somewhat stunted plants, several leaves with symptoms<br />

(wilting, chlorosis, discolored veins), 3= severely stunted plants, several leaves with symptoms<br />

(wilting, chlorosis, discolored veins), 4= severely stunted plants, completely wilted and 5= dead<br />

plants. Each plant was scored, and the average score over the plants in a replication was taken as<br />

raw data for the replication.<br />

Genetic linkage analysis<br />

Goodness of fit to expected Mendelian ratio for each segregating locus was tested by Chisquare<br />

analysis. Linkage analyses were performed on Mapmaker version 3.0 (Linder et al., 1987).<br />

The whole data set was first grouped at a minimum LOD threshold of 4.0 and a maximum distance<br />

threshold of 40.0 cM. Map distances presented in centiMorgans (cM) between markers were<br />

derived from the Kosambi function. In the case of extremely large groups, sub-groups were<br />

obtained by increasing the LOD value. Normal segregating co-dominant markers were mapped first<br />

and normal segregating dominant markers were then added. Distorted segregating markers and<br />

missing-data markers were added to the map last. For small groups, commands “compare” and<br />

“try” were used to obtain the best order for mapping. For the large groups, commands “three point”<br />

and “order” were applied. The resulting sequences were rippled to obtain the best orders for<br />

mapping.<br />

QTL interval mapping


QTL conferring resistance to Verticillium wilt in B. napus were mapped in the DH<br />

population using the computer program Mapmaker/QTL 1.1 (Lincoln et al 1992). Raw data for<br />

each replication were analyzed separately. The putative QTL for resistance were identified using a<br />

LOD (Log of Odds likelihood ratio that a QTL is present vs absent) threshold of 3.0, corresponding<br />

approximately to an overall α-type-I error risk of 5% (Lander and Bostein, 1989). The multiple<br />

QTL hypothesis was tested by fixing the first detected QTL and re-scanning the genome. The<br />

presence of additional QTL was assumed if the total LOD was more than 3.0 over the previous<br />

fixed QTL LOD.<br />

Results<br />

Production and phenotypic evaluation of the mapping<br />

population<br />

Microspore culture was applied to the selected F1 to produce a mapping population. For<br />

the microspore isolation three donator plants were used and in total, 4002 in vitro embryos were<br />

induced, 392 shoots were regenerated and 379 plants were planted in soil. At the 3-4 leaf stage<br />

ploidy number on each plant was analysed with flow cytometer. 36% of the plantlets were<br />

spontaneous diploids and 4% were polyploids. 60% were still haploid and consequently treated<br />

with colchicine. After vernalization, 353 plants were transferred to the greenhouse and selfed by<br />

bagging. One hundred and sixty lines, out of which 150 originated from a single donator plant, were<br />

choosen for the phenotype and molecular charaterization work.<br />

The mapping population was tested for resistance to Verticillium wilt in the greenhouse. The<br />

resistance level of each DH-line was expressed as an average score over the plants in each<br />

replication and a Disease Index (DI) was calculated relative to the resistance level in the resistant<br />

parent (=100). A large proportion of the lines were intermediate to the parental lines in their<br />

resistance level, but skewed towards susceptibility (figure 1). However, significant variation in DI<br />

among the individual plants within the same DH-line was observed.<br />

Phenotypic evaluation of the mapping population in field trials have been initiated<br />

during 2001 and will complement the results from the greenhouse.<br />

Parental DNA polymorphism survey<br />

The DLM probes revealed relatively low parental polymorphism between the parental lines<br />

‘307-142-3’ and ‘307406-1’, compared with the parental polymorphism in Nordic project. Seven<br />

hundred seventy six DLM probes have been screened for DNA polymorphism among the parents<br />

and the sibling F1 plants (3 resistant and 4 susceptible sibling F1 plants). Three restriction enzymes<br />

(EcoRI, EcoRV, and HindIII) were used to digest the DNA in Southern analysis. Among the 776<br />

probes screened, 414 (53.4%) probes gave polymorphism between the parental lines with at least<br />

one enzyme combination. Three restriction enzyme / probe combinations revealed similar percentage<br />

of parental polymorphism (Table 1).<br />

Segregation analysis of the DH population


DNA from one hundred forty three DH lines of the mapping population were successfully<br />

extracted and used for marker analysis. Seventeen DH lines were dropped off from marker analysis<br />

because of either poor seedling growth or poor DNA quality.<br />

A total of 228 probes generated 340 polymorphic RFLP markers for the DH population. Eightynine<br />

probes were hybridized with the HindIII DNA digests, 60 with the EcoRI digests and 79 with<br />

the EcoRV digests. Each of the 340 markers was scored for each of the 143 lines. One hundred<br />

eighty three (53.8%) markers were codominant and 157 (46.2%) markers were dominant.<br />

Three hundred and nineteen markers were mapped to 29 linkage groups using a<br />

Mapmaker/EXP version 3.0b (Figure 2). The linkage map spanned approximately 1373 cM of the<br />

B. napus genome. The length of the linkage groups varied from 1.5 to 114 cM, and the interval<br />

between two markers ranged from 0 to 27.5 cM. The average marker intervals ranged from 0.2 to<br />

9.7 cM among the 29 linkage groups (Table 2).<br />

Distorted segregation of DNA markers in the DH population<br />

Distorted segregating markers were observed in this population (Table 3). Among the total<br />

of 340 markers, 90 (26.5%) markers deviated from the Mendelian segregation ratio (1:1) at P<<br />

0.05 level or 48 (14.1 %) markers at P


genome coverage of this map is 1373 cM, relatively shorter than that of the map constructed from<br />

the F2 populations derived from the cross between ‘Paroll’ and ‘Quantum’, where 22 linkage<br />

groups were constructed with 496 DNA markers, covering 2339 cM of the genome. It is expected<br />

that the genome coverage will increase with the addition of more markers. Direct comparison among<br />

linkage groups between the two maps is difficult because only few common markers are present in<br />

the two maps, and no common parent was used for developing the two populations. Nevertheless,<br />

the genome coverage of this map should allow the detection of QTL conferring resistance to<br />

Verticillium wilt.<br />

Two potential QTL were detected in the linkage groups 5 and 12 when raw data of the<br />

replication 1 was analyzed, and the QTL in the linkage group 5 was repeatedly detected by<br />

replications 2 and 3. However, the number of QTL and the amount of phenotypic variance<br />

explained by each QTL is likely to be under-estimated because of significant phenotypic variation<br />

within the same DH lines.<br />

The chromosomal region where the QTL in linkage group 5 resides contains abundant<br />

disease resistance genes or resistance gene candidate sequences based on Arabidopsis genome<br />

sequences. In fact, the QTL conferring resistance to blackleg disease in a spring B. napus variety<br />

‘Quantum’ is located in this region. Therefore, there is a high possibility of the QTL conferring<br />

resistance to Verticillium wilt located in this chromosomal region. However, the percentage of the<br />

phenotypic variance explained by this QTL needs to be reassessed.<br />

The accuracy of the QTL mapping depends on the phenotypic data and the genotypic data<br />

(DNA markers). The quality of DNA marker data could be assured by double scoring the<br />

polymorphic markers in X-ray films independently by different researchers. The questionable double<br />

cross-overs could be re-examined after linkage groups were established. In the present study, strict<br />

quality control of DNA marker data was enforced to obtained high quality genotypic data of the<br />

mapping population.<br />

Since plants from the same DH line have the same genotype, the phenotypic reaction of<br />

these plants to the same pathogen isolates should not be significantly different in the optimized<br />

conditions and inoculation methodology. However, individual plants in the same replication (21<br />

seedlings per line in each replication) showed significant variation in disease index (1 to 5) for all 143<br />

DH lines. The replication data averaged over the 21 plants with such diverse disease index might<br />

affect the QTL detection and blur the effect of QTL on phenotypic variance explanation. The<br />

location and the effect of the QTL on phenotypic variance therefore need to be reassessed with<br />

reproducible data. It is known that it is not easy to conduct an inoculation experiment with soil<br />

borne pathogen, such as V. longisporum. Therefore, there is a need to develop a new inoculation<br />

method for Verticillium wilt phenotyping to obtain uniform inoculation result among the individuals of<br />

the same DH line in the replication.<br />

Based on gene-for-gene theory in plant pathosystem, the host gene will interact with the counterpart<br />

in the pathogen. Individual pathogen isolates may have virulence or aggressiveness differences. The<br />

host will response differently to different isolates. If the mixture isolates were used in the inoculation,<br />

the mixture results may blur the QTL detection and explanation of phenotypic variance by each<br />

QTL. Therefore, a single isolate inoculation should be recommended for genetic studies in hostpathogen<br />

interaction.<br />

Segregation of DNA markers deviated from the expected Mendelian segregation ratio (1:1<br />

for DH population) was observed in 26.5% of the total markers (P=0.05). These biased markers<br />

were distributed among 20 of the 29 linkage groups at P=0.05 level. Marker deviated segregation<br />

seems to be a common feature in maping populations of B. napus, such as F2 and DH populations


derived from a cross “Paroll” x “Quantum”. Marker distortion could generally be attributable to<br />

microspore culture in DH population development and to the parental genotypes, which was<br />

reported in maize (Bentolila et al., 1992), and Brassica species (Chyi et al. 1992; Song et al., 1991;<br />

Landry et al. 1991, 1992; Cloutier et al. 1997).<br />

Any addition of new genetic sources resistant to Verticillium wilt to the germplasm of B.<br />

napus will be a great contribution to the production of B. napus, since there are limited resistant<br />

materials available for breeding programs, and the disease is becoming increasingly important in<br />

some rapeseed production areas. In this study, we attempted to map the QTL conferring resistance<br />

to Verticillium wilt in B. napus, and two potential QTL were identified. However, more studies need<br />

to be done to confirm the locations and the effects of the QTL in the selected materials. The DH<br />

population and the marker data obtained in this study will be useful for localizing genetic factors<br />

controlling other agronomic traits.


References<br />

Bentolila S, Hardy T, Guitton C, Freyssinet G (1992) Comparative genetic analyses of F2 Plants<br />

and anther culture derived plants of maize. Genome 35: 575-582.<br />

Cheung WY, Champagne G, Hubert N, and Landry BS, 1997. Comparison of the genetic maps of<br />

Brassica napus and Brassica oleracea. Theor Appl Genet. 94:569-582.<br />

Chyi Y-S. Hoenecke ME, Semyk JL (1992) A genetic linkage map of restriction fragment length<br />

polymorphism loci for Brassica rapa (syn. campestris). Genome 35: 746-757.<br />

Cloutier S., Cappadocia M, Landry BS (1997) Analysis of RFLP mapping inaccuracy in Brassica<br />

napus L. Theor Appl Genet 95: 83-91<br />

Landry BS, Hubert N, Etoh T, Harrada JJ, Lincoln SE (1991) A genetic map for Brassica napus<br />

based on restriction fragment length polymorphisms detected with expressed DNA<br />

sequences. Genome 34: 543-552.<br />

Landry BS, Hubert N, Crete R, Chang MS, Lincoln SE, Etoh T. (1992) A genetic map for<br />

Brassica oleracea based on RFLP markers detected with expressed DNA sequences<br />

and mapping of resistance genes to race 2 of Plasmodiophora brassicae (Woronin).<br />

Genome 35: 409-420.<br />

Linder ES, Green P, Abrahamson J, Barlow A, Daley M, Lincoln S, Newburg L. 1987.<br />

MAPMARKER: An interactive computer package for constructing primary genetic<br />

linkage maps of experimental and natural populations. Genomics 1: 174-181.<br />

Lincoln SE, Daly M, Lander E 1992. Mapping genes controlling quantitative traits with<br />

MAPMAKER/QTL 1.1. Whitehead Institute Technical Report, Whitehead Institute,<br />

Cambridge, Mass.<br />

Song KM, Suzuki JY, Slocum, MK, Williams PH, Osborn TC (1991) A linkage map of Brassica<br />

rapa (syn. campestris) based on restriction fragment length polymorphism loci. Theor<br />

Appl Genet 82: 296-304.


Table 1. Screening probes for polymorphism between parental lines ‘307-142-3’ and ‘307-406-1’.<br />

EcoRI EcoRI EcoRV EcoRV HindIII HindIII total<br />

+ - + - + -<br />

229 306 238 303 280 290<br />

%+ 42.8 44 49<br />

Probes screened 776<br />

Polym probes<br />

414<br />

(%)<br />

(53.4)<br />

“+” = polymorphism, “-”= monomorphism.


Table 2. Linkage groups of Brassica napus based on the segregation of DNA markers<br />

in a doubled haploid population from a cross between two DH lines ‘307-142-3’ and ‘307406-1’.<br />

Linkage group Length (cM) Number of markers Average interval (cM)<br />

1 114.1 19 6.0<br />

2 109.2 31 3.5<br />

3 106.6 14 7.6<br />

4 93.3 29 3.2<br />

5 91.8 16 5.7<br />

6 75.8 8 9.5<br />

7 74.8 20 3.7<br />

8 72.3 12 6.0<br />

9 68 18 3.8<br />

10 60.8 13 4.7<br />

11 58.9 18 3.3<br />

12 55.6 12 4.6<br />

13 47.8 7 6.8<br />

14 47.3 7 6.8<br />

15 45.7 11 4.2<br />

16 43.1 15 2.9<br />

17 39.5 9 4.4<br />

18 38.6 12 3.2<br />

19 29.2 3 9.7<br />

20 24 5 4.8<br />

21 17.6 7 2.5<br />

22 16.3 8 2.0<br />

23 15.1 4 3.8<br />

24 9.1 3 3.0<br />

25 6.8 2 3.4<br />

26 6.4 2 3.2<br />

27 2.3 4 0.6<br />

28 1.6 7 0.2<br />

29 1.5 3 0.5<br />

total 1373.1 319 4.3


Table 3. Comparison of distorted segregating DNA markers among different linkage groups in DH<br />

population derived from a cross between two DH lines ‘307-142-3’ (A) and ‘307406-1’ (B).<br />

Markers deviated from expected ratio (1:1)<br />

Linkage Number of Biased to P


Table 4. Interval mapping of the QTL conferring resistance to Verticillium wilt in the doubled<br />

haploid population derived from a cross between two DH lines ‘307-142-3’ and ‘307-406-1’.<br />

DLM38-<br />

REP1 DLM54b<br />

DLM363-<br />

DLM24a<br />

REP2 DLM303a-<br />

DLM38<br />

REP3 DLM54b-<br />

DLM111a<br />

Interval Linkage<br />

group<br />

Length<br />

cM<br />

(Holdine)<br />

Weight LOD Phenotypic variance<br />

explained<br />

%<br />

5 4.2 0.637 5.1 16.2<br />

12 29.7 -0.635 4.6 13.8<br />

5 7.6 0.634 5.4 16.0<br />

5 22.7 0.539 5.0 16.1


No. of lines<br />

Figure 1. Screening of the resistance to Verticillium wilt in the mapping population,<br />

Disease Index calculated from scorings in the greenhousetest and expressed relative<br />

to the resistant parent.<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Phenotypic evaluation in the greenhouse test<br />

80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210<br />

Disease Index, relative to res. parent (=100)<br />

DH-lines Res. parent susc. parent

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!