Vřeckovýtrusná houba Blumeria graminis f. sp. hordei je odpovědná za nemoc padlí trav ječmene. I když spory této houby zůstávají infekční pouze několik hodin, dokáže vyvolávat epidemie a šířit se i několik set kilometrů za sezonu. Za svou úspěšnost vděčí zajímavému životnímu cyklu, při němž každou sezonu vznikají nové kombinace genů virulence. Proto je studium této houby tak zajímavé.
Použitá literatura:
DREISEITL, A.; FOWLER, R. A.; PLATZ, G. J. Pathogenicity of Blumeria graminis f. sp. hordei in Australia in 2010 and 2011. Australasian Plant Pathology, 2013, 42.6: 713-721.
DREISEITL, Antonin. Changes in Virulence Frequencies and Higher Fitness of Simple Pathotypes in the Czech Population. 2015, 51.2: 67-73.
GLAWE, Dean A. The powdery mildews: a review of the world's most familiar (yet poorly known) plant pathogens. Annual review of phytopathology, 2008, 46: 27-51.
KOMÍNKOVÁ, Eva, et al. Genetic Diversity of Blumeria graminis f. sp. hordei in Central Europe and Its Comparison with Australian Population. PloS one, 2016, 11.11: e0167099.
SCHULZE-LEFERT, Paul; VOGEL, John. Closing the ranks to attack by powdery mildew. Trends in plant science, 2000, 5.8: 343-348.
SPANU, Pietro D., et al. Genome expansion and gene loss in powdery mildew fungi reveal tradeoffs in extreme parasitism. Science, 2010, 330.6010: 1543-1546.
ZHANG, Ziguo, et al. Of genes and genomes, needles and haystacks: Blumeria graminis and functionality. Molecular plant pathology, 2005, 6.5: 561-575.
Fungus Blumeria graminis f. sp. hordei is the causal agent of barley disease called powdery mildew. Its spores are also infectious for just few hours; the fungus can spread for hundreds of kilometers in a season and cause epidemics. An interesting life cycle, which creates completely new combinations of virulence genes, may be the reason for its successful spread. This makes research into the fungus fascinating.
-
Příznaky padlí trav na obilninách způsobené patogenem Blumeria graminis. Černé body na pozadí bílých trsů a sekundárních houbových vláken (hyf) jsou kulovitá chasmotecia – plodnice vzniklé v pohlavním cyklu. Bílé načechrané struktury kolem jsou trsy haploidních konidioforů uvolňujících spory (konidie). Foto E. Janáková
-
Morfologie padlí trav; a – klíčící konidie (primární klíční vlákno označeno šipkou); b – segment listu s patrnými buněčnými stěnami a jádry obarvenými červeně. Haustoria uvnitř epidermálních buněk hostitele obarvené na modro (šipka značí místo primárního průniku do hostitelské buňky); c – konidiofory s řetězci konidií; d – kolonie konidioforů na listu hostitele. Snímky: B. Islamov (a, b) a H. Vanžurová (c, d)
-
Testování fenotypu (virulence) nově zachycených izolátů hostitelské formy Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) na listových segmentech 10 rozlišovacích odrůd. Blíže v textu. Foto E. Janáková
-
Životní cyklus Blumeria graminis. Nepohlavní cyklus: a – klíčící konidie na povrchu listu, černá šipka označuje primární klíční vlákno (hyfu), které se vytvoří do zhruba hodiny po kontaktu s hostitelem; b – přibližně 15 hodin po inokulaci vznikne apresoriální klíční vlákno (červená šipka), pronikne do hostitelské buňky a začne vytvářet haustoria pro příjem živin (modrá struktura); c – spora tvoří další epifytické hyfy (průhledné výběžky z původní spory) a rozvětvená haustoria (modré struktury); d – houba dále vytváří hustou síť haustorií (modré struktury) se sekundárními apresorii pro průnik do sousedních buněk (šipka označuje místo klíčení spory); e – po třech až pěti dnech houba shromáždí dostatek zdrojů a začne produkovat konidiofory, spory (konidie) uspořádané do řetízků buněk jsou po dozrání z konců mechanicky odlamovány a unášeny větrem; f – v optimálních podmínkách kolonie uvolní obrovské množství konidií – až 200 tisíc. Pohlavní cyklus: g – na starých listech a na konci sezony po spojení samčích anteridií a samičích askogonií dochází ke karyogamii a splynutí haploidních jader za vzniku zygoty. Zygota vyrůstá v silnostěnnou tmavě zbarvenou plodnici – chasmotecium (tmavé sférické útvary na pozadí světlé micelární struktury tvořené pseudohyfami), v nichž meiotickým dělením vznikají vřecka s haploidními askosporami; h – ve vhodných podmínkách a za přítomnosti vody askospory dozrávají a vřecka jsou uvolněna; i – volná vřecka trousí zralé haploidní askospory (j) pro zahájení nového nepohlavního cyklu. Obr. b, c, d: červené sférické útvary jsou jádra hostitelských buněk barvená feulgenovým barvivem. Modré vláknité útvary jsou hyfy patogenu obarvené trypanovou modří. Snímky: B. Islamov (a–d), H. Vanžurová (e, f), E. Janáková (g) a M. Valárik (h–j)
-
Oblast sběru izolátů Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) v České republice se shoduje s oblastmi pěstování ječmene a je rozdělená na menší segmenty označené písmenem a barvou. Místa sběru odpovídají dálniční síti ČR, protože past na spory, která využívá cyklonového efektu (podobně jako bezsáčkové vysavače) k oddělení spor ze vzduchu, je nesená automobilem a pro správnou funkci vyžaduje stabilní rychlost. Orig. E. Malečková
-
Australské izoláty Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) byly sbírány ve všech hlavních lokalitách pěstování ječmene (černé body) zahrnujících rozsáhlé území. Jsou známy nízkou diverzitou, což bylo potvrzeno identifikací pouhých tří haplotypů (viz obr. 7). Z těchto tří haplotypů se dva (A a B) vzájemně velmi podobají. Skupina C je nejpestřejší a její izoláty byly zachyceny pouze ve třech oblastech. Podobají se haplotypu izolátů z Uruguaye a Jižní Afriky, to naznačuje možnost jejich nedávného dovozu do Austrálie. Orig. M. Valárik
-
Fylogenetický strom Blumeria graminis f. sp. hordei (Bgh) sestavený na základě 33 polymorfismů (ISBP, SSR, SNP; blíže v textu). Izolát B. graminis f. sp. tritici (Bgt258) zobrazený červeně byl použit jako outgroup – vzdálený příbuzný, pomocí něhož lze určit kořen/počátek fylogenetického stromu. Izoláty původem z Austrálie jsou označeny zeleně, z celosvětové sbírky fialovou barvou a kódem země původu (CHN – Čína, CZE – Česká republika, ISR – Izrael, JPN – Japonsko, URY – Uruguay, ZAF – Jihoafrická republika). Černě sběry z České republiky v sezoně 2012. Australské vzorky byly rozčleněny do tří skupin. Skupina A reprezentuje pravděpodobně jeden izolát rozšířený ve všech australských oblastech pěstování ječmene. Haplotyp B je blízce příbuzný k A, ale zachycený pouze v jihovýchodních teritoriích. Skupina C zahrnuje rozmanitou směs zachycenou pouze na pobřeží v blízkosti přístavů. Izoláty této skupiny jsou příbuzné se světovou populací a mohou pocházet z nedávného importu ze zahraničí. Izoláty reprezentující rozmanitost celého světa byly překvapivě víceméně rovnoměrně promíchány s českými, což naznačuje obrovskou míru diverzity českých izolátů. Jedinou výjimkou je vzorek 1044 z Japonska, starý téměř 60 let. Dále na rozdíl od australských izolátů ty české neobsahují žádný zjištěný na všech lokalitách ČR. Orig. M. Valárik
Příznaky padlí trav na obilninách způsobené patogenem Blumeria graminis. Černé body na pozadí bílých trsů a sekundárních houbových vláken (hyf) jsou kulovitá chasmotecia – plodnice vzniklé v pohlavním cyklu. Bílé načechrané struktury kolem jsou trsy haploidních konidioforů uvolňujících spory (konidie). Foto E. Janáková
