Nuwe, aggressiewe rasse van roesswam bekommer

Gepubliseer: 8 September 2020

857

Wilku Meyer,
Departement Plant-wetenskappe, Universiteit van die Vrystaat

Dr Willem Boshoff,
Departement Plant-wetenskappe, Universiteit van die Vrystaat

Dr Adré Minnaar-Ontong,
Departement Plant-wetenskappe, Universiteit van die Vrystaat

Prof Botma Visser,
Departement Plant-wetenskappe, Universiteit van die Vrystaat

Sonneblomroes kan aanleiding gee tot oesverliese, ver­al wanneer vroeë infeksies op vatbare basters met betekenisvolle verlies van funksionele blaaroppervlak gepaard gaan.

Heelwat inligting is beskikbaar oor die seisoenale voorkoms van die siekte in Suid-Afrika, maar min is bekend oor die genetiese variasie binne die siekteveroorsakende roesswam en die impak van verskillende rasse op die vatbaarheid van kommersiële sonneblombasters. Hierdie artikel gee ’n oorsig van die nuutste inligting rakende die rasse van die roesswam wat tydens ’n MSc-studie aan die Universiteit van die Vrystaat verkry is.

Puccinia helianthi (Phe) is die roesswam verantwoordelik vir sonneblomroes. Kenmerkende simptome is die voorkoms van donkerbruin roespuisies (uredinia) op die blare en soms ook
op die stamme en kelkblare van vatbare sonneblombasters (Figuur 1). Elkeen van die puisies produseer duisende swamspore (urediniospore) wat ’n poeieragtige voorkoms aan die roesletsels gee. Optimale toestande vir siekte-ontwikkeling en -verspreiding is temperature tussen 15°C en 25°C in kombinasie met periodes van vog afkomstig van besproeiing, reën, mis of dou. Wanneer die siekte vroeg in die seisoen voorkom, kan die roesswam vinnig versprei deur nuut vrygestelde swamspore na gelang van omgewingstoestande en die beskikbaarheid van vatbare groen blaarmateriaal. Die swamspore is aangepas vir windverspreiding, wat kan lei tot ’n eksponensiële toename in die voorkoms van die siekte. Indien geen beheer toegepas word nie, kan epidemies voorkom.

Suid-Afrika is een van die 15 topproduserende lande van sonneblom in die wêreld. In 2019 was plaaslike sonneblomproduksie naas mielies en sojabone die grootste, gemeet aan hektare aangeplant. Sonneblomsaad word primêr gepers as ’n bron van olie vir menslike verbruik, met oliekoek as byproduk vir dierevoe­ding. Sonneblomsaad word ook gebruik in versnaperings, ontbytgraan, gebak en as voëlkos.

In 2016 het sonneblomroes wydverspreid in Suid-Afrika voorgekom, met geraamde oesverliese van tussen 10% en 40%. Voortydige ontblaring van plante deur infeksie dra by tot ’n afname in olie-inhoud, saadgrootte, pitgewig en die saad-tot-dopverhouding.

Figuur 1: Tipiese simptome van sonneblomroes op die blare van vatbare plante. Die roespuisies stel voortdurend groot hoeveelhede mikroskopiese swamspore vry wat maklik deur die wind versprei word om onder gunstige toestande nuwe infeksies te vorm. Die foto links toon ’n jong plant geïnfekteer onder glashuistoestande en regs is ’n volwasse plant onder veldtoestande.
Foto links: Wilku Meyer
Foto regs: Sakkie Pretorius

Die gebruik van weerstandsgene teen die roesswam is oor die lang termyn die beste beheermaatreël. Die vermoë van die swam om nuut ontplooide weerstandsgene te oorkom deur nuwe rasse te vorm, is egter welbekend. Om swamdoders op vatbare basters te gebruik, is dikwels die enigste strategie om die siekte te beheer, maar word plaaslik bemoeilik omdat die reaksie van beskikbare sonneblombasters teen die roes­swam onbekend is. Ten einde weerstandbiedende basters vry te stel, is dit belangrik om te weet watter weerstandsgene effektief is teen plaaslike rasse van die roesswam. Vorige navorsing om die roesswam in Suid-Afrika te karakteriseer, is in die vroeë 1990’s gedoen toe vier rasse beskryf is.

In die huidige studie is roesgeïnfekteerde blaarmateriaal gedurende die 2016- en 2017-seisoene in verskillende produksiegebiede vanaf kommersiële aanplantings, proefpersele, opslag- en ornamentele sonneblomme versamel. Historiese isolate van die roesswam, waarvan die oudste na die middel 90’s terugdateer, is ook by die studie ingesluit. Swamspore vanaf die besmette blare is gebruik om suiwer isolate te vestig wat gebruik is om elf sonneblomlyne, elk met unieke weerstandsbron(ne), te infekteer. ’n Raskode, gebaseer op die weerstandbiedendheid of vatbaarheid van die geïnfekteerde lyne, is aan elke isolaat toegeken (Figuur 2).

Figuur 2: Voorbeelde van infeksie op jong blare afkomstig van sonneblomlyne wat elk oor ’n unieke weerstandsgeen teen die roesswam, Puccinia helianthi (Phe), beskik. ’n Numeriese skaal word gebruik om die gasheerreaksies aan te dui, met 0 = immuun of geen sigbare simptome, 1 tot 2 = weerstandbiedend en 3 tot 4 = vatbaar.
Foto: Wilku Meyer

Drie nuwe rasse is beskryf vanaf die 109 veldisolate wat versamel is en bring die totale aantal sonneblomroesrasse wat in Suid-Afrika beskryf is, op sewe te staan. Ras Phe7721 is die aggressiefste, met slegs drie van die elf weerstandsgene wat steeds effektief is. Saam met ras Phe7320 was dit die dominante rasse, gemeet aan voorkoms gedurende die 2016- en 2017-seisoene (Figuur 3). Die gelyktydige afname in voorkoms van ouer rasse soos Phe3000, dui op ’n duidelike verandering in die popu­la­sie­samestelling van die roesswam. Gra­fiek 1 beklemtoon die gebrek aan ef­fektiewe weerstandsgene teen Suid-Afrikaanse rasse. Verdere studies is nodig om die reaksie van nuut vrygestelde weerstandsbronne teen plaaslike sonneblomroesrasse te bepaal. Die karakterisering van plaaslike sonneblombasters vir hul reaksie teen die geïdentifiseerde rasse en die beskikbaarstelling van die data aan telers en produsente kan bydra tot meer effektiewe beheer van die siekte.

Figuur 3: Die voorkoms van rasse van Phe in Suid-Afrika. ’n Groot verskuiwing was sigbaar met ’n afname in die voorkoms van ras Phe3000 en ’n skerp toename in die meer aggressiewe ras, Phe7721, gedurende die 2016- en 2017-seisoene.
Grafiek 1: Die effektiwiteit van elf weerstandsgene teen die sewe Suid-Afrikaanse sonneblomroesrasse vanaf 1998 tot 2017. By ses van die ras-differensiërende sonneblomlyne wat draers is van die weerstandsgene R2/R10, R3, R4a, R4c, R5 en Pu6, is daar ’n toename in die voorkoms van meer aggressiewe isolate van die roesswam waargeneem. Slegs twee van die lyne, draers van die R4d– en Radv-weerstandsgene, was effektief teen al die isolate van die roesswam.

DNS-merkertoetse het isolate van die roesswam in vier unieke genetiese groepe ingedeel. Daar was geen duidelike verband tussen die genetiese groepering van isolate en hul reaksie teenoor die onderskeie weerstandsgene nie. Verdere toetse is egter nodig om die genetiese verwantskap tussen die Suid-Afrikaanse rasse te bepaal asook om hierdie rasse in ’n internasionale konteks te plaas. Die inligting kan gebruik word om toekomstige rasveranderings te verklaar, hetsy as plaaslike aanpassings of introduksies van buite die landsgrense. Sulke studies sal ook bydra tot die vroeë identifisering van nuwe rasse.

Navorsing is gedoen deur Wilku Meyer, onder leiding van prof Botma Visser en drs Willem Boshoff en Adré Minnaar-Ontong van die Departement Plantwetenskappe by die Universiteit van die Vrystaat. Kontak Wilku by 2012077505@ufs4life.ac.za vir meer inligting.

Bronne

  1. Los, O, Pretorius, Z, Kloppers, F & Van der Linde, Z. 1995. Virulence of Puccinia helianthi on differential sunflower genotypes in South Africa. Plant Disease, 79, 859.
  2. Ramusi, M & Flett, B. 2014. Foliar diseases of sunflower: Alternaria leaf blight, brown rust and Septoria leaf spot. SA Graan/Grain, 16(2), 44 – 45.
  3. Ramusi, M & Flett, B. 2015. Brown rust of sunflower: A scarce, but potentially damaging disease. SA Graan/Grain, 17(5), 55.
  4. Ramusi, M & Flett, B. 2016. Brown rust of sunflower: A potentially devastating disease. SA Graan/Grain, 18(7), 77.
  5. Sendall, B, Kong, G, Goulter, K, Aitken, E, Thompson, S, Mitchell, J, Kochman, J, Lawson, W, Shatte, T & Gulya, T. 2006. Diversity in the sunflower: Puccinia helianthi pathosystem in Australia. Australasian Plant Pathology, 35(6), 657 – 670.