Reakcija Sorti Ozime Pšenice Na Prouzrokovača Fuzarioze Klasa Fusarium Graminearum Schw

UNIVERZITET U NOVOM SADU

POLJOPRIVREDNI FAKULTET

REAKCIJA SORTI OZIME PŠENICE NA PROUZROKOVAČA FUZARIOZE KLASA FUSARIUM GRAMINEARUM SCHW.

DOKTORSKA DISERTACIJA

Mentor: Kandidat: Prof. dr Ferenc Bagi, redovni profesor Msc Nina Skenderović

Novi Sad, 2021. godine

UNIVERZITET U NOVOM SADU OBRAZAC – 5a NAVESTI NAZIV FAKULTETA ILI CENTRA

KLjUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA

Vrsta rada: Doktorska disertacija Ime i prezime Nina Skenderović autora: Mentor (titula, prof. dr Ferenc Bagi, redovni profesor, Poljoprivredni fakultet u ime, prezime, Novom Sadu zvanje, institucija)

Reakcija sorti ozime pšenice na prouzrokovača fuzarioze klasa Naslov rada: Fusarium graminearum Schw.

Jezik publikacije Srpski latinica (pismo): Stranica 101 Poglavlja 9 Referenci 216 Fizički opis rada: Tabela 11 Slika 5 Grafikona 16 Priloga 0 Naučna oblast: Biotehničke nauke Uža naučna oblast Fitopatologija (naučna disciplina): Ključne reči / fuzarioza klasa, indeks oboljenja, FDK, otpornost, pšenica predmetna odrednica: Gljiva Fusarium graminearum (telemorf Gibberella zeae (Schwein) Petch), prouzrokovač fuzarioze klasa pšenice je dominantan patogen pšenice u toplim i humidnim regionima (Stack & McMullen, 1985). Bolest je identifikovana kao glavni ograničavajući faktor proizvodnje pšenice u mnogim delovima sveta (Stack, 1999). U Srbiji su tokom godina pogodnih za razvoj Rezime na jeziku fuzarioze klasa zabeležene zaraze pojedinih parcela 20 - 40% rada: (Balaž i sar., 1995). Gubici prinosa pšenice uzrokovani vrstama roda Fusarium variraju 1,8 – 38,3%, u zavisnosti od sortimenta i vremenskih uslova (Lević i sar., 2008). Genetička osnova otpornosti pšenice na fuzariozu klasa je poligene prirode. Schroeder & Christensen (1963) su utvrdili dva tipa otpornosti i to tip I, koji predstavlja otpornost na inicijalnu infekciju i tip II, koji predstavlja otpornost na širenje infekcije

unutar klasa. Kasnije su Mesterházy et al. (1991) opisali još 3 tipa otpornosti i to otpornost na akumulaciju mikotoksina, infekciju zrna i tolerantnost na fuzariozu klasa. Faktori koji utiču na pojavu fuzarioze klasa i kretnje vrednosti prinosa su bili predmet brojnih ispitivanja, međutim kombinovani efekat abiotičkih i biotičkih faktora koji utiču na fuzariozu klasa, prinos i komponente prinosa, kao i njihove međusobne interakcije nije u potpunosti definisan. Rezultati dosadašnjih istraživanja povezanosti parametara ocene fuzarioze klasa (indeks oboljenja i Fusarium Damaged Kernels = FDK), prinosa i komponenti prinosa su često suprotstavljeni i nisu u potpunosti razjasnili odnose navedenih parametara (Brennan et al., 2005). U ovoj disertaciji je evaluirana varijabilnost odnosa pokazatelja fuzarioze klasa, prinosa i komponenti prinosa u poljskim uslovima tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) uključujući 44 sorte pšenice koje se komercijalno gaje u Srbiji. Veliki broj sorti je predstavljao značajan izvor varijabilnosti s obzirom da su se međusobno razlikovale pre svega u odnosu na otpornost prema fuzariozi klasa. Različite reakcije osetljivosti sorti pšenice prema fuzariozi klasa su razmatrane uzimajući u obzir kombinovane efekte specifičnosti sorti, različitosti godine i prisustva patogena F. graminearum kao celine. Proizvodnja inokuluma i veštačka inokulacija su urađene po metodi Gilbert &Woods (2006). Faktori koji su uticali na vrednost indeksa oboljenja i FDK su se razlikovali, što ukazuje da su oni bili uslovljeni različitim mehanizmima odgovora biljke domaćina na promene u spoljašnjoj sredini. Prosečan indeks oboljenje (29,92%) i FDK (17,74%) tokom 2014. godine su se značajno razlikovali u odnosu na prosečan indeks oboljenja (11,05%) i FDK (3,74%) tokom 2015 godine. Posmatrajući povezanost indeksa oboljenja i FDK utvrđena je statistički značajna srednje pozitivna korelacija (r=0,640, P<0.001). Indeks oboljenja je bio više povezan sa prinosom, dok je FDK bio više povezan sa masom 1.000 zrna. Faktori koji utiču na kretanje prinosa u različitim uslovima sredine i širokom rasponu pritiska patogena su bili ispitivani, ali se do sada nije obraćala poseba pažnja na komponente prinosa. Analizom faktora koji utiču na masu 1.000 zrna i njenu povezanost sa parametrima bolesti doprinosi boljem razumevanju zaraze zrna fuzariozom klasa, što je važno sa stanovišta bezbednosti hrane. Razlike u značajnosti faktora koji su uticali na prinos, masu 1.000 zrna i hektolitarsku masu ukazuju na različite mehanizme koji određuju ove osobine. Primećuje se veća stabilnost hektolitarske mase i mase 1.000 zrna u odnosu na prinos kada se posmatra delovanje različitih uslova sredine i pritiska patogena. Između prinosa i mase 1.000 zrna uočena je srednja pozitivna korelacija (r=0.349, p<0.001), međutim nizak koeficijent determinacije (R2 = 24%) ukazao je na ograničenu mogućnost predviđanja vrednosti mase 1.000 zrna na

osnovu vrednosti prinosa. U ovom istraživanju ispitana je reakcija izabranog sortimenta prema inicijalnoj infekciji (tip I otpornosti), širenju infekcije u okviru klasa (tip II otpornosti) i otpornosti na zarazu zrna (tip III otpornosti). Potencijal da se predvidi prinos na osnovu indeksa oboljenja je bio limitiran s obzirom na statistički značajnu srednje negativnu korelaciju između ovih veličina (r=- 0,574; P=0,000). Prinos većine sorti je odstupao od predviđenog vrednostima indeksa oboljenja, te nije moguće sa sigurnošću predvideti kretanje prinosa sorti na osnovu ove vizuelne ocene. Primećuju se sorte koje i pored visokih vrednosti indeksa oboljenja ostvaruju prinose značajno više od predviđenih linijom regresije, na taj način pokazujući potencijalno veću otpornost na ostvarenje i širenje zaraze. Kao u slučaju modela koji objašnjava odnos indeksa oboljenja i prinosa, vrednost FDK većine ispitivanih sorti odstupa od linije regresije (R2=35,9), s obzirom na statistički značajno srednje pozitivnu korelaciju imeđu indeksa oboljenja i FDK. Poređenjem vrednosti indeksa oboljenja i FDK uočava se da postoje sorte koje se ne razlikuju značajno u oceni indeksa oboljenja, ali se statistički značajno razliku u stepenu zaraze zrna. Sorte kod kojih su FDK vrednosti značajno niže i pored statistički značajno sličnih vrednosti indeksa oboljenja mogu posedovati otpornost na zarazu zrna. Rezultati ove disertacije kroz analizu kompleksa faktora životne sredine, paramatera bolesti, prinosa i komponenti prinosa doprinose boljem razumevanju varijabilnosti navedenih parametara i njihovih međusobnih odnosa, što je važno za predviđanje pojave i intenziteta fuzarioze klasa. Razlike u reakcijama osetljivosti/otpornosti sorti prema fuzariozi klasa ukazuju da više pažnje treba posvetiti analizi specifičnostima reakcije između sorti i kombinovanim faktorima sredine kako bi se osigurala održiva i predvidiva proizvodnja pšenice. Disertacija doprinosi poboljšanju metode ocenjivanja reakcija sorti pšenice u odnosu na odgovor prema nastanku i širenju zaraze, kao i zaraze zrna fuzariozom klasa. Testiranje reakcija lokalnog sortimenta prema prouzrokovaču fuzarioze klasa je veoma važno sa stanovišta pronalska novih izvora otpornosti. Ocena i izdvajanje pojedinih genotipova na osnovu reakcija osetljivosti/otpornosti pri širokom spektru uslova koji su vladali tokom dve vegetacione sezone doprinosi efikasnijem izboru sorti kao roditelja u daljem procesu oplemenjivanja na fuzariozu klasa.

Datum prihvatanja 07.12.2017. teme od strane nadležnog veća: Datum odbrane: (Popunjava odgovarajuća služba)

Predsednik: prof. dr Radivoje Jevtić, naučni savetnik, Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad

Mentor: prof. dr Ferenc Bagi, redovni profesor, Poljoprivredni Članovi komisije: fakultet u Novom Sadu (titula, ime, prezime, zvanje, institucija)

Član: dr Vesna Župunski, viši naučni saradnik, Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad

Napomena: UDC: 633:632.9 (043.3)

1 Аутор докторске дисертације потписао је и приложио следеће Обрасце: 5б – Изјава о ауторству; 5в – Изјава o истоветности штампане и електронске верзије и о личним подацима; 5г – Изјава о коришћењу. Ове Изјаве се чувају на факултету у штампаном и електронском облику и не кориче се са тезом

UNIVERSITY OF NOVI SAD FACULTY OR CENTER

KEY WORD DOCUMENTATION

Document type: Doctoral dissertation Author: Nina Skenderović Supervisor (title, PhD Ferenc Bagi, full professor, Faculty of Agriculture, first name, last University of Novi Sad name, position, institution) Reaction of winter wheat genotypes to fusarium head blight Thesis title: (Fusarium graminearum Schw.)

Language of text Serbian language latin script. (script): Pages 101 Chapters 9 Physical References 216 description: Tables 11 Illustrations 5 Graphs 16 Appendices 0 Scientific field: Biotechnical sciences Scientific subfield Phytopathology (scientific discipline): Subject, Key FHB, FHB index, FDK, resistance, winter wheat words: Fusarium head blight (FHB) caused by pathogen Fusarium graminearum (telemorph Gibberella zeae (Schwein) Petch) is the dominant wheat pathogen in warm and humid regions (Stack & McMullen, 1985). The disease has been identified as a major limiting factor in wheat production in many parts of the world (Stack, 1999). In Serbia, Balaž et al. (1995) recorded that in years conductive to FHB infection some plots can be infected up to 20-40%. Yield losses caused by species of Abstract in English the genus Fusarium may vary from 1,8 to 38,3%, depending on language: genotypes and climatic conditions (Lević et al., 2008). Wheat resistance to FHB has a polygenic nature. Schroeder and Christensen (1963) identified two types of resistance, type I, which represents resistance to initial infection, and type II, which represents resistance to spreading infection within heads. Later, Mesterházy et al. (1991) described additional tree additional types of resistance, resistance to DON accumulation, kernel infection and tolerance to FHB.

Factors influencing FHB and yield have usually been analysed separately without considering their interactions. Also, many studies investigated the relationship between FHB index, Fusarium-damaged kernels (FDK), yield and yield components. However, results were opposed and did not fully clarify the relationships within these parameters (Brennan et al., 2005). The main objective of this study was to investigate the relationship between FHB index, FDK and yield while considering the effect of climatic conditions and genotypes as a coherent whole. The trials were set-up under field conditions using 44 genotypes in two growing seasons (2013/2014 and 2014/2015). A large number of genotypes with divergent genetic background provided a good basis to investigate resistance/susceptibility reaction of cultivars as well as the relationship between FHB traits, yield and yield components. The infection of corn kernels with F. graminearum and artificial inoculation were conducted by method described by Gilbert &Woods (2006). Factors influencing FHB index and FDK were varied indicating that different mechanisms of host plant responses were triggered. Average FHB index in 2014 (29,92%) and FDK (17,74%) differed significantly from FHB index (11,05%) and FDK (3,47%) in 2015. FHB index and FDK were moderately correlated (R2 = 42 %, p < 0.001). In general, yield was more related to the FHB index, while TKW was more related to FDK. The majority of studies related to FHB evaluation focus on factors affecting yield, but other components of yield were mostly underestimated. Considering the public health issue due to mycotoxins production, special attention was given to the investigation of factors influencing TKW, the relationship between TKW and yield, and TKW and FHB traits. Factors influencing yield, TKW and hectolitre mass indicated that different mechanisms are affecting these traits. It is noted that hectolitre mass and TKW are more stable than yield when a broad spectrum of environmental conditions and pathogen pressure is observed. In this study, TKW and yield of winter wheat cultivars have a moderate positive correlation (r = 0.349, p < 0.001). Linear regression of TKW on yield in 2014-2015 showed limited potential to make predictions of TKW of yield due to the low coefficient of determination (R2 = 24%).This study aimed to test the responses of 44 commercial winter wheat cultivars with divergent genetic backgrounds to initial infection (type I resistance), spread of infection within head (type II resistance) and resistance to kernel infection (type III resistance). The relationship between FHB index and yield was not straightforward due to the moderately negative correlation (r=- 0,574; P=0,000). This means that yield of most cultivars deviated from values predicted based on FHB index, so it is not possible to predict yield given only a visual assessment of FHB. Despite the high values of the FHB index, some genotypes achieve

significantly higher yield than predicted by the regression line, thus showing potentially higher resistance to initial infection and spreading within head. Similar to the relationship between FHB index and yield, partial dependence of the FHB index on FDK was also indicated in this study. The correlation between FHB index and FDK were moderately positive, and low coefficients of determination (R2=35,9) indicate that FDK values mostly differ from the regresion line. Genotypes that do not differ significantly in the FHB index, but statistically significantly differ in the value of FDK were noticed. Genotypes with FDK values significantly lower even though high value of FHB index may be considered as carrier of resistance to kernel infection. The analysis of complexes of environmental factors, disease parameters, yields and yield components contribute to a better understanding of the variability of these parameters and their relationships in order to ensure more reliable FHB risk prediction in the future. Differences in resistance reactions of genotypes to FHB indicate that more attention should be paid to the analysis of the specificity of the reactions and complex of environmental factors to ensure sustainable and predictable wheat production. This study provided the basis for improvement of the screening methods for resistance reactions of wheat genotypes to FHB. Screaning for resistance to FHB in local populations of winter wheat is important in order to find new sources of resistance. Testing reactions of selected genotypes in a broad range of pathogen pressure and fluctuating climatic factors in the period of anthesis contributes to a more efficient selection of genotypes that will be selected as parents in the future breeding process to FHB.

Accepted on 07.12.2017. Scientific Board on: Defended: (Filled by the faculty service) President: Radivoje Jevtić, PhD, Principal Research Fellow, Institute of Field and Vegetable Crops, Novi Sad, Serbia

Thesis Defend

Board:

(title, first name, Mentor: Ferenc Bagi, PhD, Full Professor, Faculty of last name, position, Agriculture, Novi Sad, Serbia institution)

Member: Vesna Župunski, PhD, Senior Research Associate, Institute of Field and Vegetable Crops, Novi Sad, Serbia

Note: UDC: 633:632.9 (043.3)

2 The author of doctoral dissertation has signed the following Statements: 5б – Statement on the authority, 5в – Statement that the printed and e-version of doctoral dissertation are identical and about personal data, 5г – Statement on copyright licenses. The paper and e-versions of Statements are held at the faculty and are not included into the printed thesis

SADRŽAJ 1. UVOD ...... 1 2. PREGLED LITERATURE ...... 4 2.1. Značaj i klasifikacija pšenice ...... 4 2.2. Bolesti pšenice u Srbiji i svetu ...... 5 2.3. Istorijat i sistematika roda Fusarium ...... 6 2.4. Rasprostranjenost fuzarioze klasa pšenice ...... 9 2.5. Ekonomski značaj fuzarioze klasa ...... 11 2.6. Mikotoksini i uticaj fuzarioze klasa na zdravlje ljudi i životinja ...... 12 2.7. Simptomi fuzarioze klasa ...... 14 2.8. Morfologija i biologija patogena F. graminearum ...... 15 2.8.1. Morfološke i karakteristike F. graminearum...... 15 2.8.2. Izvori i širenje inokuluma ...... 17 2.8.3. Proces infekcije ...... 17 2.8.4. Uslovi životne sredine ...... 18 2.9. Tipovi, izvori i ocena otpornosti pšenice na FHB ...... 20 2.9.1. Tipovi otpornosti ...... 21 2.9.2. Genetika i izvori otpornosti ...... 22 2.9.3. Ocena otpornosti sorti pšenice prema prouzrokovaču fuzarioze klasa ...... 24 2.10.Integralni pristup borbe protiv fuzarioze klasa pšenice ...... 27 3. CILJ ISTRAŽIVANJA ...... 29 4. RADNA HIPOTEZA ...... 30 5. MATERIJAL I METOD RADA ...... 31 5.1. Proizvodnja inokuluma i metoda inokulacije ...... 31 5.2. Poljski ogled ...... 33 5.3. Ocena efekta fuzarioze klasa i parametara prinosa ...... 33 5.4. Statistička obrada podataka ...... 37 5.4.1. Analiza varijanse ...... 37 5.4.2. Analiza korelacija...... 38 5.4.3. PLS Regresija ...... 39 6. REZULTATI ...... 40 6.1. Klimatske karakteristike vegetacionih sezona, osobine sortimenta i parametri ocene fuzarioze klasa ...... 40 6.1.1. Klimatske karakteristike vegetacionih sezona 2013/2014 i 2014/2015 u vreme cvetanja pšenice ...... 41 6.1.2. Uticaj godine na visinu prinosa i komponenti prinosa ...... 43 6.2. Karakteristike izabranog sortimenta ...... 44 6.3. Kombinovani uticaj abiotičkih i bioitičkih faktora na parametre ocene fuzarioze klasa……………………………………………………………………………………..45 6.3.1. Indeks oboljenja ...... 45 6.3.2. FDK ...... 48 6.3.3. Odnos indeksa oboljenja i FDK ...... 51 6.4. Kombinovani uticaj abiotičkih i biotički faktora na prinos i komponente prinosa . 52 6.4.1. Prinos ...... 52 6.4.2. Masa 1.000 zrna ...... 54 6.4.3. Hektolitarska masa ...... 56 6.4.4. Odnos parametara bolesti i agronomskih osobina pšenice ...... 58 6.4.5. Praćenje tipova otpornosti (ukupna otpornost i tip III otpornosti) ...... 61 7. DISKUSIJA ...... 72

7.1. Uticaj agro-ekoloških faktora i izbora sortimenta na pojavu fuzarioze klasa ...... 72 7.2. Pokazatelji fuzarioze klasa i agronomske osobine pšenice ...... 74 7.3. Tipovi i ocena otpornosti ...... 79 8. ZAKLJUČAK ...... 84 9. LITERATURA ...... 86

GRAFIKONI

Graf. 1. Prikaz klimatskih faktora u 2014. i 2015. godini na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 42 Graf. 2. Uticaj godine na visinu prinosa, mase 1000 zrna, hektolitarske mase, indeksa oboljenja i FDK u dve vegetacione sezone na lokalitetu Rimski šančevi ...... 43 Graf. 3. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine i sorte na indeks oboljenja 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 46 Graf. 4. PLS regresiona analiza-uticaj klimatskih faktora na vrednosi indeksa oboljenja ... 47 Graf. 5. Intervali poverenja za indeks oboljenja za 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 47 Graf. 6. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine i sorte na vrednosti FDK kod 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 49 Graf. 7. PLS regresiona analiza-uticaj klimatskih faktora na vrednosti FDK ...... 49 Graf. 8. Intervali poverenja za FDK kod 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 50 Graf. 9. Linearna regresija indeksa oboljenja i transformisanih vrednosti FDK kod 44 sorte u dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 51 Graf. 10. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na prinos 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 53 Graf. 11. Intervali poverenja za prinos 44 sorte tokom dve vegetacione sezone godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 54 Graf. 12. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na prinos 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 55

Graf. 13. Intervali poverenja za masu 1.000 zrna 44 sorte tokom dve godine (2013/2014 i 2014/2015) na lokalitetu Rimski Šančevi, Novi Sad ...... 56 Graf. 14. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na hektolitarsku masu 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 57 Graf. 15. Intervali poverenja za hektolitarsku masu 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 58 Graf. 16. Odnos indeksa oboljenja i prinosa, mase 1.000 zrna i hektolitarske mase za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad .. 59

SLIKE

Slika 1. Fusarium graminearum - izgled makroknidija (Leslie & Summerell, 2006) ...... 16 Slika 2. Proizvodnja inokuluma: a) zaražavanje zrna kukuruza u staklenim teglama, b) sušenje zaraženih zrna u plastičnim kadicama, c) izgled zaraženih zrna kukuruza, d) razmeravanje inokuluma i pakovanje u papirne vrećice ...... 32 Slika 3. Navodnjavanje ogledne parcele posle veštačke inokulacije zaraženim zrnima kukuruza ...... 34 Slika 4. Vizuelno ocenjivanje zaraženosti klasova: a) izgled zaraženih klasova u snopu, b) izgled pojedfinačnih zaraženih klasova, c) ocena klasova prema stepenu zaraze F. graminearum ...... 35 Slika 5. Određivanje FDK ...... 36

TABELE

Tabela 1. Kategorije klasova na osnovu procenta zaraženih klasića ...... 34 Tabela 2. Reakcija sorti prema indeksu oboljenja ...... 36 Tabela 3. Analiza varijanse indeksa oboljenja za 44 sorte pšenice tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 45 Tabela 4. Analiza varijanse za FDK tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 48 Tabela 5. Analiza varijanse prinosa za 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) na loklaitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 52

Tabela 6. Analiza varijanse mase 1000 zrna za 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) na lokaciji Rimski Šančevi, Novi Sad ...... 55 Tabela 7. Analiza varijanse za hektolitarsku masu 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad ...... 57 Tabela 8. Vrednosti indeksa oboljenja (DI) za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad ...... 63 Tabela 9. Vrednosti prinosa za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad ...... 64 Tabela 10. Stepen otpornosti za 44 sorte u dvogodišnjim ispitivanjima na lokalitetu Rimski Šančevi, Novi Sad ...... 65 Tabela 11. Vrednosti FDK za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad ...... 70

ZAHVALNICA

Ovaj rad predstavlja krunu mog akademskog obrazovanja na Poljoprivrednom fakultetu u Novom Sadu i Departmanu za fitomedicinu i zaštitu životne sredine, kao i završetak važnog poglavlja života. Prošlo je više od 15 godina od mog prvog studentskog dana, kada je počela moja potraga za znanjem, ali i novim iskustvima i prijateljstvima. U međuvremenu desilili su se važni trenutci i osobe koji čine život ispunjenim: suprug Aleksandar, sin Luka i ćerka Lena.

Nadam se da će ova disertacija pronaći put do čitalaca, agronoma i naučnih radnika, kojima će podaci disertacije biti intersantim za praktični upotrebu i dalja istraživanja, u zajedničkoj misiji obezbeđenja dovoljne količine zdravstevno bezbedne hrane.

Najveću zahvalnost dugujem prof. dr Radivoju Jevtiću, na predloženoj temi, podršci i nesebičnoj pomoći prilikom izrade i pisanja ovog rada. Prof. dr Jevtiću se zahvaljujem i na ustupanju neophodnih resursa, a njegovim saradnicim na svesrdnoj pomoći tokom izrade ove disertacije.

Veliku zahvalnost dugujem mentoru prof. dr Bagi Ferencu na dostupnosti, korisnim sugestijama i interesovanju tokom izrade ovog rada.

Duboku zahvalnost dugujem dr Vesni Župunski na nesebičnoj pomoći koju mi je pružila pri statističkoj obradi podataka, kao i na sugestijama i diskusijama tokom procesa pisanja ovog rada.

Posebnu zahvalnost dugujem prof. dr Stevanu Mašireviću za veliku podršku i pomoć tokom master i doktorskih studija.

Veliku zahvalnost dugujem kolegama koji su mi bili vetar u leđa u mnogim momentima putovanja kroz doktorske studije. Zahvaljujem svima koji su na bilo koji način pomogli u realizaciji ovog rada.

Veliko hvala porodici i prijateljima na podršci i strpljenju.

Disertaciju posvećujem mami Anđelki i tati Dušanu. Hvala za to što jesam!

Autor

Uvod

1. UVOD

Pšenica (Triticum aestivum L.) spada u najznačajnije gajene useve u svetu. Odlikuje je visok genetski potencijal za rodnost i značajna uloga u prehrambenoj industriji. Pšenica i pšenično brašno su osnovne sirovine za proizvodnju hleba, testenina, griza, skroba i alkohola. Pored toga, koristi se u pivarskoj i farmaceutskoj industriji, a nešto manje za stočnu ishranu i proizvodnju biogasa (obnovljivi izvori energije), biorazgradive plastike, zatim kao građevinski material, za izradu tekstila, papira itd. Prema predviđanju sektora za populaciju pri Ujedinjenim Nacijama, proizvodnja pšenice će biti od izuzetnog značaja za obezbeđivanje dovoljne količine hrane za populaciju od 9,7 milijardi stanovnika do 2050. godine. Zahvaljujući kompleksnom hemijskom sastavu koga čine esencijalne aminokiseline, ugljeni hidrati, masti, vitamini, vlakna i mineralne materije pšenični hleb je idealna hrana za ljudsku populaciju. Pšenica poseduje širok areal rasprostranjenosti, s obzirom da je vrlo adaptabilna na različite agroekološke uslove gajenja. Gaji se u celom svetu i zauzima treće mesto po posejanim površinama, posle kukuruza i pirinča, što čini 17% obradivih površina (Jones, 2005; Xin et al., 2012). Za poslednjih 60 godina, proizvodnja pšenice u svetu se odvijala u proseku na površini od oko 220 miliona ha sa ukupnim prinosom oko 513 miliona tona godišnje, odnosno prosečnim prinosom 2,3 t-ha (Faostat, 2021). Prema istom izvoru, u Aziji se proizvede 43,6% pšenice, u Evropu 32,7%, a u Americi 16,9%. Najveći svetski proizvođači pšenice su Kina, Indija, SAD, Rusija, Francuska, Kanada, Nemačka, Pakistan, i Australija, dok Srbija zauzima 32. mesto sa proizvodnjom oko 2,3 miliona tona godišnje Prema Republičkom zavodu za statistiku požnjevena površina pod pšenicom u Srbiji se od 2018. godine smanjila sa 643.083 ha na 581.128 ha u 2020. godini. Prosečni prinosi u ovom periodu su se kratili od 4.4 do 4.9 t-ha (RZS, 2021). Da bi se proizvodnja pšenice održala na stabilnom i visokom nivou, potrebno je smanjiti udeo limitirajućih faktora koji utiču na prinos i kvalitet zrna. Gljiva Fusarium

Uvod graminearum (telemorf Gibberella zeae (Schwein) Petch), prouzrokovač fuzarioze klasa pšenice je dominantan patogen pšenice u toplim i humidnim regionima (Stack & McMullen, 1985; Tuite et al., 1990). Balaž et al. (1995) ističu da nisu retke godine kada su na mnogim parcelama u Srbiji zabeležene zaraze 20 - 40% i smanjenje prinosa useva 6 - 20%. Prema istraživanjima Lević i sar. (2008) gubici prinosa pšenice uzrokovani vrstama roda Fusarium su varirali 1,8 – 38,3%, u zavisnosti od sortimenta i vremenskih uslova. Prema Dill-Macky (2003) inicijalna infekcija zavisi od prisustva inokuluma, vlage, temperature i faze razvoja biljke domaćina. Genetička osnova otpornosti pšenice na fuzariozu klasa je kompleksna s obzirom da je poligene prirode (Miedaner & Korzun, 2012). Istraživanja vezana za broj i poziciju gena za otpornost prema prouzrokovačima fuzarioze klasa dodatno su otežana usled značajanog uticaja faktora spoljašnje sredine na ispoljavanje svojstva otpornosti. Pojedine agronomske osobine uključujući visinu biljke i prisustvo osja mogu biti povezane sa pojavom i intezitetom infekcije prouzrokovačima fuzarioze klasa pšenice (Mesterházy, 1995). Kontrola prouzrokovača fuzarioze klasa je veoma značajna za proizvodnju pšenice, te je osim upotrebe fungicida za suzbijanje bolesti, važno i oplemenjavanje pšenice na otpornost prema vrstama roda Fusarium. Mnoga istraživanja su fokusirana na diferenciranje genotipova pšenice u uslovima koji su najsličniji prirodnim uslovima zaraze. Najšire korišćena tehnika fenotipskog skrininga je vizuelno ocenjivanje simptoma koji se može sprovoditi u polju ili u kontrolisanim uslovima uz primenu neke od metoda veštačke inokulacije. Ocena otpornosti materijala uključuje utvrđivanje pojave bolesti, intenzitet zaraze, indeks oboljenja, broj zaraženih zrna ili odnos mase zaraženih i zdravih zrna i sadržaja DON toksina u zrnima (Dill-Macky, 2003). Ovi parametri se porede sa podacima o gubicima mase 1.000 zrna (Saur, 1984) ili prinosa (Mesterházy, 1995), na osnovu čega se mogu posmatrati reakcije različitih genotipova na prouzrokovača fuzarioze klasa. Veliki broj autora je testirao povezanost nivoa infekcije prouzrokovačima fuzarioze klasa i faktora spoljašnje sredine sa gubicima prinosa i komponentama prinosa (Doohan et al., 1999; Mesterházy et al., 1999; Mentewab et al., 2000; Mesterházy, 2002), ali njihova međusobna povezanost nije uvek bila u potpunosti razjašnjena (Brennan et al., 2005). Prema Jevtić et al. (2017) klimatski elementi imaju značajan uticaj na prinos ne samo direktno, već i u korelaciji sa biotičkim faktorima - bolestima. Većina istraživanja je potvrdila značajan efekata klimatskih uslova, izbora genotipa i bolesti na prinos

Uvod samostalno. Do sada je uticaj interakcija pomenutih biotičkih i abiotičkih faktora retko razmatran.

Pregled literature

2. PREGLED LITERATURE

2.1. Značaj i klasifikacija pšenice

Strna žita, a pre svega pšenica, spadaju među najznačajnije gajene biljne vrste. Pšenica spada u klasu monokotila, u red Poales, familiju Poaceae i podfamiliju Pooideae. U okviru familije postoji veliki broj vrsta grupisanih u rodove od kojih je najznačajniji rod Triticum. Prvu klasifikaciju pšenice je izvršio Linne (1753), a kasnije su date i druge klasifikacije. Poreklom iz Starog sveta, tačnije iz basena reka Eufrat, Tigar i delte Nila, pšenica važi za jednu od najranije gajenih žitarica. Njeno širenje izvan ove oblasti počinje oko 9.000 godina pre nove ere i to preko Grčke i Kipra, a zatim preko Balkana do Dunava, Italije, Francuske, Španije, prema severu Evrope. Na teritoriji Srbije, određene forme pšenice su se gajile već oko 4.000 do 4.500 godina pre nove ere (Jaćimović et al., 2016). Pšenicu odlikuje velika genetička varijabilnost. Lako se prilagođava različitim uslovima gajenja, izuzev tropskog pojasa (Peña, 2002). Izuzetna adaptilnost pšenice na uslove gajenja, kao i mogućnost relativno dugog skladištenja zrna, čini pšenicu uz pirinač najznačajnijom hranom na svetu (Curtis, 2002). Sva strna žita spadaju u hlebna, ali se pšeničnim hlebom hrani preko 70% stanovništva u svetu. Pšenični hleb je idealna hrana za ljudsku populaciju zahvaljujući osobinama rezervnih proteina u endospermu zrna pšenice, glijadina i gluteina (Hristov et al., 2010, Denčić et al., 2011). Pšenica ima veliki agrotehnički značaj. Dobar je predusev za kukuruz i industrijske biljke, a pored toga ostavlja zemljište čistim od korova i u dobrom strukturnom stanju. U svetu se pšenica gaji na oko 220 miliona hektara, što čini oko 17% zasejanih površina pod strnim žitima, odnosno oko 30% zasejanih površina u Evropi, na taj način zauzimajući vodeće mesto među gajenim kulturama. Među najvećim proizvođačima

Pregled literature pšenice u svetu se nalaze Kina, Indija, SAD, Rusija, Francuska, Kanada, Pakistan i Australija, dok su najveći proizvođači pšenice u Evropi Rusija, Francuska, Nemačka, Ukrajina i Velika Britanija, pri čemu ove zemlje postižu i najveće prinose. Prema podacima Republičkog zavoda za statistiku u 2020. godini je na teritoriji Srbije požnjeveno 581.128 ha pšenice i ostvaren je prosečan prinos od 4.9 t-ha.

2.2. Bolesti pšenice u Srbiji i svetu

Ograničavajući faktori visoke i stabilne proizvodnje strnih žita su bolesti, štetočine i korovi. Prema podacima Food and Agriculture Organization (FAO) prosečne štete uzrokovane biljnim bolestima iznose oko 11% (Jevtić, 1992). Pojava bolesti pšenice je u direktnoj korelaciji sa stepenom osetljivosti sorte prema određenom patogenu i primenjenim agrotehničkim merama, koje zajedno sa klimatskim faktorima značajno utiču na pojavu i stepen štete koje izazivaju patogeni pšenice (Jevtić et al., 2017). Gljive se smatraju najznačajnijim prouzrokovačima bolesti, s obzirom da uzrokuju i do 30% direktnog gubitka prinosa. Prisustvo sekundarnih metabolita ovih vrsta utiče i na kvalitet proizvoda (Oldrach et al., 2001). Mikoze smanjuju globalni prinos pšenice za 5 - 10%, pri čemu godišnji gubici prinosa zrna mogu iznositi 600 - 700 miliona tona (Pellegrineschi et al., 2001). Komercijalna proizvodnja pšenice zahteva suzbijanje patogena pšenice, kako bi se izbegao poremećaj u normalnom rastu i razvoju biljaka i smanjenju prinosa. Ukoliko se odgovarajuće mere zaštite ne sprovode, navedeni biološki agensi nepovoljno utiču na prinos i kvalitet proizvoda, što je posebno izraženo u uslovima intenzivne poljoprivredne proizvodnje, visokih ulaganja i intenzivne agrotehnike (Balaž et al., 1995). Najznačajnije bolesti pšenice su fuzarioze i rđe, a pored ovih bolesti značajne su i pegavosti lista, truleži korena, gari i glavnice, septorioze, pepelnica i druge. Bolesti izazvane vrstama roda Fusarium sp. se često javljaju u humidnim klimatima. Poslednjih godina pojava ovih patogena dostiže epidemiološki nivo u Argentini, Brazilu, Kanadi, Meksiku, Urugvaju i USA (Reis et al., 2002). Štete mogu biti direktne, u odnosu na gubitak prinosa ili indirektne u odnosu na kontaminaciju zrna mikotoksinima (Sutton, 1982; Parry et al., 1995). Jake zaraze pšenice u Americi u periodu 1991-1997. godine su uzrokovale direktne gubitke u iznosu od 1,3 milijardi dolara uz 4,8 milijardi dolara indirektnih gubitaka. Direktni i indirektni ekonomski gubici za sve gajene 5

Pregled literature kulture zaražene patogenima roda Fusarium u SAD su procenjeni na 2,7 milijarde dolara u periodu 1998-2000. godine. U Južnoj Americi tokom 2000. godine zaraženost useva je dostizala 70%, a gubici 14% (Panisson et al., 2003). Bаlаž i sar. (1995) ističu dа nisu retke godine kаdа je zabeleženo 20 - 40% zaraženih polja fuzariozom klasa uz smаnjenje prinosа pšenice 6 - 20%. Prema istraživanjima Lević et al. (2008) gubici prinosa pšenice uzrokovani vrstama roda Fusarium su varirali 1,8% - 38,3%, u zavisnosti od sortimenta i vremenskih uslova. Selekcija sorti otpornih na biljne bolesti započinje potragom za izvorima otpornosti kroz pregled i klasifikaciju biljnog materijala ili putem mapiranja gena primenom molekularnih markera. Za sada nije otkrivena sorta koja poseduje potpunu genetsku otpornost na sve patogene. Strategija suzbijanja fuzarioze klasa se temelji na integralnom pristupu kombinujući izbor otpornih sorti i primenu hemijskih i agrotehničkih mera zaštite (Jevtić et al., 2017).

2.3. Istorijat i sistematika roda Fusarium

Gljive roda Fusarium su kosmopolitske vrste, zastupljene u svim delovima sveta, od subtropskih i tropskih regiona do regiona umerenog klimata (Burgess et al., 1994). Neke od ovih vrsta su pronađene u ledu na Arktiku, u afričkom pesku (Booth, 1971; Kommedahl et al., 1988; Burgess et al., 1994; Sangalang et al., 1995), ali i u konzerviranoj hrani, različitim hemikalijama i avionskom gorivu (Booth, 1971). Vrste roda Fusarim su prevashodno patogeni biljaka, iako su u manjoj meri proučavane kao patogeni ljudi i životinja. Rod Fusarium karakteriše visok stepen biodiverziteta u pogledu morfoloških, fizioloških i ekoloških svojstava, što predstavlja limitirajući faktor u uspostavljanju stabilne i široko prihvatljive taksonomije ovih vrsta (Burgess et al., 1996; Summerell et al., 2003). Klasifikacija vrsta ovog roda je bazirana na kombinaciji morfološke, biološke i filogenetske determinacije (Leslie et al., 2001). S obzirom na otežanu determinaciju vrsta roda Fusarium na bazi morfoloških osobina, radi preciznog određivanja brojnosti i taksonomije vrsta roda Fusarium primenjuju se filogenetska istraživanja na molekularnom nivou.

Pregled literature

Mikoza uzrokovana patogenom F. graminearum je prvi put opisana 1984. godine u Engleskoj i od tada se ovaj patogen smatra najvažnijim patogenom strnih žita, kao i limitirajućim faktorom proizvodnje pšenice (Muriuki, 2001; Stack, 1999, 2003). Od tog perioda F. graminearum se proširio širom sveta, sa nekoliko zabeleženih zaraza epidemijskih razmera u Argentini, Brazilu, Kanadi, Meksiku, Urugvaju i USA, uzrokujući gubitke u milijardama dolara (Reis et al., 2002). Tokom 80-tih i 90-tih godina prošlog veka vrste F. cerealis (Cooke) Sacc = F. crookewellense (Burgess et al., 1987) i F. pseudograminearum (Aoki & O’Donnell, 1999) su diferencirane od vrste F. graminearum, s obzirom da su morfološki i filogenetski udaljene. Vrsta F. pseudograminearum je označena kao Grupa 1 patogena, odnosno heterotalična populacija vrste F. graminearum, koja sem što se ekološki i patološki razikuje od F. graminearum ne stvara peritecije na CLA podlozi. Pored toga što taksonomija roda Fusarium ima dugu i kompleksnu istoriju usled primene različitih taksonomskih sistema i koncepata, taksonomija patogena F. graminearum nije trpela značajne promene sve do nedavno. Aoki et al. (2012) su sproveli obimna morfološka i molekularna filogenetska istraživanja uzoraka populacije F. graminearum poreklom sa 6 kontinenata. Analiza navedene populacije putem geneološke podudarnosti filogenetskih vrsta (GCPSR) ukazuje da se F. graminearum zapravo sastoji od najmanje 16 filogenetski udaljenih vrsta. Prouzrokovači fuzarioze klasa su vrste u okviru kompleksa F. graminearum (FGSC), vrste kompleksa F. tricinctum (FTSC), F. culmorum, F. cerealis, F. poae, F. langsethiae, F. sporotrichioides i netoksične vrste Microdochium nivale i M. majus (Pasquali et al., 2016). Kompleks vrsta F. graminearum, poznat pod nazivom F. graminearum sensu lato, obuhavta 16 filogenetski različitih vrsta (Aoki et al., 2012). U prethodnom periodu vrste u okviru kompleksa vrsta F. graminearum su se označavale evolucionim linijama 1–8, dok su sada neke od njih opisane kao samostalne vrste (O’Donnell et al., 2004; Backhouse, D., 2014). Vrste roda Fusarium koje su ranije spadale u evolucione linije u okviru F. graminearum grupe su Fusarium austroamericanum (Linija 1), Fusarium meridionale (Linija 2), Fusarium boothii (Linija 3), Fusarium mesoamericanum (Linija 4), Fusarium acaciae-mearnsii (Linija 5), Fusarium asiaticum (Linija 6), Fusarium graminearum sensu stricto (Linija 7) i Fusarium cortaderiae (Linija 8) (O’Donnell et al., 2004). Dodatno, kompleks vrsta F. graminearum obuhvata i vrste F. lousianense, F. brasilicum, F. gerlachii, F. nepalense, F. aethiopicum, F. ussurianum, F. sp. NRRL 34,461 i F. graminearum (Gulf Coast) (Aoki et al., 2012). U obimnim studijama

Pregled literature

Aoki et al. (2012) koja su se odnosila na morfološku determinaciju patogena diferencirano je samo 6 vrsta i 3 grupe u okviru vrste F. graminearum, ukazujući na sličnosti između vrsta u pogledu karakteristika konidija i nedovoljnu pouzdanost ovog načina determinacije patógena. Vrste roda Fusarium spadaju u carstvo Fungi, razdeo Ascomycota, klasu Sordariomycetes, red Hypocreales i familiju Nectriaceae (Seifert & Lévesque, 2004). Opisane su 1809. godine od strane Link, koji je gljivu nazvao Fusarium roseum. Prvobitni opis ovih vrsta se bazirao na morfološkoj klasifikaciji, pri čemu je fuzoidna makrokonidija sa 5 - 6 septi dijametra 41 - 60 x 4.3 - 5.5µm i sa bazalnom ćelijom oblika stopala predstavljala osnovu za determinaciju Fusarium spp. Osim morfologije makrokonidije morfološka klasifikacija se temeljila na proučavanju morfologije mikrokonidija i hlamidospora, ali i stope rasta kolonije, morfologije konidiofora i pigmentacije (Leslie & Summerell, 2006). Wollenweber & Reinking (1935) su analizom morfoloških osobina patogena oko 1.000 naziva ovog roda svrstali u 65 vrsta, 55 varijeteta i 22 specijalizovane forme, odnosno u 16 podgenetičkih sistema ili sekcija (Leslie et al., 2007). Isti autori su izvršili podelu vrsta, varijeteta i specijalizovanih formi u sekcije na osnovu boje stroma, prisustva ili odsustva sklerocija, broja poprečnih pregrada (septi), dužine i širine makrokonidija. Za identifikaciji vrsta roda Fusarium se koriste i primarni taksonomski kriterijumi opisani od strane Booth (1971) prema kojem rod Fusarium obuhvata 45 vrsta, 6 varijeteta i 100 specijalizovanih formi. Pored navedenih sistema klasifikacije za svrstavanje vrsta roda Fusarium u određene taksone se koristi i sistem opisan od strane Nirenberg & O'Donnell (1998), koji se bazira na gajenju izolata patogena na sintetičkoj nisko hranljivoj podlozi (SNA), nakon čega se izolati deponuju u nekoj od poznatih međunarodnih kolekcija. Primena PSC determinacije vrsta je doprinela grupisanju srodnih vrsta u komplekse kao što su: kompleks vrsta F. chlamydosporum, F. dimerum, F. graminearum, F. incarnatumequiseti, F. oxysporum, F. solani, F. sporotrichioides, F. tricinctum i Gibberella fujikuroi. Danas je na svetu determinisano 1.374 vrsta u okviru roda Fusarium (MycoBank database (http://www.mycobank.org). Na servisu FUSARIUM−ID v. 1.0 koji je dostupan na internet adresi http://fusarium.cbio.psu.edu se može pristupiti TEF sekvencama poreklom od preko 450 izolata Fusarium spp. Prajmeri i protokoli za detektovanje F. graminearum primenom PCR su dostupni (Waalwijk et al., 2004) i koriste se za dokazivanje dominantnosti F. graminearum kao prouzrokovača fuzarioze klasa u

Pregled literature

Evropi. Genom patogena F. graminearum je u potpunosti sekvencioniran, te su dostupni ESTs bazirani na cDNA sojeva gajenih u različitim uslovima (Trail et al., 2003). Dostupna je i mapa mitohondrijalnih gena (Nakamura et al., 1997), kao i detaljna genetička mapa G. zeae. Smatra se da će uvođenje molekularnih analiza u identifikaciji patogena doprineti i povećanju broja identifikovanih vrsta roda Fusarium u budućnosti. Vrste roda Fusarium se polno razmnožavaju formiranjem telemorfnih stadijuma koji pripadaju rodovima Albonectria, Cosmospora, Gibberella i Haematonectria. David von Schweinitzu je 1822. godine prvi put otkrio i opisao polni stadijum Gibberella zeae (Schw.) Petch, tada ga nazivajući Sphaeria zeae. Peritecije vrsta roda Gibberella su pojedinačne ili se nalaze na manjim stromama izbijajući kroz epidermis. Površinske su, okruglaste, plavičasto purpurne do tamno purpurne boje, blago neravnih zidova i bez izraštaja. Askusi su uski, oblika palice, često s prstenom na vrhu sa 4 ili 8 askospora, dok su askospore neseptirane ili sa 1 - 3 poprečne pregrade, elipsaste i prozirne. Osnovne karakteristike za identifikaciju vrsta roda Gibberella su oblik i broj septi askospora (Samuels et al., 2001).

2.4. Rasprostranjenost fuzarioze klasa pšenice

Fuzarioza klasa se javlja u svim područjima gajenje pšenice, koje karakterišu vlažni i topli period tokom fenofaze cvetanja pšenice. Pasquali et al. (2016) su uočili promene u distribuciji vrsta roda Fusarium i njihovih hemotipova širom sveta. Pre 20-ak godina patogen F. graminearum je bio dominantna vrsta centralne Evrope, severne Amerike i Azije, dok se u poslednje vreme često pronalazi u severnim delovima Evrope i Rusije umesto F. culmorum (Yli-Mattila, 2010; Waalwijk et al., 2004). Širok areal rasprostranjenja ukazuje na veliku adaptibilnost F. graminearum različitim klimatskim uslovima (Bottalico & Perrone, 2002). U zavisnosti od regiona, pojavljuju se i druge vrste. U Evropi to su F. culmorum, F. avenaceum (teleomorf G. avenacea) i F. poae (Parry et al., 1995; Xu & Nicholson, 2009), u Australiji, F. pseudograminearum (teleomorf G. coronicola) (Miedaner et al., 2008). U Severnoj Americi osim F. graminearum koji čini najveći deo izolata mogu se pronaći manje zastupljene članice kompleksa vrsta F. graminearum kao što su F. gerlachii, F. louisianense i F. graminearum Gulf Coast. U Americi su u poslednje vreme sporadično izolovane vrste F. boothii, F. mesoamericanum, 9

Pregled literature

F. meridionale i F. asiaticum. Prema navodima iz Kine (Qu et al., 2008), Japana (Suga et al., 2008) i Koreje (Lee et al., 2009) u Aziji dominiraju vrste F. graminearum i F. asiaticum, čija rasprostranjenost se povezuje sa proizvodnjom pirinča. Treća vrsta izolovana u Aziji je F. vorosii, koja je takođe pronađena u Mađarskoj, na dalekom Istoku i u Rusiji. Manje zastupljene vrste kao što su F. avenaceum i F. poae (Parry et al., 1995) u novije vreme dobijaju na značaju. Tako je F. avenaceum izolovan na preko 80% uzoraka u Norveškoj, Danskoj i Irskoj, a nešto manje u Nemačkoj, Francuskoj, Mađarskoj, Slovačkoj i Poljskoj, dok je F. poae izolovan na preko 80% uzoraka u Velikoj Britaniji, Bavariji i Slovačkoj. Fuzarioza klasa u Evropi uzrokuje 10 - 40% gubitka prinosa pšenice (Bottalico, 1998). Patogen F. graminearum se češće javlja u toplijim i vlažnijim predelima kontinentalnih klimata odnosno u centralnoj, zapadnoj i istočnoj Evropi, dok se F. culmorum i F. avenaceum češće pronalaze u hladnijim predelima Evrope, odnosno u Francuskoj, Holandiji, Belgiji i Škotskoj. U Srbiji je do sada identifikovano 63 vrste, 35 varijeteta i 19 specijalizovanih formi osnovnih vrsta roda Fusarium, na preko 100 biljnih vrsta (Lević i sar., 2008). Krajem 19. veka na ostacima kukuruzovine je zabeležena prva pojava telemorfa roda Fusarium u Srbiji (Gibberella pulicaris Fries Sacc., Nectria episphaeria Tode, Gibberella saubinetii Mont. Sacc.), dok je anamorf uočen početkom 20. veka (F. roseum Link) (Ranojević, 1914; loc.cit. Lević i sar., 2008). U drugoj polovini 20. veka ove vrste dobijaju na značaju usled uvođenja savremenih hibrida kukuruza i sorti pšenice, kao i primene savremene agrotehnike. Agroekološki uslovi u Srbiji pogoduju pojavi vrsta roda Fusarium koje u pojedinim godinama mogu prouzrokovati značajno smanjenje prinosa i povećanu kontaminaciju zrna kukuruza i pšenice mikotoksinima (Lević et al., 2004; Stanković i sar., 2006). Prema istraživanjima Lević i sar. (2008) gubici prinosa pšenice uzrokovani vrstama roda Fusarium dostižu 38,3%, u zavisnosti od sortimenta i vremenskih uslova. Sa ekonomskog aspekta vrsta F. graminearum koja je prouzrokovač truleži korena, stabla i klipa kukuruza i klasova pšenice je najznačajnija vrsta ovog roda (Lević i sar., 2008). Autori navode da su najzastupljenije vrste roda Fusarium u Srbiji F. graminearum i F. poae, manje prisutne F. proliferatum, F. verticillioides, F. subglutinans, F. avenaceum, F. oxysporum, F. sporotrichioides i F. culmorum, dok se u tragovima mogu naći F. semitectum, F. equiseti, F. tricinctum, F. chlamydosporum, F. acuminatum, F. arthrosporioides, F. compactum, i F. anthophilum.) i kompleks vrste Gibberella fujikuroi.

Pregled literature

Bagi (1999) ukazuje da na području Vojvodine dominira Grupa 2 vrste F. graminearum. U ispitivanjima populacije F. graminearum u Srbiji sa zrna pšenice u periodu 2017 - 2019. godine u najvećoj meri su izolovani patogeni kompleksa vrsta F. graminearum, Alternaria spp. i F. poae (Župunski et al., 2021b). SCAR analizama u okviru navedenog istraživanja je potvrđeno da dominantna vrsta kompleksa F. graminearum u Srbiji pripada SCAR 1 grupi, odnosno evolucionoj liniji 7 što ukazuje na vrstu F. graminearum s. stricto (79.5%) (Župunski et al., 2021b).

2.5. Ekonomski značaj fuzarioze klasa

Od otkrića prouzrokovača fuzrioze klasa pa do današnjih dana, patogene vrste roda Fusarium se smatraju najznačajnijim patogenima strnih žita i limitirajućim faktorom u proizvodnji pšenice. Procena štete koju ovi patogeni nanose poljoprivrednoj i prerađivačkoj proizvodnji je vrlo kompleksna (Gilbert & Tekauz, 2000). Direktni gubici uzrokovani fuzariozom klasa se ogledaju u smanjenju prinosa pšenice, kroz redukciju broja i mase zrna. Pored toga, zaražena zrna imaju promenjen hemijski sastav usled razgradnje granula skroba i proteina (Snijders, 1990). Indirektne štete se odnose na smanjenje ili potpuni gubitak kvalitativnih osobina zrna pšenice zbog kontaminacije zrna mikotoksinima što višestruko uvećava značaj ovog oboljenja. Zaražena zrna su karakteristična, štura, obrasla micelijom bele ili svetlo roze boje i promenjenog hemijskog sastava (Wang et al., 2005). Ovakva zrna su nepodobna za ishranu ljudi i životinja. Jake i učestale epidemije u proteklih par decenija ozbiljne su pretnje svetskoj proizvodnji hrane (Kikot et al., 2010). Istraživači iz CIMMYT-a fuzariozu klasa karakterišu kao glavni ograničavajući faktor proizvodnje pšenice u mnogim delovima sveta (Stack, 1999). S obzirom da su pšenica i njene prerađevine jedan od osnovnih izvora ugljenih hidrata u ishrani ljudi, istraživanja usmerena na strategije suzbijanja ovog patogena pšenice imaju veliki značaj. Navodi literature koji opisuju efekte fuzarioze klasa na proizvodnju strnih žita, najčešće se svode na procenu gubitaka prinosa, što je posebno bilo izraženo 90-tih godina prošlog veka. Prema Johnson & Rajasab (2003) kumulativni gubici u ovom periodu su iznosili oko 1,3 milijarde dolara. Međutim, smatra se da je ukupni ekonomski gubitak 2 - 4 puta veći od direktnih gubitaka, u obzir uzimajući i druge sektore povezane sa 11

Pregled literature proizvodnjom pšenice (Nganje et al., 2002; Johnson & Rajasab, 2003; Nganje et al., 2004). Jedne od prvih zabeleženih epidemija su registrovane u Americi sa gubicima prinosa od oko 15%. U Kini se značajne epidemije javljaju svake dve godine u proteklih 30 godina. U Kini je u godinama epidemije procenjen gubitak prinosa 2 - 5 miliona tona pšenice, pri čemu su pojedine parcele bile zaražene 30 - 40%. U Rumuniji su registrovani gubici prinosa oko 40% sa maksimumom 70% (Tușa et al., 1981). U Mađarskoj su 70-tih godina gubici bili 40 - 50% (Kükedi, 1972), a u Indiji do 29% (Chaudhary et al., 1990). Hemijske promene u zaraženim zrnima utiču na promenu mlinskih i pekarskih osobina. Fuzarioza klasa dovodi do degradacije granula skroba, skladišnih proteina i ćelijskih zidova zrna (Bechtel et al., 1985). Patogen stvara proteolitičke enzime koji su neophodni za uspešnu kolonizaciju i usvajanje azota i ugljenika (Wang et al., 2005). Ovi enzimi hidrolizuju proteine endosperma tokom mešanja testa i fermentacije, smanjujući njegov kvalitet, volumen vekni i kvalitet hleba (Dexter et al., 1997; Nightingale et al., 1999). Zaražena zrna imaju nizak sadržaj glutena, koji je značajan za viskozitet i razvlačenje testa (Wang et al., 2005). Takođe, ova zrna sadrže visok nivo slobodnog azota i aminokiselina, što dovodi do intenzivnog tamnjenja hleba na površini pečenja. Fuzarioza klasa se prenosi semenom, pa zaražena zrna predstavljaju primarni inokulum za razvoj paleži klijanaca i truleži korena i stabljike pšenice (Wong et al., 1992). Visok nivo zaraze zrna utiče na proizvodnju zdravog semena za setvu pšenice i povećava rizik pojave paleži klijanaca (Snijders, 1990). Prema Bechtel et al. (1985) patogen F. graminearum značajno smanjuje klijavosti i energiju klijanja zaraženih zrna.

2.6. Mikotoksini i uticaj fuzarioze klasa na zdravlje ljudi i životinja

Vrste roda Fusarium su poznati kao proizvođači širokog spektra različitih metabolita, hormona, pigmenata, mikotoksina, antibiotika, fitotoksina, steroida, kao i različitih derivata ovih metabolita koji utiču na fiziološke reakcije u biljkama, bakterijama, algama, životinjama i ljudima (Vesonder & Golinski, 1989). Prema De Nijs et al. (1997) od 61 identifikovane vrste roda Fusarium, 35 vrsta stvara ukupno 137 mikotoksina. Najznačajniji mikotoksini koje proizvode vrste roda Fusarium su trihoteceni

Pregled literature

(deoksinivalenol - DON ili “vomitoksin”, nivalenol - NIV) i zearalenon (ZEN) (Bottalico & Perrone, 2002). Poznat je A - tip (T-2 toksin, HT-2 toksin, diacetoksirpenol, monoacetoksiscirpenol) i B - tip trihotecena. Patogeni u okviru u okviru F. graminearum kompleksa proizvode B - tip trihotecena (Aoki et al., 2012), a prema vrsti mikotoksina koje proizvode podeljeni su na hemotipove. Hemotip IA proizvodi 3-AcDON, hemotip IB proizvodi 15-AcDONI, dok hemotip II sintetiše nivalenol (NIV) i/ili fusarenonX (4- ANIV). NIV hemotipovi se smatraju 4 puta toksičnijim za ljudski organizam u odnosu na DON toksin, dok je DON toksin 10 - 24 puta toksičniji za biljke u odnosu na NIV hemotip (de Kuppler et al., 2011). Isti autori ukazuju da nisu sve vrste kompleksa F. graminearum proizvođači svih trihotecena B - tipa. Patogen F. graminearum s. stricto i F. asiaticum stavaraju 3-AcDON, 15-AcDON i NIV mikotokisne, dok su ostale vrste kompleksa uglavnom proizvođači NIV i/ili 3-AcDON mikotokisna. Vrste F. boothii, F. aethiopicum, F. vorosii i F. nepalense, proizvode samo 15-AcDON (Aoki et al., 2012). Gotovo svi poznati geni vezani za proizvodnju trihotecena se nalaze u jednom genskom klasteru (Tri). Dominantan hemotip vrste F. graminearum u Evropi je 15- АcDON (Pasquali et al. 2016). U istraživanjima Župunski et al. (2019) gde je potvrđena dominantnost 15-АcDON hemotipa u Srbiji prvi put je detektovan izolat bez Tri7 gena koji proizvodi 3-AcDON. S obzirom da se 3- AcDON hemotip patogena F. graminearum smatra agresivnijim u odnosu na 15-AcDON hemotip (Tok & Arslan, 2016), potrebno je dodatno pratiti populacije F. graminearum u Srbiji. Gotovo svi usevi pšenice u severnoj Evropi (80%) i 2/3 svetske proizvodnje pšenice sadrže neku vrstu toksina, najčešće DON toksin (Bottalico & Perone, 2002 ; Bottalico, 1998; Eriksen & Alexander, 1998; Visconti, 2001). DON toksin spada u inhibitore biosinteze proteina uzrokujući hronične ili akutne toksikoze ljudi i životinja (Desjardins & Proctor, 2007) sa pratećim simptomima u vidu crevnih iritacija kao što su mučnina, emesis, dijareja, anoreksija, praćene aulekijom i anemijem, koje u nekim slučajevima dovode i do smrtnog ishoda (Pestka & Smolinski, 2005; Foroud & Eudes 2009; Li et al., 2011). Kako bi zaštitile zdravlje svojih stanovnika mnoge države zakonski regulišu dozvoljeni sadržaj mikotoksina u hrani ljudi i životinja. Prema regulativama EU dozvoljena količina DON toksina u pšenici za ljudsku upotrebu iznosi 1,25 mg-kg, dok su u ishrani životinja dozvoljene vrednosti 0.9 - 12 mg-kg (Verstraete, 2008). U Americi i Kanadi, prihvatljiva koncentracija DON toksina u pšenici za ljudsku ishranu je 0,5 – 2ppm.

Pregled literature

Zrna koja sadrže toksine postižu manju cenu na tržitu ili se isključuju iz trgovine. Zaražene žitarice su neprihvatljive za ljudsku upotrebu. DON toksin ima ključnu ulogu u širenju zaraze, pogotovo kod osetljivih i umereno osetljivih sorti (Mesterházy, 2002). Kada se u fokus stavi bezbednost hrane ključno je analiziranje parametara koji utiču na proizvodnju DON toksina. Količina mikotoksina u određenom usevu zavisi od osetljivosti genotipa pšenice, agresivnosti vrste roda Fusarium, kao i vremenskih uslova tokom razvoja bolesti (Del Ponte, 2000). Mnoga istraživanju su usmerena ka analiziranju odnosa između pokazatelja vizuelne ocene fuzarioze klasa (indeks oboljenja = DI i Fusarium Damaged Kernels = FDK) i proizvodnje DON toksina (Mesterházy et al.,1999 ; Mesterházy et al., 2015). Posmatrajući odnose indeks oboljenja/DON i FDK/DON, uočena je generalno pozitivna korelacija između posmatranih parametara, međutim postoje i značajna odstupanja. Prema Mesterházy et al. (2015) korelacija FDK/DON je jače izražena u odnosu na korelaciju indeks oboljenja/DON, što ukazuje da FDK bolje objašnjava vrednosti DON toksina. To znači da je procenat sorti kod kojih postoji odstupanje vrednosti DON toksina od predviđene vrednosti na osnovu FDK manji u odnosu na vrednosti predviđene indeksom oboljenja. Prema ovim autorima sadržaj DON tokisna nije u svim slučajevima proporcionalan intenzitetu zaraze, infekciji zrna ili gubitku prinosa. Postoje sorte koje sadrže manje količine DON toksina u odnosu na intenzitet zaraze, te se mogu smatrati otpornim na akumulaciju DON toksina. Suprotno, kod osetljivih genotipova se beleži veća količina DON toksina u odnosu na predviđenu količinu na osnovu FDK vrednosti. Podaci o akumulaciji DON toksina su veoma značajni sa stanovišta bezbednosti hrane. Međutim, za izvođenje pouzdanih zaključaka o otpornosti sorti ovi podaci moraju biti posmatrani u kompleksu sa FDK i indeksom oboljenja. Mikotoksini se ne mogu u potpunosti eliminisani iz lanca ishrane i većina njih ostaje u hrani nakon termalnog procesuiranja (Kabak, 2009). Zato, prevencija pojave fuzarioze klasa u polju kroz gajenje sorti otpornih na fuzariozu klasa i akumulaciju mikotoksina ostaje najvažnija mera u održavanju mikotoksina na minimalnim nivoima.

2.7. Simptomi fuzarioze klasa

Prvi simptomi fuzarioze klasa se javljaju na plevama ubrzo nаkon cvetаnjа u vidu svetlo braon, vodenkastih pega, veličine 2 - 3 mm, koje nastaju već 3 - 4 dana nakon 14

Pregled literature infekcije. Osje se deformiše, postaje uvrnuto i zakrivljeno na dole. Infekcija se širi vaskularno kroz vreteno klasa, gljiva preseca dotok vode i nutrijenata (Jansen et al., 2005). Prvobitne pege se šire, zaraženi klasići se suše i dobijaju belu boju. Prerano beljenje zaraženih delova klasa je karakterističan simptom fuzarioze klasa koji se lako uočava u polju. Izbeljeni klasovi su pogodni za kolonizaciju saproftnih vrsta, usled čega klasovi vremenom tamne. U kasnijim fazama zaraze na klasovima se javlja crvenkasta masa spora (sporodohije) ili crne peritecije sa askosporama (Bushnell et al., 2003). Zaražena zrnа (FDK) se razlikuju u stepenu nаlivenosti i zаhvаćenosti micelijom. Karakteriše ih simptom u vidu smežuranih i šturih zrna prevučenih belom ili rozom micelijom patogena (Parry et al., 1995). Zaražena zrnа gube na težini i kvalitetu. Ukoliko je infekcija ostvarena kasnije, tipični simptomi mogu da izostanu. Međutim, u takvim slučajevima unutar naizgled zdravog zrna može postojаti unutrаšnjа, lаtentnа micelijа koja predstavlja inokulum u setvi naredne godine, s obzirom da se patogen prenosi semenom. Setvom zaraženog semena u ranim fazama vegetacije se javlja trulež korena i stabljike strnih žita. Patogen prodire u mlade biljke preko hipokotila ili korena, koji nekrotirаju i dobijаju mrku boju. Micelija prstenasto obuhvata stabljiku, onemogućeno je usvajanje asimilanata, lišće nekrotira, biljke prevermeno sazrevaju i formiraju sitаn klаs sа polušturim zrnimа. Na listu se sporadično javljaju tamnomrke ili čokoladnomrke, ovalne pege dužine do 2 cm.

2.8. Morfologija i biologija patogena F. graminearum

2.8.1. Morfološke i karakteristike F. graminearum

Karakteristična morfološka odlika patogena F. graminearum je izgled makrokonidija koje se stvaraju na narandžastim sporodohijama. Makrokonidije su obično uniformnog oblika i veličine (Slika 1).

Pregled literature

Slika 1. Fusarium graminearum - izgled makroknidija (Leslie & Summerell, 2006)

Vitke su, tankog zida i srednje dužine. Ventralna strana makrokonidije je umereno povijena do prava, dok je dorzalna strana zakrivljena. Apikalna ćelija je sužena, ponekad oblika njuške, dok bazalnu ćeliju karakteriše dobro definisan oblik stopala. Makrokonidije imaju 5 - 6 septi koje se međusobno razlikuju. Relativno se retko javljaju u kulturi F. graminearum, dok se u sporodohijama nalaze u izobilju. Patogen ne stvara mikrokonidije. Hlamidospore se sporo stvaraju, pa se izostanak njihovog formiranja ne smatra dijagnostičkom karakteristikom patogena. Najčešće se nalaze na makrokonidijama, ređe na miceliji. Pojedinačne su ili u klasterima i lancima. Obično su lopaste i blago hrapave površine. Gljiva F. graminearum se može gajiti na CLA i PDA podlozi. Na CLA podlozi retko stvara sporodohije, a ukoliko su prisutne često budu skrivene ispod micelije i obično su svetlo-narandžaste boje. Makrokonidije su relativno vitke, srpastog oblika do gotovo ravne, tankih zidova, sa 5 - 6 septi. Apikalna ćelija je sužena, dok je bazalna ćelija izrazitog oblika stopala. Proces formiranja hlamidospora varira i najčešće se formiraju u okviru makrokonidija. Mikrokonidije se ne formiraju. Telemorfni stadijum Giberella zeae se formira na delovima lista karanfila ili na agaru. Gljiva je homotalična, pa se peritecije formiraju bez potrebe ukrštanja izolata. Na PDA podlozi kolonija F. graminearum raste brzo i formira relativno veliku količinu guste micelije, koja varira u boji od bele do svetlo narandžaste i žute. Za stvaranje crveno - braonkastih do narandžastih sporodohija je potrebno više od 30 dana. U agaru se formira crveni pigment koji je pH senzitivan, te smanjenje pH vredosti dovodi do variranja u boji od crvene do žute.

Pregled literature

2.8.2. Izvori i širenje inokuluma

Vrste roda Fusarium su fakultativni patogeni. Prezimi micelija na zaraženim biljnim ostacima, uključujući stabljike i koren strnih žita i kukuruza. Na biljnim ostacima F. graminearum ostaje i do 3 godine u zavisnosti od biljne vrste i načina obrade zemljišta (Pereyra et al., 2004). Dvopoljni plodored u kojem se smenjuju pšenica i kukuruz ostavljaju velike količine žetvenih ostataka pogodnih za razvoj F. graminearum (Snyder & Nash, 1968; Tușa et al.,1981; Teich & Nelson, 1984). Izvor inokuluma su i brojni travni i širokolisni korovi koji su alternativni domaćini patogenu (Gordon, 1959). Dodatno, izvor inokuluma je i zaraženo seme, koje dovodi do pojave truleži korena i stabljike pšenice. U proleće se na zaraženim biljnim ostacima formiraju peritecije sa askosporama, micelija i konidije, ponekad i hlamidospore. Askospore i kondije se mogu pronaću u svim stadijumima razvoja pšenice u regionima sa povoljnim uslovima za razvoj patogena (Brennan et al., 2005). Topli i vlažni uslovi tokom proleća pogoduju razvoju i sazrevanju konidija i peritecija, koje formiraju askospore uporedo sa fenofazom cvetanja strnih žita (Markell & Francl, 2003). Spore patogena se šire kišnim kapima, vetrom i insektima (Trail et al., 2002). Količina makrokonidija u vazduhu je maksimalna neposredno posle kiše, što ukazuje da njihovo širenje u navećoj meri zavisi od kišnih kapi (Rossi et al., 2002). Kondije se šire do 1 m u horizontalnom i vertikalnom smeru, za razliku od askospora koje se mogu pronaći na razdaljinama do 10 km (Francl et al., 1999). Askospore sa različitih lokacija mogu poslužiti kao dodatni inokulum u lokalnim populacijama patogena. Ipak, najveći broj askospora pređe razdaljinu od 1 m (de Luna et al., 2002).

2.8.3. Proces infekcije

Vrste roda Fusarium su monociklični patogeni. Infekciju mogu inicirati askospore i makrokonidije, ali i fragmenti hife i hlamdospore (Sutton, 1982). Infekcija počinje na klasu u vreme cvetanja (Sutton, 1982). Prašnici pšenice predstavljaju inicijalni put infekcije, međutim patogen može penetrirati direktno kroz stome i parenihim, parcijalno ili potpuno otvorene antere, otvore između plevičica na klasu i osnove pleva gde su tanki zidovi epidermisa i parenhima (Lewandowski & Bushnell, 2001).

Pregled literature

Kutikula, srednja lamela i ćelijski zidovi biljke domaćina su važna barijera za penetraciju patogena. Primarni ćelijski zid pšenice je ojačan fenolpropanoidima i strukturnim proteinima (Kang & Buchenauer, 2000). Kao odgovor barijerama biljke domaćina, patogen proizvodi širok spektar enzima kao šo su pektinaze, ksilanaze, hemicelulaze i celulaze (Wanjiru et al., 2002). Proces infekcije i stvaranje apresorije su genetski kodirani (Seong et al., 2008; Cuomo et al., 2007). Lepljivi ćelijski zidovi askospora F. graminearum omogućavaju lakše prijanjanje na biljne površine i sprečavaju njihovo pomeranje usled delovanja vetra, kiše ili drugih fakotra (Bushnell et al., 2003). U početnim fazama zaraze simptomi nisu vidljivi, iako hifa napreduje intercelularno kroz živo tkivo domaćina. Nakon 2 - 3 dana ćelije domaćina nekrotiraju, a hifa nastavlja biotrofni rast u apoplastu, što F. graminearum čini hemibiotrofnim patogenom. Unutar cveta gljiva kolonizira antere, stigmu i lodikule. U zaraženom klasu patogen se širi vaskularno kroz vreteno klasa (Ribichich et al., 2000). Širenje zaraze (tip II otpornosti) u okviru klasa zavisi od sposobnosti patogena da proizvodi mikotokisne, koji inhibiraju biosintezu proteina i omogućavaju sistematičnu kolonizaciju domaćina (Jansen et al., 2005). S druge strane, otpornost biljke domaćina se ogleda u mogućnosti razgradnje DON tokisna i njegove konverzije u DON-3-O-glukozide (Gardiner et al., 2010). Ovaj mehanizam je karakterističan za ječam. Promene u funkciji ksilema i floema dovode do prebrzog sazrevanja, izbeljivanja i izumiranja klasova. U vlažnim uslovima micelija se širi preko spoljne površine plevica i plevičica (Buscnell et al., 2003). Gljiva ima kratak biotrofni odnos sa domaćinom, dok ne pređe u nekrotorofnu fazu. U periodu od 16 - 18 dana nakon infekcije hifa ispunjava substomalne šupljine, ali još uvek ne raste kroz stome, već prelazi u polnu fazu. Zaraženi cvetovi ne formiraju zrno ili je ono šturo usled nedostatka vode i nutrijenata (Bai, 1995).

2.8.4. Uslovi životne sredine

Vrste roda Fusarium se međusobno razlikuju u pogledu zahteva prema temperaturi, kao i interakciji temperature i vlažnosti tokom procesa infekcije. Razlike u distribuciji vrsta zavise od njihovog odgovora na vremenske uslove neposredno oko i tokom fenofaze cvetanja pšenice (Parikka et al., 2012). Najveći broj istraživanja klimatskih faktora koji utiču na pojavu i intenzitet fuzarioze klasa daje generalne opise kao što su topli, vlažni ili

Pregled literature morski klimati. Poslednja istraživanja su usmerena ka povezivanjiu kvantitativnih klimatskih parametara i distribucije patogena širom sveta. Backhouse (2014) je koristeći BIOCLIM sistem determinisao klimatske okvire, odnosno vrednosti seta klimatskih parametara za patogene najšire distribucuje (F. graminearum, F. pseudograminearum i F. culmorum). Prema ovom sistemu F. graminearum se javlja u regionima sa srednji letnjim temperaturama većim od 18,7°C i padavinama u najtoplijem kvartalu većim od 195 mm. Uopšteno govoreći, za produkciju konidija i infekciju su neophodne više temperature i vlažniji uslovi u odnosu na proces stvaranja peritecija i otpuštanja askospora (Dufault et al., 2006). Za klijanje makrokonidija je neophodno 80% relativne vlažnosti (Beyer et al., 2005). Optimalne temperature za sazrevanje peritecija su 20 - 24℃, pri vlažnosti u zaraženim biljnim ostacima od 1,35 Mpa (Dufault et al., 2006). Sutton (1982) je utvrdio veći temperaturni optimum za produkciju askospora, dok je u istraživanjima Tschanz et al. (1976) utvrđen maksimum osobađanja askospora pri temperaturama 16 - 17℃. Klijanje askospora zahteva relativnu vlažnost od najmanje 30% uz optimum od 90%, pri temperaturi od 15℃ (Gilbert et al., 2008). Proces otpuštanja askospora ima dnevno-noćni ritam i reaguje na promenu relativne vlažnosti i padavine. Maksimum otpuštanja askospora je noću, oko ponoći, 1 - 4 dana nakon kiše, dok konstantna relativna vlažnost vazduha veća od 80% može inhibirati ovaj process (Doohan et al., 2003). Broj peritecija i askospora zavisi od vrste domaćina, pri čemu se ostaci kukuruza smatraju najpogodnijim za stvaranje peritecija. Slično askosporama, proizvodnja makrokonidija zavisi od temperature i relativne vlažnosti (Xu, 2003), pri čemu su optimalne temperature 28 - 32℃. Temperature ispod 16℃ i iznad 36℃ inhibiraju produkciju makrospora. Prema Dill-Macky (2003) ostvarenje infekcije zavisi od inokuluma, vlage, temperature i faze razvoja biljke domaćina. Infekcija fuzariozom klasa je u slučaju pšenice moguća od fenofaze cvetanja do rane mlečne zrelosti. Gornja mesečna temperaturna granica za ostvarenje infekcije je 17,2°C (Backhouse, 2014). Količina vlage nakon inokulacije je značajna za dalji razvoj infekcije i brzinu pojave simptoma, pri čemu je u ovom periodu za napredovanje gljive pogodna vlažnost od 95%. Penetracija patogena pri temperaturi od 25℃ traje 24 - 36 sati.

Pregled literature

2.9. Tipovi, izvori i ocena otpornosti pšenice na fuzariozu klasa

Otpornost pšenice na fuzariozu klasa je horizontalne prirode. Ovakva otpornost se naziva kvantitativnom, s obzriom da je određena većim brojem gena. Horizontalna otpornost je nespecifična u odnosu na vrste Fusarium kompleksa i virulentnost rase patogena, stabilna je i tajnija od monogenske, međutim zavisna od uslova životne sredine (Miedaner & Reinbrecht 2001; Voss et al., 2010). Horizontalni tip otpornosti pšenice prema fuzariozi klasa omogućava široku distribuciju i gajenje otpornih sorti. Genom pšenice je jedan od najvećih genoma među žitaricama i veoma dobro istražen (Sears, 1954). Geni pšenice su raspoređeni u tri genoma, zbog čega pšenica poseduje određene osobine kao što su: visok genetski potencijal za prinos, izražena adaptibilnost na životne uslove i širok areal gajenja. Genetske mape pšenice sadrže više od 4.300 DNA markera i defnisane regije na hromozomima bogate genima (GRRs), koje predstavljaju mesta rekombinacije gena (Dilbirligi et al., 2006). Smatra se da 20 od 21 hromozoma pšenice nosi gene otpornosti na fuzariozu klasa. Značaj genetskih markera u oplemenjivanju bilja i njihova povezanost sa agronomskim osobinama je poznata više od 80 godina. Do sada je sprovedeno oko 40 mapiranja gena otpornosti na fuzariozu klasa u kojima je identifikovano oko 200 QTLs nosioca rezistentnosti, distribuiranih na svim hromozomima pšenice (Liu et al., 2009; Buerstmayr et al., 2009). Većina alela koja poseduje značajne efekte na otpornost sorti prema fuzariozi klasa je poreklom iz Kine, a ređe se pronalaze u drugim germplazmama (Sneller et al., 2010; Bernardo et al., 2012). Geni otpornosti poreklom iz drugih izvora su definisani većim brojem gena minornog efekta (Gosman et al., 2007; Buerstmayr et al., 2008; Miedaner et al., 2010; Sneller et al., 2010). Mesterházy et al. (2008) ukazaje na potrebu ispitivanja sorti pšenice iz različitih zemalja, s obzirom da sorte koje su nosioci alternativnih izvora otpornosti mogu biti uspešno korišćene u oplemenjivačkim programima u borbi protiv fuzarioze klasa. Navedeni autori ističu značajnost ispitivanja lokalnog sortimenta koji se odlikuje dobrim agronomskim osobinama u cilju pronalaženja izvora otpornosti u sortama koje nisu egzotičnog porekla.

Pregled literature

2.9.1. Tipovi otpornosti

Otpornost pšenice na fuzariozu klasa je kompleksno svojstvo određeno fiziološkim i morfološkim karakteristikama sorte i uslovima životne sredine. Mehanizmi otpornosti su podeljeni na aktivne koji su određeni fiziološkim procesima u biljci domaćinu i pasivne koji se odnose na mehanizme izbegavanja zaraze usled postojanja različitih morfoloških i razvojnih mehanizama. Schroeder & Christensen (1963) su utvrdili dva tipa aktivne otpornosti i to tip I, koji predstavlja otpornost na inicijalnu infekciju i tip II, koji predstavlja otpornost na širenje infekcije unutar klasa. Kasnije su Mesterházy et al. (1991) opisali još 3 tipa otpornosti i to na zarazu zrna (tip III), akumulaciju mikotoksina (tip IV) i tolerantnost odnosno otpornost na smanjenje prinosa (V). Tip I otpornosti se najčešće ispituje u ogledima primenom metode prskanja klasova, nakon čega se detektuje pojava simptoma na klasovima. Tip II otpornosti se meri širenjem simptoma u klasu od mesta primarno inokulisanog klasića. U ogledima koji se sprovode u staklarama ovaj tip otpornosti se najčešće testira injektiranjem spora patogena direktno u pojedinačne klasiće, nakon čega se prati razvoj simptoma. U poljskim uslovima Tip I i II otpornosti se testiraju zajedno primenom metode prskanja ili rasturanjem inokuluma po parcelici. Sorte pšenice poseduju tip III otpornosti ukoliko je infekcija zrna manja u odnosu na ocenu simptoma fuzarioze klasa, dok se tip IV otpornosti odnosi na smanjenu akumulaciju mikotoksina u zrnu u odnosu procenjenu na osnovu ocena simptoma zaraženog klasa. Tip III i IV otpornosti mogu biti posmatrani kao deo tipa II otpornosti, s obzirom da ograničavaju širenje patogena i mikotoksina u okviru klasa. Za ocenu tipa III otpornosti se obično koristi broj zaraženih zrna - FDK (Mesterházy et al., 1999). Tip V otpornosti se uočava kod sorti koje imaju manji gubitak prinosa u odnosu na druge sorte, pri istom nivou zaraze. Pojedine evropske sorte poseduju I i II tip otpornosti, pri čemu se tip I smatra značajnijm. Mehanizam tipa II otpornosti samostalno nije dovoljan za sprečavanje razvoja bolesti pri jakom pritisku patogena. Prilikom ocene otpornosti neki autori broj inficiranih klasova dobijen prilikom prve ocene pridaju oceni tipa I otpornosti, dok kasnije ocene zaraženih klasova spadaju u ocenu tipa II otpornosti. Pasivna otpornost se odnosi na određene morfološke karakteristike ili specifičnosti u razvoju biljke domaćina kojima se sprečava ili izbegava ostvarenje infekcije. Agronomske

Pregled literature osobine uključujući visinu biljke i prisustvo osja mogu biti povezane sa pojavom i intenzitetom fuzarioze klasa (Mesterházy, 1995). U istraživanjma Mesterházy (1995) potvrđena je značajnost visine sorti u ostvarenju zaraze fuzariozom klasa. Niže sorte pšenice su se pokazale osetljivije u odnosu na više. Vreme cvetanja i morfologija klasa takođe mogu uticati na razvoj bolesti. Osate sorte su u ogledima Mesterházy (1995) bile osetljivije na ostvarenje zaraze u odnosu na sorte bez osja. U slučaju zbijenih klasova sa većim brojem klasića povećava se mogućnost pojave fuzarioze usled pojačanog zadržavanja vlage u okviru klasa (Rudd et al., 2001).

2.9.2. Genetika i izvori otpornosti

Genetika otpornosti na fuzariouzu klasa je kompleksna, s obzirom na njenu poligenu prirodu. Istraživanja pokazuju da je otpornost kontrolisana sa 1 - 6 gena, međutim kvantitativna priroda nasleđivanja i zavisnost od uslova životne sredine otežavaju utvrđivanje tačnog broja gena ili QTLs uključenih u ovaj proces (Kolb et al., 2001). Ukrštanjem genotipova Bai et al. (2001) su utvrdili da otpornost na fuzariozu klasa u najvećoj meri zavisi od aditivnog efekta, a u pojedinim slučajevima dominantnosti i epistaze. Genotip otporan na fuzariozu klasa može nastati i transgresivnim razdvajanjem, kako što je slučaj sa genotipom Sumai 3. Mnogi autori su radili na evaluaciji i istraživanju efekata pojedinih QTLs-a, pri čemu je detektovan gen Fhb1 kao glavni nosilac otpornosti na fuzariozu klasa (Bai et al., 1999; Buerstmayr et al., 2002, 2003). Ovaj gen smanjuje pojavu bolesti za 20 - 25% (Pumphrey et al., 2007). Gen Fhb1 je detektovan na 3B hromozomu (syn. Qfhs.ndsu-3BS) u populaciji dobijenoj ukrštanjem otporne sorte Sumai3 i srednje osetljive sorte Stoa (Waldron et al., 1999). Pored Fhb1, značajni QTLs za rezistentnost su i Xgwm533 (syn. QFhs.ndsu-3B), smesten na 3B hromozomu i Xgwm274, smešten na 7B i 1B hromozomu. QTLs Xgwm533 ukazuje na fenotipsku varijaciju od 15,4% (Waldron et al., 1999) do 60% (Buerstmayr et al., 2002). Drugi QTLs su identifikovani na hromozomima 2A (2AL), 4B (4BL) i 6B (6BS) (Waldron et al., 1999), 6A (6AS) i 3A (3AL) (Anderson et al., 2001). U poslednjim istraživanjima je detektovan QTL Fhb2 na hromozomu 6B (Cuthbert et al., 2007), što je potvrđeno i u ogledima u sa inokulacijom primenom metode prskanja i inokulacijom pojedinačnog klasića. Löffler et al. (2009) su pronašli QTL na hromozomu 1BL (Qfhs.lfl-

Pregled literature

1BL), koji je dominantan lokus evropskih ozmih sorti pšenice kao što su Biscay, Cansas, History i Pirat (Hӓberle et al., 2009). Miedaner et al. (2011) su detektovali 9 značajnih QTLs na 7 hromozoma u ogledima sa 455 sorti pšenice. Takođe, detektovano je nekoliko QTLs vezano za akumulaciju DON toksina u zaraženim klasovima. Tako, QTLs na 2DS i 5AS hromozomu uzrokuje nizak sadržaj DON tokisna nezavisno od intenziteta pojave fuzarioze klasa, dok QTLs na 2A hromozomu imaju minorni efekat na akumulaciju DON i učestalost zaraze, i 3B koji ima major efekat na učestalost zaraze, a minorni na akumulaciju DON toksina. Znag et al. (2007) su istraživali 1.035 sorti pšenice širom sveta, pri čemu su utvrdili uglavnom srednju otpornost na fuzariozu klasa. U svetu su do sada detektovana tri izvora rezistentnosti i to jare pšenice iz Kine i Japana, jare pšenice iz Brazila i ozime sorte Evrope (Snijders, 1990). Kao najefikasniji izvor otpornosti se pokazala sorta Sumai 3 poreklom iz Kine, kao i njeni derivati CM82036 i Ning7840 (Anderson et al. 2001; Buerstmayr et al. 2002, 2003), a zatim i sorte Wangshuibai i Wuhan 1, takođe poreklom iz Kine (Wan et al. 1997). Japanske otporne sorte su ‘Nobeoka Bozu’ i ‘Sin Chunaga’. Fhb1 na hromozomu 3B je jedan od QTLs sa najjačim efektom za tip II rezistentnost i javlja se samo kod azijskih sorti (Buerstmayr et al., 2002). Takođe, ove sorte poseduju nekoliko dodatnih

QTLs na hromozomima 2D, 5A i 6B. U južnoj Americi, kao izvor otpornosti su detektovane sorte Encruzilhada i Frontana iz Brazila (Snijders, 1990), dok se ozime pšenice ‘Ernie’ i ‘Freedom’ i jara sorta ‘2375’ smatraju najboljim izvorima otpornosti na teritoriji SAD (Rudd et al., 2001). Evropske ozime pšenice ‘Arina’, ‘Praag-8’ i ‘Renan’ poseduju srednji nivo otpornosti, pri čemu ove linije pokazuju veću otpornost na zarazu zrna i akumulaciju DON-a. QTL Qfhs.ifa-5A je detektovan u svim izvorima otpornosti i vezan je za otpornost tipa I. Pored navedenih izvora otpornosti pojedini srodnici pšenice su identifikovani kao otporni na fuzariozu klasa, te predstavlaju nove potencijalne izvore otpornosti u selekciji. Potvrđena je otpornost trave Elymus giganteus (2n = 2x = 28, JJNN) na prouzrokovače fuzarioze (Wang et al., 1991). Nakon ovog otkrića testiran je veliki broj srodnika pšenice među kojima je i nekoliko visko otpornih vrsta rodova Roegneria, Hystrix, Agropyron, Kengyilia i Elymus, od kojih je japanska sorta E. humidus imuna na Fusarium spp. Tetraploidne pšenice, kao što je durum pšenica su generalno visoko osetljive, s tim da su detektovane pojedine sorte srednje osetljivosti u Tunisu i Siriji (Talas et al., 2011; Huhn et al., 2008). U Izraelu i Turskoj je otkriveno 8 mogućih izvora otpornosti u okviru vrste T.

Pregled literature turgidum L. var. dicoccoides (Buerstmayr et al., 2003), dok je u drugim istraživanjima otkriveno 16 srednje otpornih linija u okviru T. turgidum subsp. carthlicum i 4 uokviru vrste T. turgidum subsp. dicoccum (Oliver et al., 2008). Do sada je manipulacijom hromozoma pšenice inkorporirano nekoliko stotina fragmenata nosioca rezistentosti srodnih vrsta kao što su Triticum macha, Elytrigia intermedia, Thinopyrum pon-ticum, Elymus racemifar, Roegneria kamoji i Leymus racemosus.

2.9.3. Ocena otpornosti sorti pšenice prema prouzrokovaču fuzarioze klasa

S obzirom na značaj i uticaj fuzarioze klasa na proizvodnju pšenice i potrebu pronalaženja novih izvora otpornosti, mnogi istraživači su se fokusirali na određivanje najsigurnije metode kvantifikacije otpornosti pšenice prema ovom patogenu, kao i na uspostavljanje što bržeg in vitro testa za određivanje otporne germplazme. Ocena otpornosti sorti prema prouzrokovaču fuzarioze klasa je kompleksan proces tokom kojeg je neophodno sagledati mnoge pokazatelje otpornosti uz uvažavanje faktora životne sredine i karakteristika ispitivanog sortimenta (Miedaner et al., 2001). Ocena otpornosti se može raditi u uslovima prirodne ili veštačke infekcije, međutim većina autora daje prednost veštačkoj inokulaciji, imajući u vidu sporodično pojavljivanje zaraza većeg intenziteta i visoku zavisnost razvoja bolesti od uslova životne sredine (Liu & Wang, 1990). Sezonske varijacije u pritisku patogena i razlike u uslovima životne sredine tokom godina ukazuju na potrebu evaluacije sorti duži niz godina, kako bi se izbegle greške u ocenjivanju i zaključivanju usled delovanja drugih faktora, a ne prave genetske otpornosti (Scott, 1927; Christensen et al., 1929). Takođe, među autorima se vodi polemika o potrebi testiranja sorti na različitim lokacijama. Neki autori tvrde da testiranje treba izvesti u kontrolisanim i stabilnim uslovima kako bi se smanjio uticaj faktora životne sredine, dok drugi autori zagovaraju testiranje na različitim lokacijama i u različitim uslovima (Liu & Wang, 1991). U okviru populacije gljive F. graminearum postoji značajan nivo varijabiliteta, što može da oteža rad na stvaranju otpornih genotipova pšenice i kukuruza. Pri ispitivanju osetljivosti, odnosno otpornosti selekcionog materijala prema fuzarioznim oboljenjima putem veštačkih inokulacija, treba imati u vidu promenljivost u patogenim odlikama izolata ove gljive (Bagi, 1999).

Pregled literature

Utvrđivanje sadržaja toksina i vizuelna ocena spadaju u indirektne metode određivanja otpornosti genotipova (Brunner et al., 2009), dok se za direktno utvrđivanje otpornosti može primenjivati kvantifikacija micelije patogena in planta putem utvrđivanja sadržaja ergosterola ili DNA analizama primenom PCR metode (Waalwijk et al., 2004). Ipak, fenotipsko ocenjivanje genotipova i utvrđivanje odnosa između ispitivanih parametara i dalje ostaje najefikasniji prisup u identifikaciji otporne germplazme. Mnogi autori su koristili različite parametre prilikom ocene otpornosti sortimenta pšenice. Mesterházy (1977) je uvideo da izbor parametara za ocenu sorti zavisi od jačine pritiska patogena. U slučaju jakih zaraza F. graminearum, prinos i masa 1.000 zrna su se pokazali kao dobri pokazatelji otpornosti sorti. Schroeder & Christensen (1963) su uvideli direktnu korelaciju između broja zaraženih klasića i broja zaraženih zrna, što ukazuje na važnost vizuelne ocene simptoma. Dalje, utvrđena je jaka korelacija između vizuelnih simptoma i analize ergosterola kod 22 sorte pšenice inokulisane patogenom F. culmorum, pri čemu je korelacija između procenta zaraženih klasića i količine izmerenog ergosterola bila izražajnija u odnosu na korelaciju ergosterola i procenta zaraženih klasova (Snijders & Kretching, 1992). U zavisnosti koji tip otpornosti se ispituje, ocenjuju se i različiti parametri. Još su Wilcoxson et al. (1992) ukazali da procenat zaraženih klasića pruža bolju vizuelnu estimaciju otpornosti u odnosu na procenat zaraženih klasova. Miedaner & Walther (1987) su za ocenu otpornosti kosristili metodu “težine 12 klasova”, gde je utvrđena dobra negativna korelaciju u odnosu na razvoj simptoma. Više autora je potvrdilo da sorte poseduju određenu komponentu otpornosti ukoliko se značajno razlikuju u indeksu oboljenja (tip I i II), FDK (tip III otpornosti), akumulaciji DON toksina (tip IV otpornosti) i gubitku prinosa (tip V otpornosti). Poznavanje simptoma i pravilna ocena simptoma fuzarioze klasa su značajni u potrazi za novim izvorima otpornosti. Vizuelno ocenjivanje simptoma se može sprovoditi u polju ili u kontrolisanim uslovima uz primenu neke od metoda veštačke inokulacije i to najčešće inokulacije pojedinačnog cveta, inokulacije celog klasa metodom prskanja i inokulacije zemljišta zaraženim zrnima kukurza uz navodnjavnje u zavisnosti koji tip otpornosti se ispituje. Prilikom vizuelne ocene otpornosti se najčešće utvrđuje pojava bolesti (disease incidence), koja predstavlja broj ili procenat zaraženih klasova, jačina zaraze (disease severity), koja predstavlja broj ili procenat klasića sa simptomima, kao i indeks oboljenja koji obuhvata predhodna dva pokazatelja. Indeks oboljenja je bazični vizuelni pokazatelj fuzarioze klasa (Buerstmayr et al., 2008). Za vizuelnu ocenu otpornosti se korist broj

Pregled literature

(procenat) zaraženih zrna (FDK - fusarium damage kernels), koji može predstavljati broj vizuelno oštećenih zrna ili odnos mase zaraženih i zdravih zrna (Dill-Macky, 2003). Pored ocene simptoma, merenja prinosa i komponenti prinosa, za ocenu otpornosti se može koristi i merenje akumuliranog DON toksina, koje se određuje putem gasne ili likvidne hromatografije ili primenom ELISA. Evaluacija parametara bolesti je prvi korak u oceni sorti i procesu traženja novih izvora otpornosti. U cilju sveobuhvatnog sagledavanja karakteristika ispitivanog sortimenta, neophodno je utvrditi međusobne veze između navedenih pokazatelja bolesti i agronomskih osobina sortimenta uz uključivanje faktora životne sredine. Mnogi autori su testirali povezanost parametara fuzarioze klasa (Doohan et al., 1999; Mesterházy et al., 1999; Mentewab et al., 2000; Mesterházy, 2002), iako veze između nekih parametra otpornosti nisu uvek bile jasne i značajne (Brennan et al., 2005). Većina istraživanja ukazuje da je indeks oboljenja dobar parametar za indikaciju gubitka prinosa (Arseniuk et al.,1993; Doohan et al., 1999; Mentewab et al., 2000). Drugi autori su utvrdili snažnu povezanost između vizuelne ocene simptoma i sadržaja DNA patogena u zaraženom zrnu (Doohan et al., 1999) ili sadržaja mikotoksina (Mesterházy, 2002). Suprotno tome, neki autori nisu utvrdili takve korelacije (Edwards et al., 2001). Generalno, potvrđena je veća značajna povezanost indeksa oboljenja sa prinosom, manja sa FDK i najudaljenija sa akumulacijom DON toksina (Mesterházy et al., 2002). Korelacija između indeksa oboljenja i FDK nije uvek signifikantna, što ukazuje na delovanje različitih mehanizama otpornosti. Pored toga, u periodu između evaluacije indeksa oboljenja i FDK može doći do dodatne zaraze zrna i povećanih vrednosti FDK u odnosu na ocenjen indeks oboljenja. Zato na osnovu indeksa oboljena nije moguće u potpunosti predvideti kretanje vrednosti FDK. Posmatrajući odnos indeksa oboljenja i DON toksina u ogledima u laboratorijskim i poljskim uslovima Menniti et al. (2003) i Miedaner et al. (2003) su utvrdili jaku povezanost ovih parametra nasuprot Hoehn et al. (2002). Ovakva heterogenost rezultata ukazuje da na osnovu vrednosti indeksa oboljenja nije moguće predviditi vrednosti DON toksina. Količina DON toksina u zrnu je više povezana sa vrednosću FDK, ukazujući da su štura i micelijom obrasla zrna navažniji nosioci toksina (Doohan et al., 1999; Mesterházy et al., 1999; Mentewab et al., 2000; Mesterházy, 2002). Rezultati pojedinih istraživanja ukazuju da otporne sorte pšenice sadrže niži nivo DON toksina u odnosu na osetljive (Miller et al., 1985; Mesterházy et al., 2003; Wilde & Miedaner, 2006). Korelacije između vizuelnih simptoma pojave fuzarioze klasa u polju i sadržaja DON toksina u zrnu su često

Pregled literature visoko značajne, dok su koeficijenti korelacije uglavnom niski i varijabilni u zavisnosti od godine i lokacije, što je određeno mogućnošću izolata patogena za produkciju toksina, stepenom i tipom otpornosti biljke domaćina i uslovima žvotne sredine (Jones & Mirocha, 1999).

2.10. Integralni pristup borbe protiv fuzarioze klasa pšenice

Kontrola fuzarioze klasa je veoma kompleksna usled nekompletne otpornosti gajenih sorti, variranju u efikasnosti fungicida i promene klimatskih uslova koje dovode do promena u populacionoj strukturi patogena. Integralni pristup u suzbijanju prouzrokovača fuzarioze klasa ima za cilj obezbeđenje stabilne i visokoprofitabilne proizvodnje pšenice adekvatnog kvaliteta zrna. Sistem integralne zaštite ima za cilj dugoročnu borbu protiv patogena kroz primenu kombinacije agrotehnički mera (Heeb, 2019). Gajenje otpornih sorti je osnova integralnog koncepta zaštite u cilju smanjenja primene fungicida. Međutim, oplemenjivanje na fuzariozu klasa je veoma složeno, s obzirom da je otpornosti pšenice na fuzariozu klasa kvantitativne prirode (Buerstmayr et al., 2009; Mesterházy, 2002). Upotreba fungicida u zaštiti pšenice od prouzrokovača fuzarioze klasa je najšire korišćena mera, ali je u velikoj meri zavisna od uticaja faktora životne sredine i sortimenta pšenice (Hollingsworth et al., 2008). Različite aktivne materije su testirane u mnogim istraživanjima, ali rezultati i efikasnost fungicida nisu u potpunosti konzistentni. U prilog tome govore ogledi Mesterházy et al. (2003) u kojima su aktivne materije tebukonzol, propikonazol, karbendazim i benomil imali dobru efikasnost u suzbijanju fuzarioze klasa, dok tebukonazol i propikonazol u ogledima Milus & Parsons (1994) nisu imali uticaj na intenzitet zaraze fuzariozom klasa, akumulaciju DON toksina ili povećanje prinosa. Ipak, Balaž et al. (2008) ukazuju na značajno smanjenje intenziteta zaraze i povećanje prinosa primenom fungicida epoksikonazol, tiofanatmetil, karbendazim, flusilazol, trifloksistrobin, ciprokonazol, tebukonazol, triadimenol, spiroksamin, prohloraz i propikonazol. Drugi autori su utvrdili smanjenje sadržaja DON toksina i do 80% primenom aktivne materije triadimefon, dok propikonazol i tiobendazol nisu imali efekta na akumulaciju ovog toksina (Boyacioglu et al., 1992). Aktivna materija tebukonazol se smatra jednim od najefikasnijih u kontroli fuzarioze klasa, delujući kao inhibitor biosinteze ergosterola gljive (Homdork et

Pregled literature al., 2000). Uspešnost tretmana fungicidima zavisi od vremena i tehnike aplikacije, učestalosti i doza primene. Za uspešnu primenu fungicida značajni su poznavanje biologije patogena, razvojnih stadijuma biljke domaćina, te praćenje uslova životne sredine. Informacije o riziku pojave fuzarioze klasa pruža nekoliko sistema prognoze kao što su FusaProg (Musa et al., 2007), DONCast (Schaafsma and Hooker, 2007) i Qualimetre® (Froment et al., 2011). Obrada zemljišta i uklanjanje rezidua su značajne mere u kontroli fuzarioze klasa, s obzirom da se patogen održava i prenosi u naredni ciklus putem zaraženih biljnih ostataka. Pojava i intenzitet zaraze fuzariozom klasa, kao i akumulacija DON toksina su značajno više u dvopoljnom plodoredu u kom se smenjuju pšenica i kukuruz u no - till sistemu obrade (Dill-Macky & Jones, 2000). S obzirom da peritecije patogena prezime na reziduama domaćinima iz familije Poaceae koje se ponašaju kao izvor inokuluma, važno je zaoravanje žetvenih ostataka, ali i poštovanje plodoreda u kojem su zastupljene kulture koje nisu domaćini patogenu (Pereyra & Dill-Macky, 2008). Oranje se smatralo najznačajnijom tehnikom obrade zemljišta u pogledu smanjenja rizika pojave fuzarioze klasa (Vogelgsang et al., 2019; Maiorano et al., 2008; Wegulo, 2012). Međutim, u istraživanju Župunski et al. (2021b) je pokazano da oranje i minimalna obrada zemljišta mogu favorizovati pojavu manje prisutnih vrsta roda Fusarium (F. tricinctum) usled redukcije inokuluma jačeg kompetitora (F. graminearum). Rezultati navedenog istraživanja ukazuju da uticaj oranja na redukciju fuzarioze klasa i količinu DON tokisna zavisi od godine i odgovora gajene sorte na inokulum koji ostaje nakon oranja, minimalne obrade ili manipulacije žetvenim ostacima. U potrazi za novim strategijama u borbi protiv patogena biološka kontrola predstavlja jednu od mogućnosti. Mikroorganizmi kao što su bakterije (Bacillus spp., Paenibacillus fluorescens, Pantoea agglomerans, Pseudomonas fluorescens, Kluyvera cryocrescens, Lysobactor spp.) i gljive (Sporobolomyces roseus, Cryptococcus spp., Rhodotorula spp., Trichoderma harzianum, T. virens) su pokazali određenu efikasnost u suzbijanju F. graminearum (Bacon & Hinton, 2007). Široka primena mikrobioloških agenasa je ipak ograničena, s obzirom na njihov životni vek, mogućnost aplikacije sa fungicidima i odnos efikasnosti i isplativosti primene (Yuen et al., 2007).

Cilj istraživanja

3. CILJ ISTRAŽIVANJA

Mnogi genotipovi pšenice poseduju gene otpornosti na fuzriozu klasa, ali nemaju odgovajuće agronomske osobine. Izazov je pronaći i stvoriti genotipove u kojima će biti inkorporirani geni otpornosti na fuzariozu klasa u kombinaciji s drugim poželjnim agronomskim osobinama. Kombinacijom tradicionalnog fenotipskog ocenjivanja genotipova i primenom modernih tehnologija u vidu molekularnih markera se brže i pouzdanije stvaraju nove sorte. Cilj ovih istraživanja je bio ispitivanje odnosa parametera otpornosti na fuzariozu klasa i komponenti prinosa kod komercijalnih sorti koje su registrovane za gajenje u Srbiji. Ocenjivanje reakcija otpornosti izabranog sortimenta pomaže boljem razumevanju odnosa parametara bolesti i agronomskih osobina pšenice. Pravilno tumačenje povezanosti ovih osobina omogućice precizniju ocenu i selekciju sortimenta pšenice prilikom traženja novih izvora otpornosti.

Radna hipoteza

4. RADNA HIPOTEZA

Ocena parametara fuzarioze klasa je prvi korak u karakterizaciji sorti na nivo otpornosti prema ovom oboljenju. Mnogi autori su testirali povezanost indeksa oboljenja, FDK i akumulacije mikotoksina sa agronomskim osobinama sorti, međutim nisu dobijeni istovetni zaključci. Osim toga, uticaj stepena zaraze Fusarium vrstama na masu 1.000 zrna i hektolitarsku masu nije ispitivana u meri u kojoj je ispitan uticaj na prinos. Razlika u uticaju obligatnih patogena na prinos i masu 1.000 zrna je utvrđena, međutim malo se zna o tom uticaju kod prouzrokovača fuzarioze klasa. U cilju sagledavanja uzroka koji dovode do različitih zaključaka o odnosu parametara za ocenu fuzarioze klasa i agronomskih osobina, ovo istraživanje je zasnovano na pretpostavci da su: • na razlike u odnosima parametara za ocenu fuzarioze klasa i njihovoj povezanosti sa agronomskim osobinama, uticali ne samo različiti agro-ekološki uslovi u kojima su ogledi izvodjeni, već i razlike u karakteristikama sorti koje su služile kao modeli za ispitivanje ovih odnosa. Kako bi se utvrdio doprinos samog izbora sortimenta u sagledavanju odnosa indeksa oboljenja, FDK, prinosa i komponenata prinosa, u ovo istraživanje su uključene 44 komercijalne sorte sa različitim potencijalom za prinos i reakcijama otpornosti/osetljivosti na fuzariozu klasa. Posebna pažnja je posvećena uticaju indeksa oboljenja i FDK na masu 1.000 zrna i hektolitarsku masu uz pretpostavku da je njihova povezanost izraženija nego što je to pokazano prilikom analize uticaja stepena zaraze prouzrokovačima pepelnice i rđe pšenice.

Materijal i metod rada

5. MATERIJAL I METOD RADA

5.1. Proizvodnja inokuluma i metoda inokulacije

Za proizvodnju inokuluma je upotrebljen monosporni izolat gljive F. graminearum poreklom sa Rimskih šančeva iz kolekcije Instituta za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad. Potvrda vrste patogena urađena je primenom molekularnih metoda. Identifikacija i određivanje hemotipa patogena F. graminearum izolat 1/1/2010 je rađena upotrebom specifičnih prajmera. Dalje se pristupilo umnožavanju izolata presejavanjem gljive u 40 Petri šolja na podlogu od krompir dekstroznog agara (PDA). Nakon presejavanja, izolat je čuvan u termostatu na temperaturi od 20°C u trajanju od 10 dana, kako bi podloge u potpunosti obrasle micelijom patogena. Za inokulaciju je korišćena modifikovana metoda zaražavanja zrna kukuruza opisana od strane Gilbert & Woods (2006). Prednost metode se ogleda u tome što se inokulum proizvodi van sezone u zimskim mesecima, te je spreman za upotrebu u proleće, tačnije 3 nedelje pred procenjenu fazu cvetanja pšenice. Ova metoda inokulacije je komplementarna metodi inokulacije prskanjem. Pri inokulaciji biljaka u polju primenjeno je 40 g inokuluma po 1-m2. Međutim, dobri rezultati dobijeni su i primenom inokuluma količini od 20 g m-2. Prema metodi, u Rubbermaid posude se stavlja 8 - 9 kg kukuruza i dodaje vode do nivoa 10 - 15 cm iznad površine kukuruza. Sledi vlaženje zrna kukuruza u trajanju od 16 h nakon čega se višak vode odstranjuje, a zrna kukuruza sterilišu. Kulture patogena sa PDA podloge ili prosa, prethodno inokulisane patogenom F. graminearum, služe za inokulaciju sterilnog kukuruza. Patogen se sa SNA podloge prenosi prenosi na PDA podlogu, nakon čega je potrebno oko nedelju dana da se razvije micelija gljive. Dobar rast kulture se postiže ispod florescentnog svetla na sobnoj temperaturi. Kukuruz se inokulira mešanjem sa 3 - 5 petri kutija micelije uz 150 ml sterilne vode i 0,2 g streptomicin sulfata. U ovom

Materijal i metod rada ogledu je u sterilisane staklene tegle stavljeno 250 g sterilnih zrna kukuruza i dodato 240 fragmenata (5x5 mm) podloge sa micelijom patogena i 0,2 g streptomicin sulfata. Tegle sa zaraženim zrnima kukuruza su prekrivene aluminijumskom folijom i ostavljene na sobnoj temeperaturi u trajanju od 2 - 3 nedelje radi inkubacije. Razvoju patogena pogoduju aerobni uslovi i sobna tempertura (20 - 25˚C), iako toleriše niske noćne temperature (10˚C) ukoliko su dnevne temperture iznad 20˚C. Ovaj period je dovoljan da se na zaraženim zrnima kukuruza stvori gusta micelija patogena koja može biti bele, roze ili žućkaste boje. Uzorak treba da sadrži čistu kulturu F. graminearum, međutim moguće je pronaći konidije sekundarnih patogena kao što su Rhizopus, Cladosporium i Penicillium koje je potrebno ukloniti. U cilju što bržeg sušenja zaraženog kukuruza i sprečavanja zaraze sekundarnim patogenima zrna se ravnomerno raspoređuju u posude u tankom sloju, a u zavisnosti od potrebe moguće je upotrebiti ventilaciju, povećati temperaturu i smanjiti vlažnost vazduha. Osušena zrna su razmerena u količini od po 40 g u papirne vrećice i do momenta razbacivanja u poljskom ogledu se čuvaju na sobnoj temperaturi (Slika 2).

Slika 2. Proizvodnja inokuluma: a) zaražavanje zrna kukuruza u staklenim teglama, b) sušenje zaraženih zrna u plastičnim kadicama, c) izgled zaraženih zrna kukuruza, d) razmeravanje inokuluma i pakovanje u papirne vrećice

Materijal i metod rada

5.2. Poljski ogled

Poljski ogled je postavljen na lokalitetu Rimski šančevi (GPS: 45°20′N, 19°51′E, NV=84m) tokom vegetativne 2013/2014. i 2014/2015. godine. Ispitivane su 44 komercijalne sorte pšenice koje se gaje na teritoriji Srbije, od kojih je 17 rezultat oplemenjivačkih programa Instituta za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad. Zemljište na lokalitetu Rimski šančevi je po tipu černozem sa izuzetno povoljnim pedološkim karakteristikama, koje obezbeđuje optimalne zemljišne uslove za izvođenje ogleda. Primenjena je uobičajena agrotehnika za proizvodnju pšenice. Ogled je posejan u optimalnom agrotehničkom roku. Svaka sorta je posejana na površini od 5 m-2, što čini veličinu osnovne parcelice. Ogled je dizajniran po metodu opisanom od strane Mesterházy et al. (1995). Setvene norme su preporučene od strane proizvođača. Tri nedelje pred procenjeno vreme fenofaze cvetanja pšenice (BBCH 61–69) urađena je veštačka inokulacija ravnomernim razbacivanjem 40 g m-2 inokuluma (200 g po svakoj parcelici). Posle veštačke inokulacije urađeno je navodnjavanje parcelica u trajanju od 24 časa, što je u skladu sa metodom (Slika 3). Podaci o količini padavina, srednjim dnevnim temperaturama i relativnoj vlažnosti vazduha u periodu maj-jun za obe godine su preuzeti sa meteorološke stanice na Rimskim šančevima RHMZ, 2021.

5.1. Ocena efekta fuzarioze klasa i parametara prinosa

Ocena simptoma je vršena u fenofazi rane voštane zrelosti (BBCH 83) vizuelnim pregledom 4x25 nasumično izabranih klasova svakog ispitivanog genotipa. Klasovi su razvrstani prema procentu zaraženih klasića u okviru klasa u kategorije (Mesterházy et al., 1995) (Tabela 1.)

Materijal i metod rada

Slika 3. Navodnjavanje ogledne parcele posle veštačke inokulacije zaraženim zrnima kukuruza

Tabela 1. Kategorije klasova na osnovu procenta zaraženih klasića Kategorija % zaraženih klasova

0 0

1 1-25

2 26 – 50 3 51 – 75

4 76 – 100

Materijal i metod rada

Slika 4. Vizuelno ocenjivanje zaraženosti klasova: a) izgled zaraženih klasova u snopu, b) izgled pojedfinačnih zaraženih klasova, c) ocena klasova prema stepenu zaraze F. graminearum

Nakon kategorizacije klasova, Gde je: izračunati su indeksi oboljenja primenom MC Kinney-jeve formule DI = indeks oboljenja izražen u procentima (Mc Kinney, 1923): n = broj biljaka u kategoriji k = broj pojedinih kategorija ∑(nxk) DI= x100 N = ukupan broj biljaka NxK K = ukupan broj kategorija

Materijal i metod rada

U fazi pune zrelosti sa svake parcelice je pregledano i okrunjeno 100 klasova. Metodom slučajnog uzorkovanja, za ocenu FDK uzeto je 100 zrna od svake sorte. Štura, lagana i micelijom obrasla zrna su smatrana kao zaražena fuzarijumom (Slika 5).

Slika 5. Određivanje FDK

FDK (tip III otpornosti) je izračunat primenom formule:

퐵푟표푗 푏표푙푒푠푛푖ℎ 푧푟푛푎 FDK%= x100 푈푘푢푝푎푛 푏푟표푗 푧푟푛푎

Reakcije sorti prema indeksu oboljenja su svrstane u kategorije prikazane u Tabeli 2.

Tabela 2. Reakcija sorti prema indeksu oboljenja Indeks oboljenja % Reakcija genotipova

0 – 5 Veoma otporni

6 – 10 Otporni

11 – 25 Srednje otporni

26 - 40 Srednje osetljivi

41 – 65 Osetljivi

Materijal i metod rada

Ostatak svake parcelice je požnjeven kombajnom, a zrna svakog genotipa su posebno zapakovana u platnene vreće i numerisana, nakon čega su u laboratoriji određeni prinos, masa 1000 zrna (tip V otpronosti) i hektolitar.

5.2. Statistička obrada podataka

Za statističku obradu podataka i grafički prikaz rezultata korišćen je programski paket MiniTab 17 (probna verzija). Varijacije indeksa oboljnja, FDK i njihova povezanost sa prinosom i komponentama prinosa je analizirana upotrebom generalnog linearnog modela, uključivanjem/isključivanjem uticajnih veličina (“stepwise” metoda). Vegetacione sezone, sorta i klimatski faktori (srednja mesečna tempertura vazduha, ukupna mesečna količina padavina i relativna vlažnost) su korišćene kao nezavisne promenljive pri ispitivanju uticajnih faktora na indeks oboljenja i FDK (zavisne promenljive). Prilikom analize prinosa i komponenti prinosa (zavisne promenljive) u analizu su uključeni parametri bolesti, vegetacione sezone i sorta kao nezavisne promenjljive. Za utvrđivanje značajnosti razlike između srednjih vrednosti analiziranih pokazatelja, korišćen je Fisher-ov test sa pragom značajnosti 0,05. Utvrđivanje korelacije između prinosa i komponenti prinosa i parametara bolesti je izvedeno Spearman - ovim koeficijentom uz nivo značajnosti signifikantnosti od 0,05.

5.2.1. Analiza varijanse

Analiza varijanse, skraćeno ANOVA (engl. ANalysis Of VAriance) je metoda kojom se upoređuju aritmetičke sredine više uzoraka, pri čemu se na osnovu F-testa utvrđuje da li postoje značajne razlike između sredina više populacija. Analizom reziduala, utvrdjena je adekvatnost primenjenog modela. Analiza reziduala pokazuje koliko izabrana metoda odogovara podacima koji se ispituju. Reziduali teže normalnoj distribuciji ukoliko je izabran model za analizu podataka odgovarajuć. Provera se vrši poređenjem reziduala sa fitovanim vrednostima, kao i sa svakom od nezavisnih promenljivih u modelu. Primena višestruke regresije je korišćena za analizu odnosa zavisnih promenljivih (prinos, komponente prinosa i paramateri bolesti) sa odgovarajućim nezavisnim

Materijal i metod rada promenljivima. Koeficijenta determinacije (R2) predstavlja procenat varijabilnosti zavisne promenljive koji je objašnjen varijabilnošću nezavisnih promenljivih. Ovaj koeficijent daje informaciju o rasipanju izlaznih podataka koje potiče od funkcijske zavsnosti, u odnosu na rezidualno ili neobjašnjeno rasipanje. Dalje, koeficijent determinacije pokazuje koliko je jaka funkcijska veza među zavisnim i nezavsnim promenljivim. Vrednost koeficijenta determinacije se kreće 0 – 1, pri čemu se smatra da je model reprezentativniji ako je ovaj pokazatelj bliži 1. Za utvrđivanje statistički značajnih razlika između pojedinih sorti i svojstava korišćen je Fisherov LSD test (eng. Least significant difference) ili test najmanje značajne razlike. Test ima najjednostavniji pristup za uspoređivanje aritmetičkih sredina posmatranih uzoraka, koji se zasniva na tome da se računa najmanja značajna razlika između dve aritmetičke sredine. Test pokazuje kao signifikantnu svaku razliku veću od LSD. Sorte koje su slične u pogledu određenih svojstava se označavaju istim slovima, dok su sorte koje se statistički značajno razlikuju označene različtim slovima.

5.2.2. Analiza korelacija

Spearman-ov koeficijent korelacije je korišćen za analizu odnosa indeksa oboljenja, FDK, prinosa i komponenti prinosa, kako bi se ispitala njihova povezanost. Spearman-ov koeficijent korelacije se koristi u slučajevima kada nije moguće primeniti Pearson-ov koeficijent korelacije, odnosno u slučajevima kada postoji odstupanje podataka od normalne raspodele. Međutim, ovaj koeficijent korelacije ne ukazuje na uzročno- posledičnu vezu između dve varijable, već ukazuje na pravilnost odnosa vrednosti podataka u njima. Predznak ispred koeficijenta korelacije određuje da li su veličine pozitivno ili negativno korelisane. Za granične vrednosti su uzeti sledeći rangovi: 0 - nema korelacije; 0-0,25 niska; 0,25-0,75 srednja i iznad 0,75 visoka korelacija. Svaki koeficijent korelacije je praćen P vrednošću koja ukazuje na signifikantnosti određenog koeficijenta korelacije. Spearman-ov koeficijent korelacije kao rezultat daje približnu vrednost koeficijenta korelacije koji se tretira kao njegova dovoljno dobra aproksimacija.

Materijal i metod rada

5.2.3. PLS Regresija

Detaljni uticaja klimatskih faktora na vrednosti indeksa oboljenja prikazan je putem regresije parcijalnih najmanjih kvadrata (PLS). PLS je metoda zasnovana na višestrukoj regresiji i analizi glavnih komponenti. Regresija parcijalnih najmanjih kvadrata pronalazi skup glavnih komponenti (latentni vektori) koji su relevantni i za matricu. Metoda se može koristiti na multikolinearnim podacima, velikom skupu nezavisnih promenljivih i istovremeno se može modelovati nekoliko zavisnih promenljivih.

Rezultati

6. REZULTATI

U ogledu koji je sproveden u dve vegetacione sezone 2013/2014. i 2014/2015. godine na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad analizirani su faktori koji utiču na prinos, komponente prinosa i nastanak fuzarioze klasa pšenice. Posmatran je uticaj abiotičkih faktora u koje spadaju prosečne mesečne temperature, relativna vlažnost vazduha i suma padavina u maju i junu. Takođe, analizama su obuhvaćeni i biotički faktori u koje spadaju sortiment i pojava bolesti fuzarioza klasa. Posebno je naglašena potreba analize interakcija navedenih faktora, s obzirom da je nastanak fuzaroza klasa proizvod interakcije prouzrokovača bolesti, biljke domaćina i faktora životne sredine. Tokom istraživanja ispitivan je: • Kombinovani uticaj abiotičkih i biotičkih faktora na pojavu fuzarioze klasa • Odnosi pokazatelja pojave fuzarioze klasa • Kombinovani uticaj abiotičkih i biotički faktora na prinos i komponente prinosa • Mogućnost određivanja tipova otpornosti na fuzariozu klasa kod 44 sorte pšenice

6.1. Klimatske karakteristike vegetacionih sezona, osobine sortimenta i parametri ocene fuzarioze klasa

U dosadašnjiim istraživanjima pokazan je uticaj faktora životne sredine na pojavu i razvoj fuzarioze klasa, pri čemu su klimatski elementi više puta okarakterisani kao osnovni izvor varijabilnosti u istraživanjima fuzarioze klasa (Miedaner, 2006). Poznato je da su faktori koji deluju neposredno pre, tokom i ne dugo nakon cvetanja pšenice značajni u pogledu zaraze fuzariozom klasa i ostvarenju prinosa (Herrera-Foessel et al., 2006). Međutim, klimatski elementi nakon cvetanja utiču na pojavu sekundarnih infekcija 40

Rezultati

(Mesterhazy et al., 2006). Imajući navedeno u vidu posebna pažnja je posvećena analizi klimatskih elemenata (prosečne mesečne temperature, relativna vlažnost i ukupna precipitacija) tokom maja i juna, s obzirom da u tom periodu u agroekološkim uslovima Srbije pšenica prolazi fenofaze cvetanja, formiranja zrna i sazrevanja (BBCH 61-89) (RHMZ, 2021). Za praćenje pojave i intenziteta bolesti, kao i za praćenje tipova otpornosti korišćeni su vizuelni parametri ocene bolesti - indeks oboljenja i procentualno prisustvo fuzarioznih zrna (FDK).

6.1.1. Klimatske karakteristike vegetacionih sezona 2013/2014. i 2014/2015. u vreme cvetanja pšenice

Fuzarioza klasa pšenice je praćena tokom dve vegetacione sezone koje su se bitno razlikovale u pogledu klimatski faktora neophodnih za pojavu ove bolesti na pšenici. Pregled ključnih klimatskih elemenata koji utiču na infekciju pšenice fuzariozom klasa tokom maja i juna prikazan je u Grafikonu 1. Prosečna suma padavina tokom maja meseca 2014. i 2015. godine je bila slična (202,1 mm i 191,7 mm) i nije izdvojena kao faktor koji je značajno uticao na pojavu fuzarioze klasa. S obzirom da je infekcija fuzariozom klasa vezana za fenofazu cvetanja pšenice, posmatrani su klimatski uslovi po dekadama. U zadnjoj dekadi maja 2015. godine, količina padavina je bila veća za 169,2 mm u odnosu na isti period 2014. godine, dok je u prvoj dekadi i sredinom maja količina padavina tokom 2014. godine bila veća u odnosu na 2015. godinu za 40 mm i 139,6 mm, respektivno. Ove razlike u rasporedu i količini padavina su između ostalog doprinele intenzivnijem razvoju fuzarioze klasa tokom 2014. godine. Osim ukupne količine i rasporeda padavina, u ogledu su praćene relativna vlažnost i temperature, kao faktori značajni za ostvarenje infekcije. Tokom 2014. godine u fenofazi cvetanja pšenice je zabeleženo 147,6 mm padavina, uz visoku relativnu vlažnost vazduha koja je u pojedinim danima tokom perioda infekcije dostizala 96%, uz prosečne mesečne temperature od 16,3ºC. U fenofazi cvetanja pšenice tokom 2015. godine je zabeleženo 8 mm padavina uz 64% relativne vlažnosti i prosečnu temeperaturu u maju od 18ºC.

Rezultati

Graf. 1. Prikaz klimatskih faktora u 2014. i 2015. godini na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Različite reakcije sorti tokom ove dve godine delimično su zavisile od klimatskih faktora tokom fenofaze cvetanja. Prosečna temperatura tokom maja 2014. godine (16.3°C) je pogodovala ostvarenju infekcije, dok su prosečne temperature tokom maja 2015. godine (18°C) prelazile gornji limit za infekciju prema Backhouse (2014). Visoka temperatura i nedostatak padavina početkom i sredinom maja 2015. godine su uticali na smanjenu pojavu infekcije fuzariozom klasa. Ukupne padavine krajem maja 2015. godine prevazilaze količinu padavina u istom periodu 2014. godine za 169,2 mm, ali više temperature tokom maja 2015. godine nisu pogodovale ostvarenju fuzarioze klasa. Suprotno, prosečne temperature u maju 2014. godine zajedno sa ukupnim padavinama početkom i sredinom maja su favorizovale pojavu fuzarioze klasa.

Rezultati

Na Grafikonu 2. se uočavaju različite reakcije ispitivanih parametara u odnosu na specifičnosti godine. Generalno se primećuje da su vrednosti pre svega prinosa, indeksa oboljenja i FDK značajno zavisile od uticaja godine.

2014 2015 Prinos (kg/ha) Hektolitarska masa (kg/hl) Masa 1000 zrna (g) 35 7000 69 34

6000 33 68

32 5000 67 31 Indeks oboljenja (%) FDK (%) 20 2014 2015 30

25 15

20 10 15 5 10 2014 2015 Godina

Graf. 2. Uticaj godine na visinu prinosa, mase 1000 zrna, hektolitarske mase, indeksa oboljenja i FDK u dve vegetacione sezone na lokalitetu Rimski šančevi

6.1.2. Uticaj godine na visinu prinosa i komponenti prinosa

Pored analize pojedinačnih klimatskih elemenata u vreme cvetanja pšenice, sumiran je i uticaj godine na visinu prinosa i pojavu bolesti. Generalano gledajući 2015. godina je bila pogodnija za proizvodnju pšenice u odnosu na 2014. godinu, u smislu ostvarenja većih prinosa i manjeg intenziteta zaraze. Veći deo zimskog perioda proizvodne 2013/2014. godine karakterisalo je toplo i uglavnom suvo vreme sa temperaturama znatno iznad višegodišnjeg proseka. Zimski period je bio sušan, ali su usevi bili u dobroj kondiciji usled zaliha vlage iz jesenjeg perioda. Više padavina i toplije vreme od proseka u prvoj polovini marta doprineli su ranijem početku aktivne vegetacije. Padavine u matu su popravile stanje vlažnosti površinskog sloja zemljišta, kao i rezervu vlage u dubljim slojevima. Ipak, ranije nego što

Rezultati je uobičajeno pšenica je ušla u fazu vlatanja, usled veće sume temperatura koju su biljke nakupile tokom tople jeseni i zime. Toplotni uslovi su pogodovali strnim žitima u završnim fazama razvoja. Generalno, usled promenljivih i za strna žita nepovoljnih vremenskih uslova tokom prolećnog dela vegetacije i početkom leta, prinosi pšenice su ove godine od 20 do 30% bili niži od prosečnih (http://www.hidmet.gov.rs/). Početak proizvodne 2014/2015. godine na teritoriji Srbije karakterisalo je toplo i uglavnom suvo vreme pogodno za setvu strnih žita. Vlažnost i temperatura setvenog sloja su bili optimalni. Zimski period su karakterisale niske temperature vazduha, pojava jakih prizemnih mrazeva i snežnog pokrivača. Nakon ovog perioda sledi period slabijeg priliva padavina, naročito na području Vojvodine gde je preovladavala umerena suša. Mesec maj i fenofazu cvetanja pšenice je okarakterisao duži period toplog vremena sa malom količinom padavina, koji nije pogodovao intenzivnom razvoju fuzarioze klasa. Sušni period je prekinuti hladnim i kišovitim vremenom u poslednjoj dekadi maja. S obzirom da su do 20. maja padavine najčešće bile slabe i retke, a uzimajući u obzir da je i druga polovina aprila bila dosta sušna, može se reći da je stanje strnih žita bilo veoma nepovoljno. Ipak, česte padavine i povećana vlažnost vazduha u drugoj polovini maja, koje su se nastavile i tokom juna su pogodovale razvoju pšenice te je ovo godine ostvaren prinosa u okvirima višegodišnjeg proseka (http://www.hidmet.gov.rs/).

6.2. Karakteristike izabranog sortimenta

U poljskim uslovima su testirane 44 sorte pšenice koje se gaje u Srbiji, međusobno različite prema poreklu, genetičkoj strukturi, otpornosti na fuzariozu klasa, agronomskim osobinama, ranostasnosti i morfološkim osobinama. Velik broj ispitivanih sorti u poljskim uslovima predstavlja značajan izvor varijabilnosti i dobru osnovu za izvođenje relevantnih zaključaka (Mesterházy, 1991). Analiza velikog broja podataka umanjuje efekat ekstremnih vrednosti, koje mogu dovesti do greški u zaključivanju. Pored toga, analiza većeg broja sorti različite genetičke strukture doprinosi objektivnijem sagledavanju varijabilnosti analiziranih osobina u uslovima eksperimenta, kao i boljem sagledavanju veze između indeksa oboljenja, FDK, prinosa i komponenti prinosa.

Rezultati

6.3. Kombinovani uticaj abiotičkih i bioitčkih faktora na parametre ocene fuzarioze klasa

6.3.1. Indeks oboljenja

Vrednosti indeksa oboljenja su značajno varirale među godinama i sortama. U 2014. godini vrednosti indeksa oboljenja su se kretale u opsegu 10% - 57,2% sa prosekom od 29,92%. U 2015. godini vrednosti ovog parametra su se kretale 4% - 28% sa prosečnom vrednošću 11,05%. Značajan uticaj godine i izbora sortimenta na vrednost indeksa oboljenja potvrđen je analizom varijanse. Visok koeficijent determinacije (R2=76,94%) ukazuje da varijacija vrednosti indeksa oboljenja u velikoj meri može biti pripisana varijaciji između godina i izabranog sortimenta.

Tabela 3. Analiza varijanse indeksa oboljenja za 44 sorte pšenice tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad Izvor varijabilnosti Stepeni slobode Sredina kvadrata F – vrednost P – vrednost Godina 1 23496.5 498.90*** <0,001 Sorta 43 254.0 5.39*** <0,001 Greška 219 47.1

Adekvatnost primenjenog modela proverena je analizom normalnosti reziduala pri čemu je potvrđena ispunjenost pretpostavki višestrukog lineranog regresionog modela (Graf 3). PLS regresionom analizom su izračunati standardizovani koeficijenti uticaja pojedinačnih klimatskih faktora na vrednosti indeksa oboljenja 44 sorte u dve vegetacione sezone. Posmatrajući obe godine, uočava se dominantan uticaj prosečne temperature i relativne vlažnosti u mesecu maju, dok su u junu prosečne temperature i prosečne sume padavina imale veći uticaj na indeks oboljenja (Graf 4). Prosečna suma padavina u maju nije izdvojena kao faktor koji je značajno uticao na vrednosti indeksa oboljenja u dve vegetacione sezone. Raspored padavina po dekadama u maju je značajnije uticao na pojavu

Rezultati fuzarioze klasa u odnosu na ukupnu sumu padavina, s obzirom da je za ostvarenje infekcije neophodno preklapanje cvetanja pšenice i padavina.

Graf. 3. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine i sorte na indeks oboljenja 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Klimatski elementi u junu su značajno uticali na vrednost indeksa oboljenja, što ukazuje na značaj sekundarnih infekcija. Ukoliko je inokulum patogena dostupan na parceli uz odgovarajuće količine padavina, visoku relativnu vlažnost i temperature, mogu dovesti do višestrukih sekundarnih infekcija sve do perioda mlečne zrelosti (Mesterhazy et al., 2006). Vrednosti indeksa oboljenja po sortama kao i opsezi u okviru kojih se mogu očekivati realne vrednosti indeksa oboljenja sa sigurnošću od 95% prikazani su Grafikonom 5. Kod svega 8 sorti (Basmati, Komarom, Ilina, Apache, Melodija, Evropa 90, Pobeda i Simonida) indeksi oboljenja u okviru očekivanih intervala poverenja nisu prešli razliku od 10% u dve vegetacione sezone. To ukazuje da se reakcije sorti na različite uslove sredine i različit pritisak patogena u 2014. i 2015. godini nisu odrazile na velika variranja indeksa oboljenja. Treba istaći da prosečan indeks oboljenja kod ovih sorti nije prešao 15 % osim kod Basmati i Pobede kod kojih se kretao u rasponu od 21% (Basmati) do 27,6% (Pobeda).

Rezultati

1,00

0,75

i c

i 0,50

i 0,25

o z

i 0,00

a d

n -0,25

t S

-0,50

1 2 3 4 5 6 Klimatski faktori

Graf. 4. PLS regresiona analiza-uticaj klimatskih faktora na vrednosi indeksa oboljenja

) 50

(

j 40

j l

o 30

k 20

d n I 10

i i i l

r t r

s s

a n n a a a a l a a a a a a e e 2 a S 0 a a a a y a a a u a a a

o t o o

i i k j j i

m r t a o t i r i t

a s o

k k n e n n n h o u i 9 i k k n n

b n a o r - d d i r i

u i i i a o 0 j

i m u e r k i l t h

t o c n

d e n l u e n d e a

u e t d i e d v

t m c m o

r i i I 4 a o

q t r n u 2 n a o e e

d m a D g r a a

k e n S

S m r F s l c l a d

l i u i a 1 o b o e

a s N i S

e s a P r p s u

n K l o d

p v S r s z

l M E a l s a T

a n F S k A 0 o

e o a

a e

o r A e o a

A Q P E e

m F P a A A r A

E 2 N p B S

r B A r P m

a G n

B D S

A i R v

n G

o t a

M v T G

g G e A

l K T

a G G L G S S W Z

G A

K L E R

t W

A e L L R G

l K L G A R

A N

S W

a S S A

e D G

S S A

t R

L W

l R

N N

D R

N N

e R

D G L Sorta

Graf. 5. Intervali poverenja za indeks oboljenja za 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Rezultati

6.3.2. Fuzariozna zrna (Fusarium damaged kernels=FDK)

Vrednost FDK je značajno varirala kako u dve vegetacione sezone tako i među sortama. U 2014. godini FDK vrednosti su se kretale 6% - 43,67% sa prosečnom vrednošću od 17,74%, dok su vrednosti FDK u 2015. godini bile znatno niže i kretale se 0,6% -15,6% uz prosečnu vrednost od 3,74%. Širok opseg u kome su se kretali koeficijenti varijacije za FDK u obe godine (43,14-135,74) ukazuje da su neke sorte imale stabilnije vrednosti FDK u dve vegetacione sezone i pored značajne razlike u pritisku patogena. Analizom varijanse (Tabela 4) utvrđena je značajnost uticaja godine, sorte i interakcije godine i sorte na FDK. Koeficijent determinacije modela iznosio je 75,88% ukazujući na dominantan uticaj navedenih faktora na variranje vrednosti FDK u dve vegetacione sezone.

Tabela 4. Analiza varijanse za FDK tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad Izvor varijabilnosti Stepeni slobode Sredina kvadrata F – vrednost P – vrednost Godina 1 302.807 336.25 <0,001 Sorte 43 1.791 1.99 0.001 Godna x Sorta 43 2.761 3.07 <0,001 Greška 176 0.901

Analizom normalnosti reziduala potvrđena je ispunjenost pretpostavki višestrukog lineranog regresionog modela (Graf 6). Ispitujući uticaj klimatskih faktora u maju i junu na FDK tokom dve vegetacione sezone utvrđen je značajan uticaj temperature u maju i svih klimatskih elemenata u junu (P < 0.001) (Graf. 7). Za razliku od indeksa oboljenja, pored navedenih faktora vrednost FDK je bila uslovljena i prosečnom sumom padavina u maju (p < 0.001). Razlike u značajnosti uticaja klimatskih faktora u maju i junu u dve vegetacione sezone na vrednosti parametara ocene fuzarioze klasa ukazaju da su oni bili uslovljeni različitim mehanizmima odgovora biljke domaćina na promene u spoljašnjoj sredini.

Rezultati

Graf. 6. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine i sorte na vrednosti FDK kod 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

1,25

1,00

e j

i 0,75

e o

k 0,50

a v

o 0,25

d r

a 0,00

a t S -0,25

-0,50 1 2 3 4 5 6 Klimatski faktori

Graf. 7. PLS regresiona analiza-uticaj klimatskih faktora na vrednosti FDK

Rezultati

Imajući u vidu navode literature koji ukazuju na veću povezanost vrednosti FDK i količine DON toksina u odnosu na druge pokazatelje fuzarioze klasa, smatra se da vremenski uslovi koji pogoduju nakupljanju DON toksina u određenoj meri mogu uticati na kretanje vrednosti FDK (Mesterházy, 2002). Slično navodima Mesterházy (2002), prema kojima su padavine nakon perioda cvetanja (zadnja dekada maja i početak jula) značajno uticale na vrednost FDK i akumulaciju DON, u ovom istraživanju je potvrđen uticaj klimatskih faktora tokom juna na kretanje FDK. U cilju sagledavanja opsega očekivanih vrednosti FDK za svaku sortu sa sigurnošću od 95 % izračunati su intervali poverenja (Graf. 8).

)

% (

D F 10

i i i l

r t r

s s

a n n a a a a l a a a a a a e e 2 a S 0 a a a a y a a a u a a a

o t o o

i i k j j i

m r t a o t i r i t

a s o

k k n e n n n h o u i 9 i k k n n

b n a o r - d d i r i

u i i i a o 0 j

i m u e r k i l t h

t o c n

d e n l u e n d e a

u e t d i e d v

t m c m o

r i i I 4 a o

q t r n u 2 n a o e e

d m a D g r a a

k e n S

S m r F s l c l a d

l i u i a 1 o b o e

a s N i S

e s a P r p s u

n K l o d

p v S r s z

l M E a l s a T

a n F S k A 0 o

e o a

a e

o r A e o a

A Q P E e

m F P a A A r A

E 2 N p B S

r B A r P m

a G n

B D S

A i R v

n G

o t a

M v T G

g G e A

l K T

a G G L G S S W Z

G A

K L E R

t W

A e L L R G

l K L G A R

A N

S W

a S S A

e D G

S S A

t R

L W

l R

N N

D R

N N

e R

D G L Sorta

Graf. 8. Intervali poverenja za FDK kod 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Kod sorti Dika, Kruna, Planeta, Apache, Melodija, NS40S i Radojka, razlika FDK vrednosti u okviru intervala poverenja u dve vegetacione sezone nije prešla 10%. To ukazuje da se reakcija pomenutih sorti na različite uslove sredine i različit pritisak patogena u 2014. i 2015. godini nije odrazila na variranje vrednosti FDK. Treba istaći da malo kolebanje indeksa oboljenja nije bilo nužno povezano sa malim kolebanjem FDK, što potvrđuje pretpostavku da se faktori koji utiču na ova dva parametra ocene fuzarioze klasa razlikuju i da su sortno specifični.

Rezultati

6.3.3. Odnos indeksa oboljenja i FDK

Spearman-ov koeficijent korelacije pokazuje statistički značajnu srednje pozitivnu korelaciju vrednosti indeksa oboljenja i vrednosti FDK (r=0,640, P<0.001), što je u saglasnosti sa navodima literature gde se za ovaj tip korelacije očekuje najmanje r=0.5-0.6 (Mesterházy et al., 2015). Primenom modela linearne regresije između parametara ocene fuzarioze klasa kod 44 sorte pšenice uočeno je variranje koeficijenta determinacije.

Graf. 9. Linearna regresija indeksa oboljenja i transformisanih vrednosti FDK kod 44 sorte u dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Koeficijenti determinacije su se kretali 5.2% - 96,8 % u dve vegetacione sezone ukazujući da se varijabilnost indeksa oboljenja može samo delimično objasniti varijabilnošću FDK i da je taj odnos sortno specifičan. Smatra se da su sorte sa visokom vrednošću indeksa oboljenja i niskim vrednostima FDK potencijani nosioci gena otpornosti prema zarazi zrna. S druge strane, sorte koje karakterišu niske vrednosti indeksa oboljenja i visoke vrednosti FDK se smatraju osetljivim na zarazu zrna.

Rezultati

6.4. Kombinovani uticaj abiotičkih i biotički faktora na prinos i komponente prinosa

Faktori koji utiču na visinu prinosa, mase 1.000 zrna i hektolitarske mase su istraživani u velikoj meri. S obzirom da je kretanje navedenih osobina pod uticajem kompleksa različitih faktora u ovom radu je analiziran uticaj interakcija abiotičkih i biotičkih faktora na ove osobine, kao i povezanost prinosa i komponenti prinosa sa parametrima bolesti.

6.4.1. Prinos

Ostvareni prinosi su značajno varirali među godinama i sortama. U 2014. godini se prinos kretao 1.140.-7.860 kg/ha sa prosekom 4.880,45 kg/ha, dok su se u 2015. godini prinosi kretali 4.140-9.080 kg/ha sa prosekom 7.062,27 kg/ha. Analizom varijanse je potvrđena značajnost uticaja godine, izbora sortimenta, indeksa oboljenja i FDK na varijabilnost ostvarenih prinosa (Tabela 5).

Tabela 5. Analiza varijanse prinosa za 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) na loklaitetu Rimski šančevi, Novi Sad Izvor varijabilnosti Stepeni slobode Sredina kvadrata F – vrednost P – vrednost Regresija 46 577982570 16,95 <0,001 Indeks oboljenja 1 5131990 6,92 0.009 FDK 1 1702877 2,30 0,131 Godina 1 43643641 58,86 <0,001 Sorta 43 232374993 7,29 <0,001 Greška 217 160890539

Koeficijent determinacije je ukazao da je variranje vrednosti zavisne promenljive povezan 78,22 % sa variranjem vrednosti nezavisnih promenljivih. Analiza normalnosti reziduala (Graf. 10) ukazala je na ispunjenost pretpostavki višestrukog linearanog regresionog modela.

Rezultati

Graf. 10. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na prinos 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Iako FDK nije uticao na prinos u meri u kojoj su uticali godina, sorta i indeks oboljenja, njegov se uticaj ne može zanemariti. P vrednost za uticaj FDK (0,131) bila je manja od vrednost α=0,15 koja je postavljena kao nivo značajnosti za uključivanje ili isključivanje nezavisnih promenljivih iz regresionog modela. Ostvareni prinosi 44 sorte i prinosi koji se mogu očekivati sa sigurnošću od 95% (iskazani intervalima poverenja) prikazani su na Grafikonu 11. Kod svega 5 sorti (Basmati, Komarom, Farineli, NS40S i Solehio) koeficijent varijacije prinosa nije prešao 5% i razlika između očekivanih vrednosti prinosa u dve vegetacione sezone nije bila veća od 620 kg/ha. Treba međutim istaći da stabilnost vrednosti prinosa u dve vegetacione sezone ne značni nužno da su postignuti prinosi bili najveći, kao i da nije bilo sorti koje su i pored veće varijabilnosti prinosa u nepovoljnoj godini ostvarile najviše prinose (Ilina).

Rezultati

Graf. 11. Intervali poverenja za prinos 44 sorte tokom dve vegetacione sezone godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

6.4.2. Masa 1.000 zrna

Masa 1.000 zrna je jedan od pokazatelja kvaliteta pšenice. Veće vrednosti mase 1.000 zrna ukazuju na bolje mlinske osobine, kao i na bolju klijavost semena pšenice. Vrednost mase 1.000 zrna se u 2014. godini kretala 18,2 g - 39,8 g, sa prosekom 31,89 g, dok su u 2015. godini zabeležene vrednosti mase 1.000 zrna 25,10 g - 41,10 g sa prosekom 33,9 g. Ispitivanjem uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na varijabilnost vrednosti mase 1.000 zrna utvrđen je značajan uticaj sorte i indeksa oboljenja, dok uticaj FDK nije bio značajan na nivou od α=0,05, ali se takođe nije mogao znameriti (Tabela 6). Analiza normalnosti reziduala (Graf. 12) ukazala je na ispunjenost pretpostavki višestrukog lineranog regresionog modela.

Rezultati

Tabela 6. Analiza varijanse mase 1000 zrna za 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014 i 2014/2015) na lokaciji Rimski Šančevi, Novi Sad Izvor varijabilnosti Stepeni slobode Sredina kvadrata F – vrednost P – vrednost Regresija 45 4586,72 15,06 <0,001 Indeks oboljenja 1 109,75 16,22 <0,001 FDK 1 22,06 3,26 0,072 Sorta 43 4061,02 13,95 <0,001 Greška 218 1475,37

Graf. 12. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na prinos 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Uticaj godine na varijabilnost vrednosti mase 1.000 zrna nije bio značajan. Koeficijent determinacije ukazao je da su nezavisne promeneljive objasnile 75,66 % varijabilnosti mase 1.000 zrna. Značajan uticaj godine na prinos, ali ne i na masu 1.000 zrna ukazuje na različite faktore koji su uticali na ove parametre tokom dve godine. Masa 1.000 zrna je pokazala veću stabilnost u odnosu prinos, iako se smatra komponentom prinosa. Razlike u vrednostima mase 1.000 zrna i vrednostima koje se mogu očekivati sa sigurnošću od 95% prikazane su na Grafiku 13.

Rezultati

) g

( 35

r z

a 25

a M

i i i l

r t r

s s

a n n a a a a l a a a a a a e e 2 a S 0 a a a a y a a a u a a a

o t o o

i i k j j i

m r t a o t i r i t

a s o

k k n e n n n h o u i 9 i k k n n

b n a o r - d d i r i

u i i i a o 0 j

i m u e r k i l t h

t o c n

d e n l u e n d e a

u e t d i e d v

t m c m o

r i i I 4 a o

q t r n u 2 n a o e e

d m a D g r a a

k e n S

S m r F s l c l a d

l i u i a 1 o b o e

a s N i S

e s a P r p s u

n K l o d

p v S r s z

l M E a l s a T

a n F S k A 0 o

e o a

a e

o r A e o a

A Q P E e

m F P a A A r A

E 2 N p B S

r B A r P m

a G n

B D S

A i R v

n G

o t a

M v T G

g G e A

l K T

a G G L G S S W Z

G A

K L E R

t W

A e L L R G

l K L G A R

A N

S W

a S S A

e D G

S S A

t R

L W

l R

N N

D R

N N

e R

D G L Sorta

Graf. 13. Intervali poverenja za masu 1.000 zrna 44 sorte tokom dve godine (2013/2014 i 2014/2015) na lokalitetu Rimski Šančevi, Novi Sad

Posmatrajući odnos prinosa i mase 1.000 zrna uočena je srednja pozitivna korelacija (r=0.349, p<0.001), međutim nizak koeficijent determinacije (R2 = 24%) ukazao je na ograničenu mogućnost predviđanja vrednosti mase 1.000 zrna na osnovu vrednosti prinosa. Takođe, poređenjem intervala poverenja izračunatih za prinos i masu 1.000 zrna, primećena je veća stabilnost vrednosti mase 1.000 zrna pojedinih sorti u godinama ispitivanja, iako su variranja posmatranih sorti u pogledu prinosa bila veća.

6.4.3. Hektolitarska masa

Hektolitarska masa je jedan od parametara kvaliteta pšenice, koji se bazira na tome da zdrava i suva zrna imaju veću zapreminsku masu u odnosu na štura, oštećena i vlažna zrna. Tokom 2014. godine hektolitarska masa se kretala 48,3 kg -hl - 75,65 kg -hl, sa prosekom 68,23 kg -hl, dok se u 2015. godini hektolitarska masa kretala 51,10 kg -hl - 81,40 kg -hl, sa prosečnom vrednošću 68,09 kg -hl. Analiziranjem kompleksa abiotičkih i biotičkih faktora potvrđena je signifikantnost uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na vrednost hektolitarske mase. Koeficijent determinacije modela iznosio je 68,1 %.

Rezultati

Tabela 7. Analiza varijanse za hektolitarsku masu 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad Izvor varijabilnosti Stepeni slobode Sredina kvadrata F – vrednost P – vrednost Regresija 46 7581,1 10,03 <0,001 Indeks oboljenja 1 110,8 6,74 0,010 FDK 1 69,2 4,21 0,041 Godina 1 189,0 11,50 0,001 Sorta 43 6995,2 9,90 <0,001 Greška 217 3565,9

Graf. 14. Analiza normalnosti reziduala u modelu uticaja godine, sorte, indeksa oboljenja i FDK na hektolitarsku masu 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

Intervali poverenja za hektolitarsku masu prikazani na Grafikonu 15. pokazuju manje variranje hektolitarske mase među sortama u odnosu na prinos i masu 1.000 zrna. U odnosu na druge komponente prinosa hektolitarska masa se ponaša stabilnije kada se posmatra delovanje različitih uslova sredine i pritiska patogena. To pokazuju i koeficijenti varijacije koji su se kretali 0,09 - 21,29.

Rezultati

l 75

/ g

k 70

a t

i 65

o t

k 60

e H 55

i i i l

r t r

s s

a n n a a a a l a a a a a a e e 2 a S 0 a a a a y a a a u a a a

o t o o

i i k j j i

m r t a o t i r i t

a s o

k k n e n n n h o u i 9 i k k n n

b n a o r - d d i r i

u i i i a o 0 j

i m u e r k i l t h

t o c n

d e n l u e n d e a

u e t d i e d v

t m c m o

r i i I 4 a o

q t r n u 2 n a o e e

d m a D g r a a

k e n S

S m r F s l c l a d

l i u i a 1 o b o e

a s N i S

e s a P r p s u

n K l o d

p v S r s z

l M E a l s a T

a n F S k A 0 o

e o a

a e

o r A e o a

A Q P E e

m F P a A A r A

E 2 N p B S

r B A r P m

a G n

B D S

A i R v

n G

o t a

M v T G

g G e A

l K T

a G G L G S S W Z

G A

K L E R

t W

A e L L R G

l K L G A R

A N

S W

a S S A

e D G

S S A

t R

L W

l R

N N

D R

N N

e R

D G L Sorta

Graf. 15. Intervali poverenja za hektolitarsku masu 44 sorte tokom dve vegetacione sezone (2013/2014. i 2014/2015.) na lokalitetu Rimski šančevi, Novi Sad

6.4.4. Odnos parametara bolesti i agronomskih osobina pšenice

Jedan od koraka u boljem razumevanju fuzarioze klasa je utvrđivanje i analiziranje međusobnih odnosa između parametara bolesti i agronomskih osobina pšenice. Pravilno tumačenje povezanosti ovih osobina omogućuje precizniju ocenu i selekciju sortimenta pšenice prilikom traženja novih izvora otpornosti. Kao što kompleks faktora utiče na ceo razvojni ciklus fuzarioze klasa i gubitke prinosa, tako samo sagledavanje svih osobina koje su pokazatelji bolesti može dati smernice za izbor otporne germplazme (Mesterházy et al., 1995).

6.4.4.1. Odnos indeksa oboljenja i agronomskih osobina pšenice

Radi boljeg razumevanja odnosa indeksa oboljenja i agronomskih osobina pšenice analiziran je kompleks navedenih faktora uz uvrštavanje specifičnosti godine i sortimenta u model (Graf. 16).

Rezultati

Graf. 16. Odnos indeksa oboljenja i prinosa, mase 1.000 zrna i hektolitarske mase za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad

Posmatrajući odnos indeksa oboljenja i prinosa tokom dve godine, primenom Spearmanovog koeficijenta korelacije utvrđena je statistički značajna srednje negativna korelacija između ovih veličina (r=-0,574; P=0,000). Da se varijablnošću indeksa oboljenja ne može u potpunosti objasniti varijabilnost ostvarenih prinosa ukazao je i koeficijent determnacije od 37% u modelu linerne regresione analize. Uzrok ovome leži u specifičnosti interakcije svake sorte i faktora spoljašnje sredine. Većina sorti odstupa od linije regresije, pri čemu je evidentno da istim vrednostima indeksa oboljenja mogu biti pripisane različite vrednosti prinosa. Prinos sorti sa indeksom oboljenja u opsegu 10% - 25% se kretao 3.670 kg -ha - 7.980 kg -ha, dok je kod sorti sa indeksom oboljenja većim od 25% prinos bio 3.830 kg -ha - 7.010 kg -ha tokom dve vegetacione sezone. Posmatrajući godinu sa jačim pritiskom patogena prinos sorti koje su imale indeks oboljenja veći od 25% je imao širi raspon i kretao se u vrednostima 1.140 - 7.860 kg ha–1, u odnosu na sorte sa indeksom oboljenja ispod 25% kod kojih se prinos kretao 3.700 - 6.860 kg ha–1. Ovakvi rezultati ukazuju da je variranje prinosa sorti zavisilo od različitih reakcija sorti na faktore spoljašnje sredine pri istom pritisku patogena. Regresionom analizom odnosa mase 1.000 zrna i indeksa oboljenja u dve vegetacione sezone utvrđen je nizak koeficijent determinacije (6.3%) ukazujući da

Rezultati variranje indeksa oboljenja ne objašnjava u potpunosti variranje mase 1.000 zrna. To potvrđuje i Spearmanov koeficijent korelacije prema kojem je utvrđena statistički značajno niska negativna korelacija između indeksa oboljenja i mase 1.000 zrna (r=-0,130; P=0,035). Nizak koeficijent determinacije (1.7%) utvrđen je i nakon regresione analize odnosa hektolitarske mase i indeksa oboljenja u dve vegetacione sezone. Nedostatak korelacije između ove dve veličine potvrđen je i Spearmanovim koeficijentom korelacije. Dobijeni rezulati ukazuju na izraženiju povezanost indeksa oboljenja sa prinosom u odnosu na ostale komponente prinosa. Treba međutim istaći da su regresione analize u ovom istraživanju uključile kao nezavisne porimenljive dve ekstremno različite godine u pogledu pojave fuzarioize klasa, čime je odnos indeksa oboljenja i komponenata prinosa okarakterisan detaljnije nego da su ispitivanja uključila samo jednu vegetacionu sezonu ili samo sezone povoljene za ostvarenje infekcije fuzariozom klasa.. U prilog tome govori različita vrednost koeficijenta determinacije regresione analize kod ispitivanja odnosa indeksa oboljenja i hektolitarske mase u zasebnim i objedinjenim godinama istraživanja. On je u godini povoljnoj za ostvarenje zaraze bio zantno veći i iznosio je 18,2% u poredjenju sa koeficijentm determinacije od 1,7% kada su obe vegetacione sezone uključene u statisitčku analizu. Za razliku od hektolitarske mase, odnos indeksa oboljenja i mase 1.000 zrna nije okarakterisan bitno različitim koeficijentima determinacije u 2014 (R2 = 6,8%) i kada su obe vegetacione sezone uvrštene u regregresionu analizu (R2 = 6,3 %).

6.4.4.2. Odnos FDK i agronomskih osobina pšenice

U modelima multiple linearne regresije uticaj FDK na prinos i masu 1000 zrna nije bio značajan na nivou od α=0.05, međutim njen uticaj takodje nije ni zanemarljiv jer su P vrenosti bile niže od 0.15 koji je zadat kao nivo značaja za uključivanje nezavisnh poromenjlivih u model kao i za njihovo isključivanje. P vrednost uticaja FDK na prinos u modelu linerane regresije iznosila je 0.131, dok je za masu 1.000 zrna iznosila 0.072. Prilikom analize odnosa FDK, prinosa i komponenti prinosa linearnom regresijom dobijeni su niski koeficijenti determinacije (prinos: R2 =26,2 %, masa 1000 zrna: R2 =7,5 %, hektolitar: R2=1,1%), što ukazuje da varijacija FDK ne objašnjava u potpunosti varijaciju ispitivanih osobina. Prilikom analize odnosa ovih veličina u pojedinačnim godinama, tačnije u 2014. godini povoljnoj za ostvarenje infekcije, koeficijenti determinacije nisu 60

Rezultati prešli 11,6%. Ovaj podatak ukazuje da je specifičnost reakcije svake sorte na faktore sredine i divergentnost izabranog sortimenta dovela do nedostatka korelacije FDK, prinosa i komponenti prinosa.

6.4.5. Praćenje tipova otpornosti (ukupna otpornost i tip III otpornosti)

Najefikasnijom strategijom u kontroli fuzarioze klasa se smatra gajenje sorti pšenice izraženije otpornosti na ovo oboljenje. Međutim, otpornost na fuzariozu klasa pšenice je kompleksna osobina određena sa nekoliko dominantnih gena i većim brojem minor gena (Buerstmayr et al., 2009). Pored poznatih izvora otpornosti poreklom iz Kine, Japana i Brazila, traga se za dodatnim izvorima otpornosti širom sveta ispitivanjem lokalnog sortimenta. Identifikacija i karakterizacija dodatnih izvora otpornosti je značajna zbog povećnja nivoa otpornosti, genetičke diverzifikacije sorti pšenice i dobijanja sortimenta zadovoljavajuće otpornosti na fuzariozu klasa i poželjnih agronomskih osobina.

6.4.5.1. Principi i modeli praćenja reakcije sortimenta na prouzrokovača fuzarioze klasa

U dosadašnjim istraživanjima je potvrđeno da sorte poseduju određenu komponentu otpornosti ukoliko se razlikuju u pojavi inicijalne infekcije i njenog širenja na klasovima (tip I i II), FDK (tip III otpornosti), akumulaciji DON toksina (tip IV otpornosti) i gubitku prinosa (tip V otpornosti). Kod najotpornijih sorti se ne beleži značajan gubitak prinosa, udeo FDK je nizak, kao i indeks oboljenja i kontaminacija zrna mikotoksinima (Mesterhazy et al., 1999). U ovom istraživanju ispitivana je reakcija sortimenta prema inicijalnoj infekciji (tip I otpornosti), širenju infekcije u okviru klasa (tip II otpornosti) i otpornosti na zarazu zrna (tip III otpornosti). Reakcije sorti u pogledu vrednosti indeksa oboljenja u agroekološkim uslovima koji su vladali na lokaciji Rimski šančevi tokom 2014. i 2015. godine su predstavljeni u Tabeli 8, dok je kretanje prinosa po sortama i godinama prikazano u Tabeli

Rezultati

9. Stepen otprnosti sorti tokom godina na osnovu vrednosti indeksa oboljenja za obe godine su prikazane u Tabeli 10. Primenom Fisher testa definisane su grupe sorti koje su statistički značajno slične za vrednost indeksa oboljenja, FDK i prinosa. Nakon toga su praćeni tipovi otpornosti posmatranjem sorti koje su signifikantno slične za vrednost indeksa oboljenja, ali se signifikantno razlikuju za vrednost prinosa i FDK. Na ovaj način se uvidelo da sortama sa statistički značajno sličnim vrednostima indeksa oboljenja mogu biti pripisane različite vrednosti prinosa i/ili FDK. Na osnovu sugestije Mesterházy et al. (2015) primenjen je dodatni kriterijum prilikom ocene sorti, koji podrazumeva izračunavanja intervala poverenja za sva ispitivana svojstva i sve parove sorti. Ukoliko interval poverenja za ispitivano svojstvo i određeni par sorti sadrži 0, ne može se smatrati signifikantno različitim, iako je razlika utvrđena primenom Fisher-ovog testa.

Rezultati

Tabela 8. Vrednosti indeksa oboljenja (DI) za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad

Indeks Indeks Godina Sorta oboljenja Godina Sorta oboljenja (%) (%) 2014 Apache 10,0 2015 Apache 14,0 2014 Komarom 10,4 2015 Komarom 4,0 2014 Midas 11,4 2015 Midas 28,0 2014 Ilina 12,6 2015 Ilina 6,0 2014 Simonida 15,0 2015 Simonida 6,0 2014 Melodija 15,2 2015 Melodija 12,0 2014 Evropa 90 16,2 2015 Evropa 90 10,0 2014 Basmati 19,0 2015 Basmati 8,0 2014 Rapsodija 21,2 2015 Rapsodija 10,0 2014 Ascott 22,0 2015 Ascott 4,0 2014 Balaton 23,2 2015 Balaton 10,0 2014 Arlequin 23,2 2015 Arlequin 20,0 2014 Nikol 24 2015 Nikol 14,0 2014 Renesansa 24,2 2015 Renesansa 12,0 2014 NSAH 2012 – 2 24,6 2015 NSAH 2012 – 2 14,0 2014 Escoria 25,4 2015 Escoria 12,0 2014 Ana Purna 25,4 2015 Ana Purna 16,0 2014 Feria 26,0 2015 Feria 4,0 2014 NS 40 S 26,0 2015 NS 40 S 6,0 2014 Farineli 26,0 2015 Farineli 8,0 2014 Planeta 26,2 2015 Planeta 8,0 2014 Futura 28,0 2015 Futura 8,0 2014 Sena 28,6 2015 Sena 6,0 2014 Sofru 29,6 2015 Sofru 12,0 2014 Suba 29,6 2015 Suba 18,0 2014 Akamar 30,0 2015 Akamar 10,0 2014 Graindor 30,6 2015 Graindor 10,0 2014 Emina 30,6 2015 Emina 12,0 2014 Pobeda 31,2 2015 Pobeda 24,0 2014 Solehio 35,0 2015 Solehio 10,0 2014 Sirtaki 36,6 2015 Sirtaki 4,0 2014 Baletka 38,2 2015 Baletka 4,0 2014 Desteka 38,2 2015 Desteka 8,0 2014 Premio 40,2 2015 Premio 14,0 2014 Arkeos 40,6 2015 Arkeos 6,0 2014 Avenue 41,6 2015 Avenue 12,0 2014 Andino 42,0 2015 Andino 12,0 2014 Radojka 42,2 2015 Radojka 8,0 2014 Zvezdana 43,6 2015 Zvezdana 10,0 2014 Dika 44,8 2015 Dika 20,0 2014 Quality 47,8 2015 Quality 12,0 2014 Kruna 48,4 2015 Kruna 16,0 2014 Tavita 54,4 2015 Tavita 14,0 2014 Enigma 57,2 2015 Enigma 10,0

Rezultati

Tabela 9. Vrednosti prinosa za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad

Prinos Prinos Godina Sorta Godina Sorta kg-ha kg-ha 2014 Solehio 7,860 2015 Solehio 8,100 2014 Farineli 7,000 2015 Farineli 6,580 2014 NS 40 S 6,940 2015 NS 40 S 6,400 2014 Basmati 6,860 2015 Basmati 7,200 2014 Komarom 6,860 2015 Komarom 6,880 2014 Ilina 6,800 2015 Ilina 9,080 2014 NSAH 2012 – 2 6,460 2015 NSAH 2012 – 2 7,660 2014 Avenue 6,420 2015 Avenue 7,600 2014 Radojka 6,260 2015 Radojka 4,960 2014 Sena 6,100 2015 Sena 7,220 2014 Apache 6,060 2015 Apache 7,740 2014 Graindor 5,920 2015 Graindor 7,160 2014 Ana Purna 5,620 2015 Ana Purna 8,040 2014 Escoria 5,600 2015 Escoria 8,200 2014 Arlequin 5,440 2015 Arlequin 7,000 2014 Premio 5,420 2015 Premio 7,520 2014 Balaton 5,320 2015 Balaton 6,640 2014 Melodija 5,140 2015 Melodija 7,060 2014 Feria 5,020 2015 Feria 7,360 2014 Pobeda 4,920 2015 Pobeda 8,940 2014 Renesansa 4,900 2015 Renesansa 7,120 2014 Rapsodija 4,880 2015 Rapsodija 7,200 2014 Emina 4,840 2015 Emina 6,640 2014 Akamar 4,780 2015 Akamar 7,320 2014 Dika 4,720 2015 Dika 7,020 2014 Tavita 4,620 2015 Tavita 5,220 2014 Andino 4,620 2015 Andino 7,280 2014 Evropa 90 4,360 2015 Evropa 90 6,740 2014 Midas 4,360 2015 Midas 5,420 2014 Ascott 4,220 2015 Ascott 8,800 2014 Suba 4,160 2015 Suba 7,480 2014 Arkeos 4,160 2015 Arkeos 8,720 2014 Futura 4,060 2015 Futura 5,600 2014 Simonida 4,040 2015 Simonida 6,920 2014 Sirtaki 3,940 2015 Sirtaki 5,600 2014 Baletka 3,940 2015 Baletka 6,260 2014 Nikol 3,700 2015 Nikol 6,000 2014 Kruna 3,700 2015 Kruna 8,840 2014 Planeta 3,540 2015 Planeta 7,540 2014 Zvezdana 3,520 2015 Zvezdana 4,140 2014 Quality 3,080 2015 Quality 7,240 2014 Enigma 1,880 2015 Enigma 8,000 2014 Sofru 1,560 2015 Sofru 6,100 2014 Desteka 1,140 2015 Desteka 6,200

Rezultati

Tabela 10. Stepen otpornosti za 44 sorte u dvogodišnjim ispitivanjima na lokalitetu Rimski Šančevi, Novi Sad

Stepen Stepen Godina Sorta Godina Sorta otpornosti otpornosti 2014 Apache Otporna 2015 Apache Srednje otp. 2014 Komarom Srednje otp. 2015 Komarom Otporna 2014 Midas Srednje otp. 2015 Midas Srednje os. 2014 Ilina Srednje otp. 2015 Ilina Otporna 2014 Simonida Srednje otp. 2015 Simonida Otporna 2014 Melodija Srednje otp. 2015 Melodija Srednje otp. 2014 Evropa 90 Srednje otp. 2015 Evropa 90 Otporna 2014 Basmati Srednje otp. 2015 Basmati Otporna 2014 Rapsodija Srednje otp. 2015 Rapsodija Otporna 2014 Ascott Srednje otp. 2015 Ascott Otporna 2014 Balaton Srednje otp. 2015 Balaton Otporna 2014 Arlequin Srednje otp. 2015 Arlequin Srednje otp. 2014 Nikol Srednje otp. 2015 Nikol Srednje otp. 2014 Renesansa Srednje otp. 2015 Renesansa Srednje otp. 2014 NSAH 2012 – 2 Srednje otp. 2015 NSAH 2012 – 2 Srednje otp. 2014 Escoria Srednje os. 2015 Escoria Srednje otp. 2014 Ana Purna Srednje os. 2015 Ana Purna Srednje otp. 2014 Feria Srednje os. 2015 Feria Otporna 2014 NS 40 S Srednje os. 2015 NS 40 S Otporna 2014 Farineli Srednje os. 2015 Farineli Otporna 2014 Planeta Srednje os. 2015 Planeta Otporna 2014 Futura Srednje os. 2015 Futura Otporna 2014 Sena Srednje os. 2015 Sena Otporna 2014 Sofru Srednje os. 2015 Sofru Srednje otp. 2014 Suba Srednje os. 2015 Suba Srednje otp. 2014 Akamar Srednje os. 2015 Akamar Otporna 2014 Graindor Srednje os. 2015 Graindor Otporna 2014 Emina Srednje os. 2015 Emina Srednje otp. 2014 Pobeda Srednje os. 2015 Pobeda Srednje otp. 2014 Solehio Srednje os. 2015 Solehio Otporna 2014 Sirtaki Srednje os. 2015 Sirtaki Otporna 2014 Baletka Srednje os. 2015 Baletka Otporna 2014 Desteka Srednje os. 2015 Desteka Otporna 2014 Premio Osetljiva 2015 Premio Srednje otp. 2014 Arkeos Osetljiva 2015 Arkeos Otporna 2014 Avenue Osetljiva 2015 Avenue Srednje otp. 2014 Andino Osetljiva 2015 Andino Srednje otp. 2014 Radojka Osetljiva 2015 Radojka Otporna 2014 Zvezdana Osetljiva 2015 Zvezdana Otporna 2014 Dika Osetljiva 2015 Dika Srednje otp. 2014 Quality Osetljiva 2015 Quality Srednje otp. 2014 Kruna Osetljiva 2015 Kruna Srednje otp. 2014 Tavita Osetljiva 2015 Tavita Srednje otp. 2014 Enigma Osetljiva 2015 Enigma Otporna

Rezultati

6.4.5.2. Odnos prinosa sorti i ukupne otpornosti (tip I i II)

Linearna regresija (R2=37%) i Spaermanov koeficijent korelacije (r=-0.574; P=0.000) pokazuju statistički značajno srednje negativnu korelaciju indeksa oboljenja i prinosa. Posmatranjem reakcije sortimenta u pogledu indeksa oboljenja uočava se da većina sorti odstupa od linije regresije, te da nije moguće sa sigurnošću predvideti kretanje prinosa sorti na osnovu ove vizuelne ocene. Primećuju se sorte koje i pored visokih vrednosti indeksa oboljenja ostvaruju prinose značajno više od predviđenih linijom regresije. Iako se genotipovi sa najvišim prinosom smatraju tolerantnim (Mesterházy et al., 1995), reakcije genotipova je neophodno posmatrati i sa stanovišta različitog pritiska patogena tokom godina i genetskih karakteristika sorti. Upotrebom Fisher testa u svrhu praćenja reakcija sorti u odnosu na ocenu indeksa oboljenja, traženi su parovi sorti koji su statistički slični prema vrednosti indeksa oboljenja, a razlikuju se u ostvarenim prinosima (Mesterházy, 1995). Pri širokom rasponu pritiska patogena tokom dve vegatacione sezone 15 sorti je pokazalo reakciju otpornosti i srednje otpornosti prema fuzariozi klasa (Tabela 10). Međutim, sorte su se razlikovale u odnosu na ostvaren prinos tokom godina. Samo su sorte Ilina, Basmati i Komarom imale prinose u obe godine veće od 6.800 kg-ha. Ovi primeri pokazuju da postoje sorte koje i kada su izložene različitim agroekološkim uticajima postizu visoke i stabilne prinose. Sorte sa najnižim indeksom oboljenja pri velikom pritisku patogena, ne moraju nužno dati najveći prinos. Iako je sorta Apache, tokom 2014. godine pokazala reakaciju otpornosti i prinos neznanto veći od 6 t-ha, sorte Ilina i Basmati su postigle prinose iznad 6,8 t-ha, pri čemu su se značajno razlikovale u prinosu u odnosu na Apache na osnovu Fisher testa. Sorte Basmati i Melodija su prema Fisherovom testu bile statistički značajno slične prema indeksu oboljenja i pokazale su reakciju srednje otpornosti tokom godine sa jačim pritiskom patogena. Ipak, sorte su se značajno razlikovale u ostvarenim prinosima. Za razliku od sorte Basmati, sorta Melodija je u godini sa jačim pritiskom patogena ostvarila prinos manji od 6 t-ha. Ovaj primer pokazuje da rekacije sorti u pogledu prinosa mogu značajno varirati čak i kada je indeksa oboljenja statistički značajno sličan. Sorta Apache je tokom 2014. godine pokazala reakciju otpornosti na ostvarenje i širenje zaraze fuzarioze klasa (DI=10%). Dodatno, sorta je imala stabilne vrednosti indeksa 66

Rezultati oboljenja tokom dve godine sa različitim pritiskom patogena i različitim uslovima tokom cvetanja. Primenom Fisher testa Apache je svrstan u istu grupu prinosa kao i Escoria (Apachebcde i Escoriabcde), iako su se statistički značajno razlikovale prema indeksu oboljenja (Apachemnop i Escoriaghijklm). Pri različitom pritisku patogena sorte su različito reagovale na ostvarenje zaraze i širenje fuzarioze klasa. Sorta Eskoria je tokom 2014. godine pokazala srednje osteljivu rekaciju prema fuzariozi kasa. Ovo pokazuje da različiti indeksi oboljenja (DI2014 za Apache = 10%; DI2014 za Escoria = 25,4%) kao i različito ocenjene reakcije sorti u određenim agroekološkim uslovima, ne moraju kao rezultat uvek dati značajnu razliku u prinosu. Mehanizme koji deluju iza stabilnosti ovih sorti je potrebno dodatno ispitivati. Sorte NS40S i Farineli su izdvojene kao sorte stabilnijeg prinosa tokom dve godine, i u godini sa jačim pritiskom patogena imale isti indeks oboljenja od 26%, pokazujući srednje osetljivu reakciju prema ostvarenju zaraze i širenju infekcije. Fisher test je pokazao da su sorte NS40S i Farineli imale statistički značajno sličnu reakciju prema indeksu oboljenja (NS40Shijklmno, Farinelihijklmno). Prinosi obe sorte tokom godine sa jačim intenzitetom zaraze su dostigli skoro 7 t -ha. Ovaj primer pokazuje da prinos ne mora nužno zavisiti od indeksa oboljenja, te da pri jačem pritisku patogena sorte mogu ostvariti veće prinose. Treba imati na umu, da zaraza na površini plevica ne mora biti u vezi sa zarazom zrna, kao i da na formiranje prinosa deluju i drugi faktori osim bolesti. Uočene su sorte koje su pokazale reakciju osetljivosti u odnosu na indeks oboljenja, ali su dostizale prinose u nivou sorti koje su pokazale reakciju otpornosti prema fuzariozi klasa. Sorta Avenue je tokom 2014. godine svrstana u kategoriju osteljivih sa indeksom oboljenja 41,6%, dok je sorta Basmati iste godine pokazala reakciju srednje otpornosti uz indeks oboljenja 19%. Fisherovim testom je potvrđena statistički značajna razlika između ove dve sorte u pogledu indeksa oboljenja (Avenueabcdef, Basmatiklmnop), međutim razlika u dvogodišnjem prinosu nije bila toliko značajna (Avenueabcd, Basmatiabc). Obe sorte su u godini sa jačim pritiskom patogena ostvarile prinos veći od 6 t -ha. Kako je mehanizam otpornosti kompleksno svojstvo, tako je i ocena i klasifikacija genotipova složen proces, u kojem se u obzir uzimaju svi relevantni faktori koji utiču na vizulenu ocenu, ostvarene prinose i reakcije genotipova u različitim uslovima životne sredine.

Rezultati

6.4.5.3. Reakcije sorti u odnosu na otpornost na zarazu zrna (tip III)

Različite reakcije sorti prema indeksu oboljenja i prinosu ukazuju na potrebu dodatnog sagledavanja reakcija sortimenta i tipova otpornosti kroz analizu odnosa indeksa oboljenja i FDK po sortama. Sa aspekta bezbednosti hrane ističe se značajnost praćenja reakcija sorti u pogledu kretanja FDK, s obzirom da je korelacija između FDK i produkcije DON toksina značajnija u odnosu na korelacije među drugim pokazateljima fuzarioze klasa (Mesterházy et al., 2015). Linearna regresija (R2=35,9) i Spearmanov koeficijent korelacije (r=0,640, P<0.001) pokazuju statistički značajnu srednje pozitivnu korelaciju vrednosti indeksa oboljenja i vrednosti FDK. Kao u sličaju modela koji objašnjava odnos indeksa oboljenja i prinosa, vrednost FDK većine ispitivanih sorti odstupa od linije regresije. Poređenjem vrednosti indeksa oboljenja i FDK uočava se da postoje sorte koje se ne razlikuju značajno u oceni indeksa oboljenja, ali se statistički značajno razliku u stepenu zaraze zrna. Sorte kod kojih su FDK vrednosti značajno niže i pored statistički značajno sličnih vrednosti indeksa oboljenja mogu posedovati otpornost na zarazu zrna. Suprotno, sorte sa većim brojem zaraženih zrna u odnosu na stepen infekcije predviđen linijom regresije se smatraju dodatno osetljivim na zarazu zrna. Regresiona linija za indeks oboljenja/FDK pokazuje veću razuđenost podataka i slabiju povezanost indeksa oboljenja i FDK za razliku od odnosa indeks oboljenja/prinos. Razlog tome može biti to što se indeks oboljenja ocenjuje u fazi zelenih klasova pšenice, dok period infekcije zrna može trajati do žetve. Sorte osetljiive na infekciju zrna imaju visoke vrednosti FDK i pored nižih vrednosti indeksa oboljenja. Kretanje vrednosti FDK po sortama i godinama je prikazano u Tabeli 11. Vrednosti FDK za obe godine pokazuju širi raspon u odnosu na raspon vrednosti indeksa oboljenja. Kao i u slučaju ocene reakcija sorti na osnovu indeksa oboljenja, potrebno je obratiti pažnju na reakcije sorti po godinama i pri različitom pritisku patogena, s obzirom da se uočava značajna razlika u zarazi zrna pojedinih sorti pri različitom uslovima. Tokom 2015. godine pri slabijem pritisku patogena gotovo sve sorte su pokazale reakciju otpornosti prema zarazi zrna, dok je raspon reakcija sorti u pogledu zaraze zrna bilo veoma širok tokom jake epidemije 2014. godine. 68

Rezultati

Izdvojeno je 7 sorti čije su se vrednosti FDK kretale u rasponu od 10% u okviru intervala poverenja u dve vegetacione sezone. Sorte Kruna, Dika i Radojka su imale stabilne vrednosti FDK u toku dve sezone iako su se međusobno statistički značajno razlikovale u odnosu na FDK. Sorte Dika i Kruna su prema Fisher testu bile statistički značajno slične prema vrednosti indeksa oboljenja (Dikaab=44,8%, Krunaab=48,4%), što je potvrđeno i intervalima poverenja, dok su se značajno razlikovale u pogledu ostvarene zaraze zrna (Dikaghij, Krunaefghij). Iako su tokom 2014. godine Kruna i Dika imale vrednosti FDK 4,75% i 5,25% respektivno, na konačnu ocenu sorte Kruna u pogledu zaraze zrna uticao je nešto viši FDK u 2015. godinu u odnosu na sortu Dika. Kod sorte Zvezdana se pored visokog indeksa oboljenja u godini sa većim pritiskom patogena (DI=43,6%) primećuju manje vrednosti FDK (14,5%) od očekivanih na osnovu vrednosti indeksa oboljenja. Suprotno tome, sorta LG Avenue koja je imala statistički značajno sličan indeks oboljenja i značajno veće prinose, je u godini sa vrećim pritiskom patogena imala i veće vrednosti FDK (22%). Ovi rezultati ukazuju da se nivo otpornosti ne može odrediti samo putem indeksa oboljenja već se određuje komibinovanim sagledavanje drugih fakotra. S obzirom da je FDK u bližoj korelaciji sa nakupljanjem DON toksina, posebno treba obratiti pažnju na sorte koje pored visokog indeksa oboljenja daju manje zaražena zrna. Sorte NS40S i Farineli su izdvojene kao sorte stabilnijeg prinosa tokom dve godine, iako su u godini sa jačim pritiskom patogena imale isti indeks oboljenja (26%), pokazujući srednje osetljivu reakciju prema ostvarenju zaraze i širenju infekcije. Fisher test je pokazao da su sorte statistički značajno slične prema indeksu oboljenja (NS40Shijklmno, Farinelihijklmno), dok su se statistički značajno razlikovale prema FDK (NS40Sbcdefgh, Farinelibcdefg). Sorta NS40S je imala stabilniju reakciju FDK u dve različite godine, a u godini sa jačim pritiskom patogena sorta je pokazala reakciju otpornosti prema zarazi zrna (FDK=8). Sorta Farineli je u istim uslovima pokazala srednje osteljivu reakciju (FDK = 17,5).

Rezultati

Tabela 11. Vrednosti FDK za 44 sorte tokom dve godine (2013/2014. i 2014/2015.) na lokaciji Rimski šančevi, Novi Sad prosek FDK prosek FDK Godina Sorta Godina Sorta (%) (%) 2014 Kruna 4,7 2015 Kruna 6,0 2014 Dika 5,2 2015 Dika 3,5 2014 Radojka 6,2 2015 Radojka 2,0 2014 Planeta 6,5 2015 Planeta 2,7 2014 Melodija 6,7 2015 Melodija 1 2014 Emina 7,7 2015 Emina 2,2 2014 NS 40 S 8,0 2015 NS 40 S 1,0 2014 Pobeda 8,5 2015 Pobeda 6,2 2014 Futura 8,5 2015 Futura 1,7 2014 Apache 9,0 2015 Apache 4,2 2014 Midas 9,0 2015 Midas 14,7 2014 Sofru 10,0 2015 Sofru 2,0 2014 Akamar 10,5 2015 Akamar 4,0 2014 Arlequin 11,0 2015 Arlequin 10,7 2014 Nikol 11,7 2015 Nikol 4,5 2014 Graindor 13,5 2015 Graindor 4,7 2014 Rapsodija 14,0 2015 Rapsodija 2,0 2014 Zvezdana 14,5 2015 Zvezdana 3,5 2014 Solehio 14,5 2015 Solehio 4,2 2014 Basmati 15,5 2015 Basmati 2,2 2014 Premio 15,5 2015 Premio 2,2 2014 Renesansa 16,0 2015 Renesansa 3,5 2014 NSAH 2012 – 2 16,0 2015 NSAH 2012 – 2 3,2 2014 Tavita 16,7 2015 Tavita 3,2 2014 Farineli 17,5 2015 Farineli 2,2 2014 Andino 17,7 2015 Andino 4,5 2014 Arkeos 18,7 2015 Arkeos 2,5 2014 Sena 19,2 2015 Sena 0,5 2014 Ana Purna 19,2 2015 Ana Purna 4,7 2014 Ilina 19,5 2015 Ilina 1,7 2014 Komarom 19,5 2015 Komarom 1,5 2014 Evropa 90 19,7 2015 Evropa 90 2,5 2014 Balaton 21,0 2015 Balaton 4,5 2014 Escoria 21,7 2015 Escoria 3,5 2014 Avenue 22,0 2015 Avenue 5,2 2014 Desteka 25,5 2015 Desteka 1,7 2014 Ascott 25,5 2015 Ascott 1,0 2014 Quality 25,7 2015 Quality 2,5 2014 Simonida 26,7 2015 Simonida 1,5 2014 Feria 26,7 2015 Feria 1,7 2014 Baletka 30,7 2015 Baletka 1,2 2014 Sirtaki 34,7 2015 Sirtaki 1,2 2014 Suba 41,2 2015 Suba 6,0 2014 Enigma 42,0 2015 Enigma 2,7

Rezultati

Veza između infekcije i zaraze zrna nije jednostavna. U suprotnom bi značilo da svaka sorta koja poseduje otpornost tip I i II, ima i niske vrednosti FDK. Odstupanje od primenjenog modela pokazuje da se kretanje vrednost FDK ne može u potpunosti predvideti na bazi vrednosti indeksa oboljenja. Takođe, na osnovu vrednosti indeksa oboljenja nije moguće sa preciznošću utvrditi reakciju pojedinačnih sorti u pogledu zaraze zrna.

Diskusija

7. DISKUSIJA

7.1. Uticaj agro-ekoloških faktora i izbora sortimenta na pojavu fuzarioze klasa

Poznavanje uslova životne sredine koji deluju na zarazu pšenice fuzariozom klasa je od velikog značaja u prognozi pojave i strategiji suzbijanja ove bolesti. Fenofaza cvetanja je identifikovana kao period povećane osetljivosti pšenice na infekciju fuzariozom klasa, međutim zaraze se mogu ostvariti i u kasnijim fenofazama. Klijanje spora, penetracija i širenje micelije patogena preko klasa pšenice dovodi do infekcije zrna (Pritsch et al., 2000). Do sada nije utvrđena razlika u infektivnoj strukturi patogena u odnosu na stepen otpornosti sorti. Pri toplom vremenu i uz prisustvo vlage kolonije patogena koje se nalaze na površini i između plevica u blizini cvetova pšenice predstavljaju početnu tačku invazije cveta (Lewandowski & Buschnell, 2001). Razlike u intenzitetu bolesti u odnosu na godine i lokacije delom mogu zavisiti od uticaja temperature i prisustva vlage. Generalno, niske temperature uz manjak vlage tokom cvetanja smanjuju pojavu fuzarioze klasa. Takođe, smatra se da su faktori koji deluju pre fenofaze cvetanja manje značajni od onih koji vladaju tokom perioda cvetanja. Pored prisustva dovoljne količine vlage za ostvarenje infekcije značajana je dužina vlažnog perioda. Kroz analiziranje godine kao abiotičkog faktora praćen je uticaj klimatskih elemenata tokom ključnih meseci za ostvarenje infekcije fuzarioze klasa pšenice u agroekološkim uslovima Srbije. Prikupljeni su i analizirani podaci o prosečnoj temperaturi, prosečnoj relativnoj vlažnosti vazduha i mesečnoj sumi padavina tokom maja i juna. Prema Backhouse (2014) prosečna mesečna temperatura neophodna za infekciju zrna F. graminearum je 17,2°C. Dostupnost vlage, kroz padavine, rosu ili reativnu vlažnost tokom perioda cvetanja ili neposredno nakon cvetanja su povezani sa razvojem simptoma

Diskusija fuzarioze klasa i akumulacijom DON toksina (Atanasoff, 1920; Abramson et al., 1987; Rohácik & Hudec, 2005). Direktno poređenje podataka iz literature i podataka dobijenih u ogledu nije u potpunosti moguće zbog delovanja različitih uslova tokom ispitivanja, ipak određene paralele mogu biti podvučene. Uslovi tokom dve godine ogleda su se značajno razlikovali, što je dovelo i do različitog stepena infekcije fuzariozom klasa. Tokom 2014. u fenofazi cvetanja pšenice zabeležene su prosečne temperature 14,9°C, značajna količina padavina (147,6 mm) i visoka relativna vlažnost vazduha (do 96%), koji su doprineli visokom nivou zaraze, što je potvrđeno vizuelnim ocenama simptoma. Tokom fenofaze cvetanja 2015. godine prosečne temperature su prešle granične vrednosti za infekciju navedene od strane Backhouse (2014) i iznosile su 19°C. U ovom periodu tokom 2015. godine, raspored padavina i niska relativna vlažost (64%) su smanjile pojavu zaraze. Mnogi autori smatraju da je vlaga jedan od najznačajnijih faktora u razvoju fuzarioze klasa (Xu, 2003). Produžen period vlage omogućava značajan razvoj bolesti čak i pri slabom intenzitetu zaraze i temperaturama izvan optimalnih. Međutim Jevtić et al. (2012) navodi da je za ostvarenje infkecije dovoljno 2 mm padavina. Neophodna količina vlage i dužina perioda vlaženja za ostvarenje zaraze zavise od temperatura. Gajenje sorti visoke otpornosti na fuzariozu klasa je najefikasnija mera u strategiji protiv ovog patogena. Međutim, treba imati u vidu da zbog kompleksnosti genetike otpornosti prema ovoj bolesti, još uvek nije pronađena sorta u potpunosti otporna na fuzariozu klasa. Otpornost na fuzariozu klasa je pod kontrolom gena dominantnog efekta i nepoznatim brojem gena minornog efekta (Buerstmayr et al., 2009). Izvori otpornosti na fuzariozu klasa su sorte egzotičnog porekla iz Kine, Japana i Brazila (Anderson et al., 2001). Najčešće korišćena sorta u oplemenjivačkim programima je kineska sorta Sumai3, koja poseduje gen Fhb1, koji se koristi kao osnovni izvor parcijalne otpornosti na fuzariozu klasa. Gen Fhb1 određuje tip II otpornosti i ispoljava svoje dejstvo kroz različite uslove životne sredine i u sortama različitih genetskih pozadina. Međutim, većina sorti egzotičnog porekla koje se koriste u oplemenjivačkim programima kao nosioci otpornosti, nemaju poželjne agronomske osobine. Zato Brennan et al. (2005) i Mesterházy et al. (2002) ističu potrebu traženja novih izvora otpornosti, koji se mogu naći i u sortama evropskog porekla. U ovom radu su testirane 44 sorte koje se gaje u Srbiji u poljskim uslovima, a međusobno se razlikuju prema poreklu, genetičkoj strukturi, otpornosti na fuzariozu klasa, agronomskim osobinama, ranostasnosti i morfološkim osobinama. 17 sorti je poreklom iz oplemenjivačkog programa Instuta za ratarstvo i porvtarstvo, Novi Sad. Velik broj ispitivanih sorti u poljskim uslovima je u saglasnosti sa

Diskusija sugestijama Mesterházy (1995) o tome da je za dobijanje relevantnih zaključaka i eliminisanje uticaja ekstremnih vrednosti potrebna analiza većeg broja sorti u realnim uslovima. U ogledu je potvređen značajan uticaj izbora sortimenta na parametre bolesti i agronomske osobine. Takođe, veliki broj sorti u ogledu je korišćen kao izvor varijabilnosti za analizu kretanja vrednosti indeksa oboljenja i FDK, i njihovih odnosa. Divergentnost sorti je korišćena za praćenje tipova otpornosti. Različitost sorti u pogledu stepena osetljivosti/otpornosti prema F. graminearum odražava različitost njihovih reakcije prema indeksu oboljenja, FDK i agronomskim osobinama (Jevtić et al., 2021a).

7.2. Pokazatelji fuzarioze klasa i agronomske osobine pšenice

Izazov u selekciji pšenice se ogleda u kombinovanju osobina otpornosti prema fuzariozi klasa sa dobrim agronomskim performansama sorti, dobrim kvalitetom zrna uz dodatnu otpornost i na druge bolesti. Poslednjih godina se traga za novim izvorima otpornosti u lokalnim populacijam pšenice, pa je od ključne važnosti uspostavljanje pouzdanih sistema ocene u uslovima veštačke inokulacije u okviru lokalnih selekcionih programa. Radi boljeg razumevanja povezanosti ostvarenja i širenja zaraze fuzariozom klasa, uticaja zaraze na prinos i broj zaraženih zrna, kao i faktora koji utiču na navedene procese, za evaluaciju bolesti se koristi nekoliko paramatera, kao što su pojava zaraze, intenzitet zaraze, indeks oboljenja, FDK i DON akumulacija. Kao osnovni vizuelni pokazatelj fuzarioze klasa korišćen je indeks oboljenja, koji sadrži podatke o pojavi i intenzitetu zaraze. Slično drugim autorima, utvrđen je širok raspon vrednosti indeksa oboljenja među sortama i pri različitom pritisku patogena. Tokom 2014. godine pri jakom pritisku patogena vrednost indeksa oboljenja se kretala u opsegu 10% - 57,2 %, dok se 2015. godine vrednost ovog parametra kretala u manjem opsegu 4% – 28 %. U dve vegetacione sezone 8 sorti je imalo stabilne vrednosti indeksa oboljenja, što pokazuje da uticaj širokog spektra uslova sredine i različitog pritiska patogena ne dovodi nužno do značajnih variranja indeksa oboljenja. Posmatranjem uticaja klimatskih elemenata na kretanje vrednosti indeksa oboljenja ističe se značaj klimatskih elemenata tokom fenofaze cvetanje u maju (osim sume padavina u maju), kao i klimatskih elemenata nakon ostvarenja infekcije u junu. Iako se smatra da je period cvetanja najznačajniji za

Diskusija nastanak i širenje fuzarioze klasa, rezultati ukazuju na značaj sekundarnih infekcija i klimatskih elemenata sve do žetve (Mesterhazy et al., 2006). Jaka zavisnost kretanja indeksa oboljenja od reakcija izabranog sortimenta ukazuju da je pri sagledavanju rekacija sorti na fuzariozu klasa neophodna evaluacija drugih osobina, kao što su FDK i akmulacija DON toksina (Bai et al., 2001). Jevtić et al. (2021a) su ukazali na potrebu testiranja FDK pored indeksa oboljenja prilikom testiranja reakcija srednje otpornih sorti prema prinosu, što ukazuje na različitu genetičku pozadinu koja određuje otpornost prema fuzariozi klasa. Potreba analize dodatnih parametara između ostalog proističe iz dugog perioda između ocene indeksa oboljenja, koja se odvija u fazi kada su klasovi još zeleni i vrednosti FDK koja se određuje u vreme žetve. Mnogi autori smatraju da je evaluacija FDK značajnija, s obzirom da se za ishranu upotrebljavaju zrna, koja su ujedno i nosioci mikotoksina. Vrednost FDK je značajno varirala tokom godina i među sortama. U 2014. godini zabeležene vrednosti FDK su se kretale 6% - 43,67%, dok su vrednosti FDK u 2015. godini bile znatno niže i kretale se 0,6% - 15,6%. Kod 7 sorti razlika FDK vrednosti u okviru intervala poverenja u dve vegetacione sezone nije prešla 10%. To ukazuje da se reakcija pomenutih sorti na različite uslove sredine i različit pritisak patogena u 2014. i 2015. godini nije odrazila na variranje vrednosti FDK. Ispitivanjem kompleksa faktora koji utiču na fuzariozu klasa utvrđene su razlike u njihovom značaju kada se posmatraju indeks oboljenja i FDK. Za razliku od indeksa oboljenja, za vrednost FDK je pored temperature u maju i svih klimatskih elemenata u junu značajna i prosečna suma padavina u maju (P< 0.001). Razlike u značaju faktora životne sredine koji utiču na definiciju prinosa i mase zrna (Herrera-Foessel et al., 2006) ukazuju na postojanje razlika u značaju klimatskih elemenata na kretanje vrednosti indeksa oboljenja i FDK. Iako u istraživanju nije analiziran sadržaj mikotoksina, poznata je izraženija korelacija između vrednosti FDK i količine DON toksina u odnosu na druge parametre (Mesterházy et al., 2002). S obzirom na povezanost FDK i DON tokisna, siginifikantnost uticaja padavina u maju na kretanje vrednosti FDK može biti u vezi sa povoljnim klimatskim uslovima za stvaranje DON toksina. Uticaj klimatskih uslova tokom juna na vrednost FDK ukazuje na mogućnost zaraze zrna nakon perioda cvetanja do neposredno pred žetvu, što je značajno ukoliko se posmatra sa stanovišta akumlacije DON toksina. Posmatranjem odnosa vrednosti indeksa oboljenja i FDK utvrđena je statistički značajna srednje pozitivna korelacija (r=0,640, P<0.001), što je u saglasnosti sa radom Mesterházy et al. (2015) koji navode r=0.5-0.6 za ovaj tip korelacije. Jevtić et al. (2021a) su dobili sličnu korelaciju i kada su sorte grupisane prema reakcijama na fuzariozu klasa na

Diskusija grupu srednje otpornih i grupu osetljivih/srednje osetljivih. Dobijena korelacija pokazuje da se na osnovu vrednosti indeksa oboljenja može generalno predvideti da će sorte sa većim indeksom oboljenja imati i više zaraženih zrna. Međutim, linija regresije pokazuje da većina sorti odstupa od tog pravila. Na ovaj način možemo izdvojiti sorte sličnog indeksa oboljenja, sa manjim vrednostima FDK. Primer je sorta Zvezdana kod koje se pored visokog indeksa oboljenja u godini sa većim pritiskom patogena (DI=43,6) primećuju manje vrednosti FDK (14,5) od očekivanih. Srednja pozitivna korelacija između indeksa oboljenja i FDK ukazuje na različite faktore koje utiču na ove osobine, što delom može biti objašnjeno i različitim genetskim osnovama mehanizama otpornosti koji su određeni indeksom oboljenja i FDK. Rasipanje podataka u odnosu na liniju regresije u modelu koji prikazuje odnos indeksa oboljenja i FDK ukazuje na njihovu slabiju povezanost. Razlog tome može biti i fenofaza ocene ovih parametara. Takođe, na različite genetske osnove otpornosti ukazuju QTLs koji samostalno ili u kombinaciji sa drugim genima determinišu tipove otpornosti određene indeksom oboljenja, FDK ili produkcijom DON toksina (Buerstmayr et al., 2009; Mesterházy et al., 2015). Rezultati dobijeni u ovom ogledu ukazuju da je evaluacija FDK značajna prilikom ocene sorti prema prouzrokovaču fuzarioze klasa i prilikom izbora sorti u selekcionim programima. Prednost treba dati sortama koje imaju nižu vrednost FDK, pri visokom pritisku patogena. Odgovor biljke prema biotičkom i abiotičkom stresu se sastoji od mnogih komponenti, koje mogu delovati sinergijski ili antagonistički u odnosu na odogovor biljke prem patogenima (Kissoudis et al., 2014; Glazebrook et al., 2005; Yasuda et al., 2008). Prinos pšenice je kontrolisan minor genima i pod snažnim je uticajem faktora životne sredine (Drezner et al., 2007). Potencijal prinosa pšenice je definisan brojem klasića u klasu, brojem zrna u klasićima, težinom i veličinom zrna (Slafer, 2007). Sem prinosa, kao jedne od najvažnijih osobina pšenice u novije vreme su u fokusu komponente prinosa - masa 1000 zrna i hektolitarska masa. Faktori koji utiču na prinos, komponente prinosa i nastanak fuzarioze klasa pšenice se ispituju dugi niz godina. Do sada se većina istraživanja odnosila na ispitivanje pojedinačnih faktora, najčešće bez analiziranja njihovih međusobnih interakcija. U ranijim radovima je utvrđen značajan efekat klimatskih uslova, izbora genotipa i bolesti na prinos, ali je uticaj interakcija pomenutih biotičkih i abiotičkih faktora retko razmatran (Lackermann et al., 2011). Prema Jevtić et. al (2017) klimatski elementi imaju značajan uticaj na prinos ne samo direktno, već i u korelaciji sa biotičkim faktorima – bolestima, što

Diskusija potvrđuje i analiza uticaja specifičnosti godine, izbora sortimenta i indeksa oboljenja na kretanje prinosa u ovom ogledu. Prinos u ogledu je značajno varirao među godinama i sortama. U 2014. godini prinos se kretao 1.140 - 7.860 kg-ha sa prosekom 4.880,45 kg-ha, dok su se u 2015. godini prinosi kretali 4.140 - 9.080 kg-ha sa prosekom 7.062,27 kg-ha. Kod 5 sorti u ogledu koeficijent varijacije prinosa nije prešao 5%, što pokazuje da su ove sorte na uslove u obe godine reagovale slično po pitanju prinosa. Treba istaći da stabilnost vrednosti prinosa u dve vegetacione sezone ne značni nužno da su postignuti prinosi bili najveći. Postojale su sorte koje su pored veće varijabilnosti prinosa u nepovoljnoj godini ostvarile najviše prinose (Ilina). U godini sa jačim pritiskom patogena, 3 sorte su pokazale stabilniju reakciju prinosa, iako je indeks oboljenja je bio iznad 25%. Ovakvi slučajevi ukazuju na to da postoji potreba dodatne analize reakcija osetljivih sorti pri različitom nivou pritiska patogena i njihove povezanost sa prinosom (Jevtić et al., 2021a). Razlike između sorti u pogledu prinosa su bile očekivane, s obzirom na veliki broj sorti različitog porekla i genetskih predispozcija u odnosu na prinos. Infekcioni potencijal i uslovi životne sredine su doveli do značajnih razlika u ostvarenim prinosima tokom godina, pri čemu su u godini sa manjim infekcionim potencijalom i manjom količinom padavina u vreme cvetanja ostvareni očekivano viši prinosi. Masa 1.000 zrna je komponenta prinosa koja se vezuje za kvalitet zrna i njegove mlisnke osobine (Protić et al., 2007). U istraživanjima su često ispitivani gubici prinosa usled pojave fuzarioze klasa (Mesterházy et al., 2015), ali podaci o faktorima koji utiču na masu 1.000 zrna uglavnom nisu ispitivani. S obzirom da fuzarioza klasa ima direktan uticaj na težinu i kvalitet zrna, pretpostavlja se da postoji povezanost fuzarioze klasa i mase 1.000 zrna. Vrednost mase 1.000 zrna se u 2014. godini kretala 18,2 g - 39,8 g, sa prosekom 31,89 g, dok su u 2015. godini zabeležene vrednosti mase 1.000 zrna 25,10 g- 41,10 g sa prosekom 33,9 g. Koeficijenti varijacije za masu 1.000 zrna su imali manje opsege u odnosu na koeficijente varijacije prinosa. Većina sorti je imala nizak koeficijent varijacije (ispod 10), što ukazuje na veću stabilnost mase 1.000 zrna je u odnosu prinos, iako se smatra komponentom prinosa. Faktori koji su uticali na kretanje vrednosti mase 1.000 zrna se razlikuju u odnosu na faktore koji su uticali na prinos. S obzirom da se godina, kao ni indeks oboljnja nisu smatrali značajnim po pitanju rekacija sorti prema masi 1.000 zrna, više pažnje treba obratiti na uticaj varijabilnosti sorti na ovo svojsvo. U ovom istraživanju uočena je srednja pozitivna korelacija (r=0.349, p<0.001) prinosa i mase 1.000 zrna uz nizak koeficijent determinacije (R2 = 24%), što ukazuje je na ograničenu

Diskusija mogućnost predviđanja vrednosti mase 1.000 zrna na osnovu vrednosti prinosa. U godini sa povoljnim uslovima za fuzariozu klasa, specifičnost godine je značajnije uticala na prinos u odnosu na masu 1.000 zrna. Znajući da faktori koji deluju u periodu neposredno pre i nakon cvetanja su značajniji za ostvarenje prinosa u odnosu na faktore koji deluju tokom perioda nalivanja zrna (Herrera-Foessel et al., 2006) srednje pozitivna korelacija između prinosa i mase 1.000 zrna je delimično povezana ili nije u korelaciji sa promenama u faktorima koji deluju na razvoj pšenice u različitim fenofazama. Prema Harasim et al. (2016) masa 1.000 zrna utiče na prinos zrna –0.4 % - 13.3 % u različitim godinama. Tokom 2014. godine hektolitarska masa se kretala 48,3 kg -hl - 75,65 kg -hl, sa prosekom 68,23 kg -hl, dok se u 2015. godini hektolitarska masa kretala 51,10 kg -hl - 81,40 kg-hl, sa prosečnom vrednošću 68,09 kg-hl. Intervali poverenja pokazuju da je hektolitarska masa stabilnija u odnosu na druge komponente prinosa pri delovanju različitih uslova tokom godina i pritiska patogena. Slično prinosu, kod hektolitarske mase je potvrđena signifikantnost uticaja godine, sortimenta i indeksa oboljenja. Mnogi autori su utvrdili linearnu zavisnost indeksa oboljenja i prinosa (Snijders i Perkowi, 1990), mase 1.000 zrna (Snijders & Perkowi, 1990; Bagi, 1999) i hektolitarske mase (Salgado et al., 2015). Generalno, smatra se da je prinos više povezan sa indeksom oboljenja, dok je masa 1.000 zrna više povezana sa FDK. Međutim povezanost prinosa, mase 1.000 zrna, indeksa oboljenja i FDK je zavisna i od stepena osetljivosti/otpornosti sorti prema fuzariozu klasa (Jevtić et al., 2021b). U ogledu je utvrđena statistički značajna srednje negativna korelaciju indeksa oboljenja i prinosa. Prema tome, predikcija prinosa na osnovu vizuelne ocene fuzarioze klasa nije u potpunosti moguća. Na to ukazuje i linija regresije prema kojoj prinos većine sorti odstupa od projektovanog linijom regresije na osnovu vrednosti indeksa oboljenja. U ogledu su primećene 4 sorte sa indeksom oboljenje većim od 25% (sorte su pokazale reakciju osetljivosti na osnovu indeksa oboljenja), koje su imale prinos veći od 6 t-ha u dve godine. Ovaj primer pokazuje da prinos ne mora zavisiti od indeksa oboljenja, kao i da pored jačeg pritiska patogena sorte mogu ostvariti veće prinose. Treba imati na umu, da zaraza na površini plevica ne mora biti u vezi sa zarazom zrna, kao i da na formiranje prinosa deluju i drugi faktori sem bolesti. Intervali poverenja za prinos ukazuju na različite reakcije pojedinih sorti u zavisnosti od uslova životne sredine. Za razliku od intervala poverenja izračunatih za indeks oboljenja, ovde se uočava različit odgovor sorti na kompleks faktora koji određuju kretanje prinosa. To pokazuje da postoje razike u mehanizmima biljke domaćina kojima se reguliše nivo prinosa pri različitom pritisku patogena i uslovima životne sedine. Takođe, faktori koji

Diskusija deluju na indeks oboljenja i prinos se međusobno razlikuju. Sorte uskog intervala prinosa poverenja za aritmetičku sredinu vrednosti prinosa su imale slične performanse tokom dve ekstremne godine i pri različitom pritisku patogena. Suprotno tome, sorte sa širim intervalom poverenja su na različit način reagovale na uslove ekstremnih godina i pritiska patogena. Posmatrajući odnos indeksa oboljenja, mase 1.000 zrna i hektolitarske mase nije utvrđena značajna povezanost indeksa oboljenja i ovih komponenti prinosa. Spearman-ov koeficijent korelacije pokazuje statistički značajno nisku negativnu korelaciju između indeksa oboljenja i mase 1000 zrna, dok u slučaju hektolitarske mase nije utvrđena linearna povezanost sa indeksom oboljenja. Prisustvo šturih i micelijom obraslih zrna jedan je od pokazatelja pojave fuzarioze klasa. Simptomi na zrnu mogu biti različiti. Micelijom zaražene zrna se karakterišu kao FDK. Analizom varijanse je potvrđen signifikantan uticaj FDK na prinos i komponente prinosa. Rezultati ogleda ukazuju na veću povezanost indeksa oboljenja sa prinosom, dok je FDK više povezan sa masom 1.000 zrna. Signifikantnost uticaja FDK na masu 1.000 zrna može biti objašnjena slabijim nalivanjem zrna usled pritiska patogena uzrokovanim slabijim transportom asimilata što utiče na formiranje zrna (Martin et al., 2017).

7.3. Tipovi i ocena otpornosti

Otpornost pšenice na fuzariozu klasa je horizontalne prirode, nespecifična je u odnosu na vrste Fusarium kompleksa i virulentnost patogena, stabilna je i trajnija od monogenske, ali zavisi od uslova životne sredine (Miedaner & Reinbrecht 2001; Voss et al., 2010). Generalno, utvrđeno je 5 tipova otpornosti prema fuzariozi klasa i to: otpornost na ostvarenje zaraze (tip I), otpornost prema širenju zaraze u okviru klasa (tip II), otpornost prema zarazi zrna (tip III), otpornost na akumulaciju DON toksina (tip IV) i tolerantnost prema gubitku prinosa (tip V) (Mesterházy et al., 1999). Međutim, Martin et al. (2017) su primetili da su različiti tipovi otpornosti delimično povezani, a da se nasleđuju nezavisno, što su potvrili i drugi autori (Bai et al., 2001; Langevin et al., 2004; Mesterházy et al., 1999; Mesterházy, 2002). Precizne fenotipske ocene nakon procesa veštačke inokulacije su osnova za dalje ispitivanje sorti pšenice prema prouzrokovaču fuzarioze klasa. Izbor metoda inokulacije je

Diskusija jedan od značajnih faktora uspešnosti testiranja sorti. U ogledu je korišćena modifikovana metoda zaražavanja zrna kukuruza opisana od strane Gilbert i Woods (2006). Ova metoda se najčešće koristi u ogledima sa velikim brojem sorti i za ispitivanje ukupne otpornosti (tip i i tip II) u poljskim uslovima (Mesterházy et al., 2015). Za inokulaciju je korišćen monosporni izolat gljive F. graminearum lokalnog porekla sa Rimskih šančeva iz kolekcije Instituta za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad. S obzirom da je otpornost prema fuzariozi klasa horizontalne prirode, Buerstmayr et al. (2008) ukazuju na opravdanost korišćenja lokalnih izolata gljive u ogledima u kojima se ispituju sorte i traže novi izvori otpornosti prema fuzariozi klasa. Intenzivna upotreba malog broja sorti u oplemenjivačkim procesima povećava selekcioni pritisak patogena i može dovesti do prevazilaženja gena otpornosti. Važno je obezbediti varijabilnost u oplemenjivačkom materijalu kroz traženje i implementaciju dodatnih izvora otpornosti u lokalnim populacijama pšenice. Evaluacija otpornih sorti na fuzariozu klasa u lokalnim populacijama je ključna za izbor novih linija otpornih na prouzrokovača ove bolesti. Sorte sa dobrim agronomskim osobinama i potencijalnim genima prema otpornosti na fuzariozu klasa se široko koriste u poljoprivrednoj proizvodnji i oplemenjivačkim programima, ali najčešće izvor otpornosti ovih sorti nije do kraja istražen i opisan. U ovom radu su ispitane rekacije 44 sorti tokom dve vegetacione sezone, koje su pokazale različite nivoe reakcija prema indeksu oboljenja, vrednosti FDK, prinosu i komponentama prinosa. Karakterizacija sorti prema reakcijama otpornosti ili osetljivosti nije bila u potpunosti moguća, ali su uočeni različiti odgovori sorti prema klimatskim uslovima tokom godina i pritisku patogena, koji su uticali na razlike u vrednostima pokazatelja bolesti, prinosa i komponenti prinosa. Istraživanjem je obuhvaćeno praćenje pojave inicijalne infekcije i njenog širenja na klasovima (tip I i tip II otpornosti) i otpornost na zarazu zrna (tip III). Tip IV otpornosti odnosno otpornost na akumulaciju mikotoksina je važna komponenta otpornosti sorti na fuzariozu klasa (Snijders i Perkowski, 1990), ali nije bila uključena u ovo istraživanje. Međutim, predpostavke o ponašanju sorti prema akumulaciji DON toksina se mogu izvesti na osnovu ocene vrednosti FDK (Brennan et al., 2007). Pretpostavlja se da sorte sa niskim vrednostima FDK imaju niske vrednosti DON toksina, jer je poznato da su fuzarijumom zaražena zrna nosioci DON toksina (Bai et al., 2001). Potvrđeno je postojanje aktivnih (fizioloških) i pasivnih (morfoloških) tipova otpornosti. Fiziološka otpornost obuhvata nekoliko komponenti i one se međusobno razlikuju. Određene komponente otpornosti su uključene u proces uspostavljanja inicijalne

Diskusija infekcije, dok je otpornost na penetraciju presudna za intenzitet pojave simptoma na klasu pšenice. Komponenta otpornosti koja utiče na inhibiciju ili sporiji rast micelije patogena u napadnutom tkivu je značajna usled toga što mehanizmi inhibicije rasta gljive dovode do razlika među sortama u pogledu ostvarene zaraze zrna. To znači da postoje sorte koje mogu dostići više prinose i manju zarazu zrna od predviđenih na osnovu vizuelne ocene simptoma. Jedan od primera je sorta NS40S koja je pokazala srednje osetljivu reakciju prema ostvarenju zaraze i širenju infekcije (DI = 26%), rekaciju otpornosti prema zarazi zrna (FDK=8) i stabilan prinosa tokom dve različite godine. Donošenje zaključaka o otpornosti sorti je kompleksan proces koji obuhvata poređenje parametara bolesti sa ostvarenim prinosima uz uvažavanje delovanja faktora životne sredine i imajući u vidu genetske predispozicije sorti prema prinosu. Oplemenjivači koji testiraju sorte prema reakciji na prouzrokovača fuzarioze klasa kao osnovne parametre ocene uglavnom uzimaju vrednosti indeksa oboljenja i prinosa. Pri širokom rasponu pritiska patogena tokom dve vegatacione sezone 15 sorti je pokazalo reakciju otpornosti i srednje otpornosti prema fuzariozi klasa. Međutim, sorte su se razlikovale u odnosu na ostvaren prinos tokom godina. Samo su sorte Ilina, Basmati i Komarom imale prinose u obe godine veće od 6.800 kg-ha. Ovi primeri pokazuju da postoje sorte koje reaguju stabilno u odnosu na indeks oboljenja kada su izložene različitim agroekološkim uticajima uz postizanje visokih i stabilnih prinosa. Uočeni su primeri koji pokazuju da reakcije sorti u pogledu prinosa mogu značajno varirati čak i kada je indeks oboljenja statistički značajno sličan. Sorte Basmati i Melodija koje su prema vrednosti indeksa oboljenja pokazale reakciju srednje otpornosti tokom godine sa jačim pritiskom patogena su se značajno razlikovale u ostvarenim prinosima. Takođe, uočene su sorte koje su pokazale reakciju osetljivosti u odnosu na indeks oboljenja, ali su dostizale prinose u nivou sorti koje su pokazale reakciju otpornosti prema fuzariozi klasa. Sorta Avenue je tokom 2014. godine svrstana u kategoriju osteljivih sa indeksom oboljenja 41,6%, dok je sorta Basmati iste godine pokazala reakciju srednje otpornosti uz indeks oboljenja 19%, međutim obe sorte su u godini sa jačim pritiskom patogena ostvarile prinos veći od 6 t -ha. Ovo pokazuje da prinos nije uvek zavisio od vrednosti indeksa oboljenja, nego je mogao biti definisan genima koji su nosioci visokih potencijala prinosa ili faktorima životne sredine. U radu Jevtić et al. (2021a) varijabilnost postignutih prinosa u dve vegetacione sezone je bila izraženije kod sorti osetljive/srednje osetljive rekacije u odnosu na sorte srednje otpornih reakcija. Takođe, sorte osetljive/ srednje osetljive rekacije prema fuzariozi klasa su međusobno varirale u odgovoru prema

Diskusija pritisku patogena u istim uslovima životne sredine ukazujući da postoji određeni prag pritiska patogena ispod kojeg određena sorta neće odgovoriti smanjenjem prinosa. Veza između tolerantnost i otpornosti na zarazu zrna je kompleksna. Generalno viši nivoi otpornosti prema zarazi zrna su povezani sa manjim gubitkom prinosa i manjom akumulacijom toksina (Mesterházy & Batok, 1992). Česti slučajevi gde sorte sa dobrim performansama prinosa imaju visoku zarazu zrna, ukazuju da veza između ovih osobina nije u potpunosi bliska, inače bi svi tolerantni genotipovi imali niske vrednosti FDK. Sorte kao što su Ilina, Basmati i Komarom su dale visoke prinose u godini sa visokim pritiskom patogena (više od 6 t-ha), međutim zaraza zrna je veća od očekivane i kretala se u vrednosti od 15,5 – 19,5 (reakcija srednje osetljivih). Na osnovu indeksa oboljenja ove sorte su pokazale srednje otpornu rekaciju na ostvarenje zaraze. Ukoliko bi postojala bliska povezanost ove dve osobine tada bi kod svakog tolerantnog genotipa zabeležena niža zaraza zrna, što nije potvrđeno u svim slučajevima. Vrednosti FKD sorti Kruna, Dika i Radojka su bile stabilne u dve vegetacione sezone, a pri jakom pritisku patogena ove sorte su pokazale reakciju otpornosti prema zarazi zrna (FDK manji od 8%) i pored visokih vrenosti indeksa oboljenja tokom 2015. godine (indeks oboljenja veći od 40%). Sorta Radojka je u godini sa jakim pritiskom patogena ostvarila prinose veće od 6 t-ha, suprotno od očekivanja kretanja prinosa na osnovu ocenjenog indeksa oboljenja. Ovde se radi o potencijalno novom tipu otpornosti koji se odnosi na kasnije zaraze zrna, kod sorti koje imaju manje vrednosti FDK i pored značajne količine kiše u periodu cvetanja. Sorte koje karakteriše ova osobina imaju veći indeks oboljenja, a manji FDK, što znači da infekcija na plevicama ne mora nužno dovesti do zaraze zrna. Kod sorti kod kojih je primećena ovakva reakcija transport asimilata kroz vreteno klasa se nastavlja i nakon inicijalne infekcije. Suprotno, kod osetljivih sorti masa micelije patogena inhibira transport asimilata, te zrna iznad mesta infekcije gube na težini, postaju štura iako nisu zaražena. U istraživanjima Martin et al. (2017) zabeležena je deformacija zrna u različitom procentu u zavisnosti od sorte, kao i smanjenje mase 1.000 zrna kod svih genotipova usled pojave fuzarioze klasa. Ovakvi rezultati pokazuju da su neophodna dodatna ispitivanja sorti u pogledu njihovog ponašanja prema zarazi zrna. Sorte kod kojih je primećena manja zaraza zrna i pored jakih simptoma zaraze na klasu je neophodno uključivati u procese selekcije kao potencijalne nosioce gena otpornosti. To je važno i sa stanovišta bezbednosti hrane, s obzirom na povezanost zaraženih zrna i koncentracije DON toksina. Navedeni tipovi otpornosti su delimično zavisni, ali najverovatnije leže na različitim genetskim mehanizima, pa se nasleđuju nezavisno (Bai et al., 2001). Međutim

Diskusija otpornost ne zavisi samo od genetskih mehanizama, već je pod značajnim uticajem genotipa i životne sredine (Miedaner et al., 2001). Ovo istraživanje je omogućilo ispitivanje interakcija, pojave bolesti i izbora sortimenta na prinos, masu 1.000 zrna i hektolitar. Otpornost sorti se ne ogleda samo u oceni indeksa oboljenja i akumulacije DON toksina već i u sposobnosti sorti da spreči defomaciju (FDK) i održi težinu (masa 1.000 zrna) i zapreminu (hekotlitarska masa) zrna. Evaluacija otpornosti na zarazu zrna je zahtevna, i često nije prioritet selekcionera koji za ocenu sorti najčešće uzmaju vizuelne ocene klasa i sadržaj mikotoksina. Međutim samo kompletno sagledavnje svih osobina i reakcija biljke na prouzrokovača bolesti dovodi do relevantnih zaključaka o otpornosti. Većina rekacija sorti je svrstana u grupu srednje otpornih i grupu osetljivih/srednje osetljivih što je u saglasnosti sa drugim istraživanjima u kojima je utvrđen širok raspon vrednosti indeksa oboljenja i FDK (Góral & Walentyn–Góral, 2014). Kretanje vrednost prinosa i FDK se ne može u potpunosti predvideti na bazi vrednosti indeksa oboljenja. Takođe, na osnovu vrednosti indeksa oboljenja nije moguće sa preciznošću utvrditi reakciju pojedinačnih sorti u pogledu zaraze zrna. Stabilnost sortimenta pšenice je usko povezana sa stepenom otpornosti. Mnogi autori su definisali opšte pravilo da najotporniji genotipovi teže da budu najstabilniji, dok su najosetljiviji genotipovi nestabilni (Mesterházy, 1995; Buerstmayr et al., 2008). Prema tome, očekuje se da visoko otporni genotipovi pokazuju malu varijabilnost u reakciji na bolest i ostaju otporni tokom svih uslova eksperimenta, što se može potvrditi različitim pokazateljima varijabilnosti (koeficijent varijacije, varijansa, standardna devijacija, odstupanje od linije regresije). U ovom ogledu nije posebno testirana stabilnost sorti, međutim kao pokazatelj variranja/stabilnosti reakcija sorti kroz različite ekološke uslove tokom godina korišćeni su koeficijenti varijacije. Prema rezultatima istraživanja može se uočiti da su retki genotipovi koji su stabilni za sve osobine. Sorta Apache je tokom 2014. godine pokazala reakciju otpornosti na ostvarenje i širenje zaraze fuzarioze klasa (DI=10%), uz visoke i stabilne prinose tokom godina. Takođe, FDK vrednosti kod ove sorte su u dve godine bile stabilne, a u godini sa jačim pritiskom patogena sorta Apache je pokazala reakciju srednje otpornosti prema zarazi zrna (FDK 9%). Ipak u ogledu Župunski et al. (2021a) infekcija zrna sorte Apache je bila veća od 60%, što ukazuje da svaka sorta može pokazati reakciju osetljivosti pri dovoljno visokom pritisku patogena. Korelacija između otpornosti i stabilnosti je jaka, što znači da bi selekcija za najotpornije sorte dovela i do povećanja stabilnosti, međutim ponašanje svih komponenti otpornosti nije jednako.

Zaključak

8. ZAKLJUČAK

Na osnovu rezultata istraživanja mogu se doneti sledeći zaključci:

• Kompleks abiotičkih i biotičkih faktora koji utiču na pojavu fuzarioze klasa i variranje vrednosti prinosa, ukazuju da različite reakcije sorti prešenice prema fuzariozi klasa mogu delimično biti pripisane klimatskim faktorima u mesecu maju tokom perioda cvetanja pšenice u agroekološkim uslovima u Srbiji. Primenom PLS regresije utvrđen je visok značaj sekundarnih infekcija i delovanja klimatskih elemenata na pokazatelje bolesti sve do žetve. Razlike između faktora koji deluju na indeks oboljenja, FDK, prinos i komponente prinosa ukazuju na različite mehanizme odgovora biljke kada su ove osobine u pitanju. Uticaj godine je bio više značajan za kretanje vrednosti indeksa oboljenja, FDK i prinosa, u odnosu na masu 1.000 zrna i hektolitarsku masu.

• Jaka zavisnost indeksa oboljenja i reakcija ispitivanog sortimenta na otpornost prema fuzariozi klasa ukazuju da je pri oceni stepena otpornosti neophodno ispitivanje drugih pokazatelja bolesti, kao što je FDK. Generalno, na osnovu indeksa oboljenja se može predvideti da će sorte sa većim indeksom oboljenja imati i više zaraženih zrna. Linearna regresija (R2=35,9) i Spearmanov koeficijent korelacije (r=0,640, P<0.001) pokazuju statistički značajnu srednje pozitivnu korelaciju vrednosti indeksa oboljenja i vrednosti FDK. Potreba testiranja FDK proizilazi još iz veće povezanosti ovog faktora sa akumulacijom DON tokisna i padavinama tokom cvetanja ili kasnim infekcijam koje su bile značajne za razvoj fuzarioze klasa u ovom istraživanju.

• Analiza varijanse pokazuje da godina, kao ni indeks oboljenja nisu statistički značajno uticali na reakciju sorti prema masi 1.000 zrna, dok je u slučaju prinosa i hektolitarske mase potvrđen značajan uticaj godine i indeksa oboljenja. Vrednosti hektolitarske mase i mase 1.000 zrna su stabilnije pri delovanju različitih uslova životne sredine i pritiska patogena u odnosu na prinos, što pokazuju izračunati intervali poverenja. Mogućnost predviđanja vrednosti mase 1.000 zrna na osnovu vrednosti prinosa je ograničena, s obzirom na srednju pozitivnu korelacija (r=0.349, p<0.001) između prinosa i mase 1.000 zrna praćenu niskim koeficijentom determinacije (R2= 24%).

• Između indeksa oboljenja i prinosa je utvrđena statistički značajno srednje negativna korelaciju (r=-0,574; P=0,000) uz koeficijent determinacije R2=37%. Indeks oboljenja je više povezan sa prinosom u odnosu na komponente prinosa, što pokazuje statistički značajno niska negativna korelacija (r=-0,130; P=0,035)

Zaključak

između indeksa oboljenja i mase 1.000 zrna i nizak koeficijent determinacije R2=6,3%, dok između indeksa oboljenja i hektolitarske mase nije utvđena korelacija, na šta ukazuje i nizak koeficijent determinacije (1,7%). Varijacija FDK ne objašnjava u potpunosti varijaciju prinosa i komponenti prinosa s obzirom da su linearnom regresijom dobijeni niski koeficijenti determinacije za prinos (R2 =26,2 %), masu 1.000 zrna (R2 =7,5 %) i hektolitarsku masu (R2=1,1%). P vrednost uticaja FDK na prinos u modelu linerane regresije iznosila je 0,131, dok je za masu 1.000 zrna iznosila 0,072.

• Na osnovu vizuelne ocene se ne može se predvideti nivo prinosa. Sorte koje i pored visokih vrednosti indeksa oboljenja ostvaruju prinose značajno više od predviđenih linijom regresije, pokazuju potencijalno veću otpornost na ostvarenje i širenje zaraze. Sorta NS40S je u godini sa jačim pritiskom patogena bila među najprinosnijim sortama u ogledu uz ostvaren prinos od 6.940 kg -ha, iako je na osnovu vrednosti indeksa oboljenja (DI=26%) pokazala srednje osetljivu reakciju prema ostvarenju zaraze i širenju infekcije.

• Sorte kod kojih su FDK vrednosti značajno niže i pored visokih vrednosti indeksa oboljenja mogu posedovati otpornost na zarazu zrna. Vrednosti FDK sorti Kruna, Dika i Radojka su bile stabilne u dve vegetacione sezone, a pri jakom pritisku patogena ove sorte su pored značajnih simptoma na klasu (DI veći od 40%) pokazale reakciju otpornosti prema zarazi zrna (FDK manji od 8%). Sorte Zvezdana i NS40S su imale niže vrednosti zaraze zrna u odnosu na projektovane vrednostima indeksa oboljenja u godini sa jačim pritiskom patogena (Zvezdana: DI=43,6%, FDK=8%; NS40S: DI=26%, FDK=14,5%).

• Testiranjem otpornosti genotipova pšenice utvrđeno je da nijedna ispitivana komercijalna sorta nije ispoljila otpornost prema prouzrokovaču fuzarioze klasa. Izdvojeno je 15 sorti sa stabilnim vrednostima indeksa oboljenja, 7 sorti sa stabilnim vrednostima FDK i 5 sorti sa stabilnim vrednostima prinosa tokom dve vegatacione sezone koje su se razlikovale u pritisku patogena i uslovima životne sredine. Sorte Basmati, Komarom, Ilina, Apache, Melodija, Evropa 90, Pobeda i Simonida su imale prosečan indeks oboljenja manji od 15% osim Basmati i Pobede kod kojih se kretao u rasponu od 21% (Basmati) do 27,6% (Pobeda), ali su samo sorte Ilina, Basmati i Komarom imale prinose u obe godine veći od 6.800 kg-ha. Kod sorti Basmati, Komarom, Farineli, NS40S i Solehio koeficijent varijacije prinosa nije prešao 5%, ali su postojale sorte kao Ilina koje su davale najviše prinose iako su im razike u prinosu tokom dve godine bile veće. Kod sorti Dika, Kruna, Planeta, Apache, Melodija, NS40S i Radojka, razlika FDK vrednosti u okviru intervala poverenja u dve vegetacione sezone nije prešla 10%, ipak malo kolebanje indeksa oboljenja nije bilo nužno povezano sa malim kolebanjem FDK. Ove sorte je potrebno uključiti u dalja ispitivanja na molekularnom nivou i buduća ispitivanja u okviru oplemenjivačkog programa pšenice.

Literatura

9. LITERATURA

Abramson, D., Clear, R. M., & Nowicki, T. W. (1987). Fusarium species and trichothecene mycotoxins in suspect samples of 1985 Manitoba wheat. Canadian Journal of Plant Science, 67(3), 611-619. https://doi.org/10.4141/cjps87-087 Anderson, J. A., Stack, R. W., Liu, S., Waldron, B. L., Fjeld, A. D., Coyne, C., ... & Frohberg, R. C. (2001). DNA markers for Fusarium head blight resistance QTLs in two wheat populations. Theoretical and Applied Genetics, 102(8), 1164-1168. https://doi.org/10.1007/s001220000509 Aoki, T., & O'Donnell, K. (1999). Morphological and molecular characterization of Fusarium pseudograminearum sp. nov., formerly recognized as the Group 1 population of F. graminearum. Mycologia, 91(4), 597-609. https://doi.org/10.1080/00275514.1999.12061058 Aoki, T., Ward, T.J., Kistler, H.C., O’Donnell, K. (2012). Systematics, phylogeny and trichothecene mycotoxin potential of fusarium head blight cereal pathogens. Mycotoxins, 62, 91–102. Arseniuk, E., Goral, T., & Czembor, H. J. (1993). Reaction of triticale, wheat and rye accessions to graminaceous Fusarium spp. infection at the seedling and adult plant growth stages. Euphytica, 70(3), 175-183. https://doi.org/10.1007/BF00023757 Atanasov, D. (1920). Fusarium-blight (scab) of wheat and other cereals. US Government Printing Office. Backhouse, D. (2014). Global distribution of Fusarium graminearum, F. asiaticum and F. boothii from wheat in relation to climate. Eur. J. Plant Pathol. 139, 161–173. https://doi.org/10.1007/s10658-013-0374-5. Bacon, C. W., & Hinton, D. M. (2007). Potential for control of seedling blight of wheat caused by Fusarium graminearum and related species using the bacterial endophyte Bacillus mojavensis. Biocontrol science and technology, 17(1), 81-94. https://doi.org/10.1080/09583150600937006 Bagi, F. (1999). Ispitivanje heterogenosti populacije gljive Fusarium graminearum Schwabe patogena pšenice i kukuruza, Magistarska teza, Poljoprivredni fakultet Novi Sad Bai, G. (1995). Scab of wheat: epidemiology, inheritance of resistance, and molecular markers linked to cultivar resistance. PhD thesis, Purdue University. https://docs.lib.purdue.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2602&context=dissertations Bai, G. H., Plattner, R., Desjardins, A., Kolb, F., & McIntosh, R. A. (2001). Resistance to Fusarium head blight and deoxynivalenol accumulation in wheat. Plant Breeding, 120(1), 1-6. https://doi.org/10.1046/j.1439-0523.2001.00562.x Bai, G., Kolb, F. L., Shaner, G., & Domier, L. L. (1999). Amplified fragment length polymorphism markers linked to a major quantitative trait locus controlling scab resistance in wheat. Phytopathology, 89 (4), 343 - 348. https://doi.org/10.1094/PHYTO.1999.89.4.343

Literatura

Bai, G.H., Shaner, G., Ohm, H. (2000): Inheritance of resistance to Fusarium graminearum in wheat. Theoretical and Applied Genetics 100: 1-8. Balaž, F., Bagi, F., Stojšin, V., & Mastilović, J. (2008). Efficacy of chemical control against wheat head blight and impact on yield and technological quality. Cereal Research Communications, 36(6), 701-730. https://doi.org/10.1556/CRC.36.2008.Suppl.B.63 Balaž, F., Tošić, M. & Balaž, J. (1995). Zaštita biljaka, bolesti ratarskih i povrtarskih biljaka. Agencija Krstin, Novi Sad, 1-306. Bechtel, D. B., Kaleikau, L. A., Gaines, R. L., & Seitz, L. M. (1985). The effects of Fusarium graminearum infection on wheat kernels. Cereal Chemistry, 62(3), 191- 197. Bernardo, A. N., Ma, H., Zhang, D., & Bai, G. (2012). Single nucleotide polymorphism in wheat chromosome region harboring Fhb1 for Fusarium head blight resistance. Molecular breeding, 29(2), 477-488. https://doi.org/10.1007/s11032-011-9565-y Beyer, M., Verreet, J. A., & Ragab, W. S. (2005). Effect of relative humidity on germination of ascospores and macroconidia of Gibberella zeae and deoxynivalenol production. International journal of food microbiology, 98(3), 233-240. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2004.07.005 Booth, C., (1971). The Genus Fusarium. Famham: Commonwealth Agricultural Bureaux, 237pp. Bottalico, A. (1998). Fusarium diseases of cereals: species complex and related mycotoxin profiles, in Europe. Journal of plant Pathology, 80(2), 85-103. https://www.jstor.org/stable/41997909 Bottalico, A., & Perrone, G. (2002). Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. In Mycotoxins in plant disease (pp.611-624). Springer, Dordrecht. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-010-0001-7_2 Boyacioglu, D., Hettiarachchy, N. S., & Stack, R. W. (1992). Effect of three systemic fungicides on deoxynivalenol (vomitoxin) production by Fusarium graminearum in wheat. Canadian Journal of Plant Science, 72(1), 93-101. https://doi.org/10.4141/cjps92-010 Brennan, J. M., Egan, D., Cooke, B. M., & Doohan, F. M. (2005). Effect of temperature on head blight of wheat caused by Fusarium culmorum and F. graminearum. Plant pathology, 54(2), 156-160. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2005.01157.x Brennan, J. M., Leonard, G., Fagan, B., Cooke, B. M., Ritieni, A., Ferracane, R., ... & Doohan, F. M. (2007). Comparison of commercial European wheat cultivars to Fusarium infection of head and seedling tissue. Plant Pathology, 56(1), 55-64. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2006.01458.x Brunner, K., Paris, M. P. K., Paolino, G., Bürstmayr, H., Lemmens, M., Berthiller, F., ... & Mach, R. L. (2009). A reference-gene-based quantitative PCR method as a tool to determine Fusarium resistance in wheat. Analytical and bioanalytical chemistry, 395(5), 1385-1394. https://doi.org/10.1007/s00216-009-3083-3 Buerstmayr, H., Ban, T., & Anderson, J. A. (2009). QTL mapping and marker‐assisted selection for Fusarium head blight resistance in wheat: a review. Plant breeding, 128(1), 1-26. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2008.01550.x Buerstmayr, H., Lemmens, M., Hartl, L., Doldi, L., Steiner, B., Stierschneider, M., & Ruckenbauer, P. (2002). Molecular mapping of QTLs for Fusarium head blight resistance in spring wheat. I. Resistance to fungal spread (Type II resistance). Theoretical and Applied Genetics, 104(1), 84-91. https://doi.org/10.1007/s001220200009

Literatura

Buerstmayr, H., Lemmens, M., Schmolke, M., Zimmermann, G., Hartl, L., Mascher, F., ... & Nicholson, P. (2008). Multi‐environment evaluation of level and stability of FHB resistance among parental lines and selected offspring derived from several European winter wheat mapping populations. Plant Breeding, 127(4), 325-332. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2008.01507.x Buerstmayr, H., Steiner, B., Hartl, L., Griesser, M., Angerer, N., Lengauer, D., ... & Lemmens, M. (2003). Molecular mapping of QTLs for Fusarium head blight resistance in spring wheat. II. Resistance to fungal penetration and spread. Theoretical and Applied Genetics, 107(3), 503-508. https://doi.org/10.1007/s00122-003-1272-6 Burgess, L. W. B., Summerell, A., Backhouse, D., Benyon, F., & Levic, J. (1996). Biodiversity and population studies in Fusarium. SYDOWIA-HORN-, 48, 1-11. https://www.zobodat.at/pdf/Sydowia_48_0001-0011.pdf Burgess, L. W., Summerell, B. A., Bullock, S., Gott, K. P., Backhouse, D. (1994). Laboratory Manual for Fusarium Research, 3rd ed. University of Sydney/Royal Botanic Gardens, Sydney, Australia. Bushnell, W. R., Hazen, B. E., & Pritsch, C. (2003). Histology and physiology of Fusarium head blight. Fusarium head blight of wheat and barley, 44-83. Chaudhary, R. G., & Edison, S. (1991). Epidemiology and basic facts of severity, yield loss and grain quality deterioration due to ear blight of wheat in Arunachal Pradesh. Indian Phytopathology, 43(4), 571-574. Christensen, J. J., Stakman, E. C., & Immer, F. R. (1929). Susceptibility of wheat varieties and hybrids to fusarial head blight in Minnesota. https://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/203997/mn1000_agexpstn_tb _059.pdf?sequence=1 Cuomo, C. A., Güldener, U., Xu, J. R., Trail, F., Turgeon, B. G., Di Pietro, A., ... & Kistler, H. C. (2007). The Fusarium graminearum genome reveals a link between localized polymorphism and pathogen specialization. Science, 317(5843), 1400- 1402. https://doi.org/10.1126/science.1143708 Curtis, M. J., & Wolpert, T. J. (2002). The oat mitochondrial permeability transition and its implication in victorin binding and induced cell death. The Plant Journal, 29(3), 295-312. https://doi.org/10.1046/j.0960-7412.2001.01213.x Cuthbert, P. A., Somers, D. J., & Brulé-Babel, A. (2007). Mapping of Fhb2 on chromosome 6BS: a gene controlling Fusarium head blight field resistance in bread wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical and Applied Genetics, 114(3), 429-437. https://doi.org/10.1007/s00122-006-0439-3 De Kuppler, A.M.; Steiner, U.; Sulyok, M.; Krska, R.; Oerke, E.-C. (2011): Genotyping and phenotyping of Fusarium graminearum isolates from Germany related to their mycotoxin biosynthesis. Int. J. Food Microbiol., 151, 78–86. De Luna, L., Paulitz, T. C., Bujold, I., & Carisse, O. (2002). Ascospore gradients of Gibberella zeae from overwintered inoculum in wheat fields. Canadian Journal of Plant Pathology, 24(4), 457-464. https://doi.org/10.1080/07060660209507034 De Nijs, M., Van Egmond, H. P., Rombouts, F. M., & Notermans, S. H. W. (1997). Identification of hazardous Fusarium secondary metabolites occurring in food raw materials. Journal of food safety, 17(3), 161-191. https://doi.org/10.1111/j.1745- 4565.1997.tb00185.x Denčić, S., Mladenov, N., Kobiljski, B. (2011). Effects of genotype and environment on breadmaking quality in wheat. Internacional Journal of Pant Production, 5(1),71- 81. https://www.sid.ir/FileServer/JE/124220110107.pdf

Literatura

Desjardins, A. E., & Proctor, R. H. (2007). Molecular biology of Fusarium mycotoxins. International journal of food microbiology, 119(1-2), 47-50. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2007.07.024 Dexter, J. E., Marchylo, B. A., Clear, R. M., & Clarke, J. M. (1997). Effect of Fusarium head blight on semolina milling and pasta‐making quality of durum wheat. Cereal Chemistry, 74(5), 519-525. https://doi.org/10.1094/CCHEM.1997.74.5.519 Dilbirligi, M., Erayman, M., Campbell, B. T., Randhawa, H. S., Baenziger, P. S., Dweikat, I., & Gill, K. S. (2006). High-density mapping and comparative analysis of agronomically important traits on wheat chromosome 3A. Genomics, 88(1), 74-87. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2006.02.001 Dill-Macky, R. (2003). Inoculation methods and evaluation of Fusarium head blight resistance in wheat. Fusarium head blight of wheat and barley, 184-210. Dill-Macky, Ruth & Jones, R. (2000). The Effect of Previous Crop Residues and Tillage on Fusarium Head Blight of Wheat. Plant Disease – 84, 71-76. Doohan, F. M., Brennan, J., & Cooke, B. M. (2003). Influence of climatic factors on Fusarium species pathogenic to cereals. In Epidemiology of mycotoxin producing fungi (pp. 755-768). Springer, Dordrecht. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-017-1452-5_10 Doohan, F., Parry, D., & Nicholson, P. (1999). Fusarium ear blight of wheat: the use of quantitative PCR and visual disease assessment in studies of disease control. Plant pathology, 48(2), 209-217. Drezner, G., Dvojkovic, K., Horvat, D., Novoselovic, D., & Lalic, A. (2007). Environmental impacts on wheat agronomic and quality traits. Cereal Research Communications, 35(2), 357-360. https://doi.org/10.1556/CRC.35.2007.2.48 Dufault, N. S., De Wolf, E. D., Lipps, P. E., & Madden, L. V. (2006). Role of temperature and moisture in the production and maturation of Gibberella zeae perithecia. Plant Disease, 90(5), 637-644. https://doi.org/10.1094/PD-90-0637 Edwards, S. G., Pirgozliev, S. R., Hare, M. C., & Jenkinson, P. (2001). Quantification of trichothecene-producing Fusarium species in harvested grain by competitive PCR to determine efficacies of fungicides against Fusarium head blight of winter wheat. Applied and environmental microbiology, 67(4), 1575-1580. https://doi.org/10.1128/AEM.67.4.1575-1580.2001 Eriksen, G.S., & Alexander, G. (1998). Fusarium toxins in cereals – a risk assessment. TemaNord Food 1998: 502, Nordic Council of Ministers. Expressen Tryk & Kopicenter, Copenaghen, Denmark, 146 pp. https://books.google.rs/books?hl=en&lr=Fusarium+toxins+in+cereals Faostat (2021). Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). FAOSTAT Statistical Database. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC/visualize pristupano 19.06.2021. Flaksberger, K. A. (1935). Cereals: Wheat. In: Wulf, E. W. (ed.), Flora of Cultivated Plants I, Cos. Izd. Kolkh. Sovkh., Moscow and Leningrad et al. pp. 434. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19371601453 Foroud, N. A., & Eudes, F. (2009). Trichothecenes in cereal grains. International journal of molecular sciences, 10(1), 147-173. https://www.mdpi.com/1422-0067/10/1/147 Francl, L., Shaner, G., Bergstrom, G., Gilbert, J., Pedersen, W., Dill-Macky, R., ... & Wiersma, J. (1999). Daily inoculum levels of Gibberella zeae on wheat spikes. Plant Disease, 83(7), 662-666. https://doi.org/10.1094/PDIS.1999.83.7.662 Froment, A., Gautier, P., Nussbaumer, A., Griffiths, A. (2011): Forecast of mycotoxins levels in soft wheat, durum wheat and maize before harvesting with Qualim`etre®.

Literatura

J. Verbrauch. Lebensm. 6 (2), 277–281. https://doi.org/10.1007/s00003010-0655- 2. FUSARIUM−ID v. 1.0 http://fusarium.cbio.psu.edu Gardiner, S. A., Boddu, J., Berthiller, F., Hametner, C., Stupar, R. M., Adam, G., & Muehlbauer, G. J. (2010). Transcriptome analysis of the barley–deoxynivalenol interaction: evidence for a role of glutathione in deoxynivalenol detoxification. Molecular plant-microbe interactions, 23(7), 962-976. https://doi.org/10.1094/MPMI-23-7-0962 Gilbert, J., & Tekauz, A. (2000). Recent developments in research on Fusarium head blight of wheat in Canada. Canadian Journal of Plant Pathology, 22(1), 1-8. https://doi.org/10.1080/07060660009501155 Gilbert, J., & Woods, S. (2006). Strategies and considerations for multi-location FHB screening nurseries. In The global Fusarium initiative for international collaboration: a strategic planning workshop. CIMMYT, El Batàn, Mexico (pp. 93- 102). https://books.google.rs/books?hl=en&lr=Strategies+and+considerations Gilbert, J., Woods, S. M., & Kromer, U. (2008). Germination of ascospores of Gibberella zeae after exposure to various levels of relative humidity and temperature. Phytopathology, 98(5), 504-508. https://doi.org/10.1094/PHYTO-98- 5-0504 Glazebrook, J. (2005): Contrasting mechanisms of defense against biotrophic and necrotrophic pathogens. Annu. Rev. Phytopathol. 43, 205–227. https://doi.org/ 10.1146/annurev.phyto.43.040204.135923. Góral, T., & Walentyn-Góral, D. (2014). Odporność odmian i linii pszenicy jarej na fuzariozę kłosów powodowaną przez grzyb Fusarium culmorum. [Resistance of spring wheat cultivars and lines to Fusarium head blight caused by Fusarium culmorum]. Biuletyn IHAR 271: 3–16. (in Polish). https://www.researchgate.net/profile/Tomasz-Goral-2/publication/272784702 Gordon, W. L. (1959). The occurrence of Fusarium species in Canada: VI. taxonomy and geographic distribution of Fusarium species on plants, insects, and fungi. Canadian Journal of Botany, 37(2), 257-290. https://doi.org/10.1139/b59-021 Gosman, N., Bayles, R., Jennings, P., Kirby, J., & Nicholson, P. (2007). Evaluation and characterization of resistance to Fusarium head blight caused by Fusarium culmorum in UK winter wheat cultivars. Plant Pathology, 56(2), 264-276. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2006.01508.x Häberle, J., Holzapfel, J., Schweizer, G., & Hartl, L. (2009). A major QTL for resistance against Fusarium head blight in European winter wheat. Theoretical and applied genetics, 119(2), 325-332. https://doi.org/10.1007/s00122-009-1041-2 Harasim, E., Wesołowski, M., Kwiatkowski, C., Harasim, P., Staniak, M., Feledyn- Szewczyk, B. (2016): The contribution of yield components in determining the productivity of winter wheat (Triticum aestivum L.). Acta Agrobotanica 69: 1675. Herrera-Foessel, S.A., Singh, R.P., Huerta-Espino, J., Crossa, J., Yuen, J., Djurle, A. (2006): Effect of leaf rust on grain yield and yield traits of durum wheats with race- specific and slow rusting resistance to leaf rust. Plant Disease 90: 1065-1072. Hoehn, D., Rosenberger, A., Kaul, H.-P., Kuebler, E., Aufhammer, W., (2002). Aehrenfusariumbefall (F. culmorum) und Deoxynivalenol-Akkumulation im Kornausbildungsverlauf abreifedifferenzierter Winterweizenbestaende. Pflanzenbauwiss. Ger. J. Agron. 6, 1–8 (English abstr.). Hollingsworth, C. R., Motteberg, C. D., Wiersma, J. V., & Atkinson, L. M. (2008). Agronomic and economic responses of spring wheat to management of Fusarium

Literatura

head blight. Plant Disease, 92(9), 1339-1348. https://doi.org/10.1094/PDIS-92-9- 1339 Homdork, S., Fehrmann, H., & Beck, R. (2000). Effects of field application of tebuconazole on yield, yield components and the mycotoxin content of Fusarium‐infected wheat grain. Journal of phytopathology, 148(1), 1-6. https://doi.org/10.1046/j.1439-0434.2000.00460.x Hristov, N., Mladenov, N., Djuric, V., Kondic-Spika, A., Marjanovic-Jeromela, A., & Simic, D. (2010). Genotype by environment interactions in wheat quality breeding programs in southeast Europe. Euphytica, 174(3), 315-324. https://doi.org/10.1007/s10681-009-0100-8 Huhn, M. R. (2008). Tetraploid Tunisian wheat germplasm as a new source of Fusarium head blight resistance. North Dakota State University. https://www.proquest.com/openview/23d967ba00ea4f16730319e2f90803f8/1?pq- origsite=gscholar&cbl=18750 Jaćimović, G., Acin, V., Crnobarac, J., Latkovic, D. (2016). Biološke i agroekološke osnove proizvodnje pšenice, Biljni Lekar (5-6), 391-408. Jansen, C., von Wettstein, D., Schäfer, W., Kogel,K.H., Felk, A., Maier F.J. (2005). Infection patterns in barley and wheat spikes inoculated with wild-type and trichodiene synthase gene disrupted Fusarium graminearum. Proceedings of the National Academy of Sciences , 102 (46) 16892- 16897; DOI: 10.1073/pnas.0508467102 Jevtić, R., Lalić, B., Mihailović, T. D., Lalošević, M., Malešević, M. (2012). Verifikacija modela prognoze fuzarioze klasa pšenice. Biljni lekar, 40 (4): 335-345. Jevtić, R., Skenderović, N., Župunski, V., Lalošević, M., Orbović, B, Maširević, S. (2021a): The relationship between Fusarium head blight traits, thousand-kernel weight, and yield in winter wheat. Scientia Agricola https://doi.org/10.1590/1678- 992X-2020-0046 Jevtić, R., Skenderović, N., Župunski, V., Lalošević, M., Orbović, B, Maširević, S., Bagi, F. (2021b). Association between yield loss and Fusarium head blight traits in resistant and susceptible winter wheat cultivars. Journal of Plant Diseases and Protection, 128:1013–1022 https://doi.org/10.1007/s41348-021-00486-3 Jevtić, R., Župunski, V., Lalošević, M., & Župunski, L. (2017). Predicting potential winter wheat yield losses caused by multiple disease systems and climatic conditions. Crop Protection, 99, 17-25. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2017.05.005 Jevtić, S. (1992). Posebno ratarstvo. Nauka, Beograd. Johnson, N., & Rajasab, A. H. (2003). Prevalence of Claviceps sorghi on sorghum in Karnataka, India. International Sorghum News Letter, 44, 93-95. http://oar.icrisat.org/1175/1/RA_00398.pdf#page=103 Jones, H. D. (2005). Wheat transformation: current technology and applications to grain development and composition. Journal of Cereal Science, 41(2), 137-147. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2004.08.009 Jones, R. K., & Mirocha, C. J. (1999). Quality parameters in small grains from Minnesota affected by Fusarium head blight. Plant disease, 83(6), 506-511. https://doi.org/10.1094/PDIS.1999.83.6.506 Kabak, B. (2009). The fate of mycotoxins during thermal food processing. Journal of the Science of Food and Agriculture, 89(4), 549-554. https://doi.org/10.1002/jsfa.3491

Literatura

Kang, Z., & Buchenauer, H. (2000). Cytology and ultrastructure of the infection of wheat spikes by Fusarium culmorum. Mycological Research, 104(9), 1083-1093. https://doi.org/10.1017/S0953756200002495 Kikot, G. E., Hours, R. A., & Alconada, T. M. (2010). Extracellular enzymes of Fusarium graminearum isolates. Brazilian Archives of Biology and Technology, 53(4), 779- 783. https://doi.org/10.1590/S1516-89132010000400005 Kissoudis, C., van de Wiel, C., Visser, R.G.F., van der Linden, G. (2014). Enhancing crop resilience to combined abiotic and biotic stress through the dissection of physiological and molecular crosstalk. Front. Plant Sci. 5, 207. https://doi.org/ 10.3389/fpls.2014.00207. Kolb, F. L., Bai, G. H., Muehlbauer, G. J., Anderson, J. A., Smith, K. P., & Fedak, G. (2001). Host plant resistance genes for Fusarium head blight: mapping and manipulation with molecular markers. Crop Science, 41(3), 611-619. https://doi.org/10.2135/cropsci2001.413611x Kommedahl, T., Abbas, H. K., Burnes, P. M., & Mirocha, C. J. (1988). Prevalence and toxigenicity of Fusarium species from soils of Norway near the Arctic Circle. Mycologia, 80(6), 790-794. https://doi.org/10.1080/00275514.1988.12025725 Kükedi E, (1972). Újabb adatok az őszibúza 1970-71, évi fuzáriumos fertőzött ségéhez, Növényvédelem 9, 289-94, Lackermann, K. V., Conley, S. P., Gaska, J. M., Martinka, M. J., & Esker, P. D. (2011). Effect of location, cultivar, and diseases on grain yield of soft red winter wheat in Wisconsin. Plant disease, 95(11), 1401-1406. https://doi.org/10.1094/PDIS-01-11- 0005 Langevin, F., Eudes, F., Comeau, A. (2004). Effect of trichothecenes produced by Fusarium Graminearum during Fusarium head blight development in six cereal species. European Journal of Plant Pathology 110: 735-746. Lee, J., Chang, I. Y., Kim, H., Yun, S. H., Leslie, J. F., & Lee, Y. W. (2009). Genetic diversity and fitness of Fusarium graminearum populations from rice in Korea. Applied and Environmental Microbiology, 75(10), 3289-3295. https://doi.org/10.1128/AEM.02287-08 Leslie, J. F., Anderson, L. L., Bowden, R. L., & Lee, Y. W. (2007). Inter-and intra-specific genetic variation in Fusarium. International journal of food microbiology, 119(1-2), 25-32. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2007.07.059 Leslie, J. F., Zeller, K. A., & Summerell, B. A. (2001). Icebergs and species in populations of Fusarium. Physiological and Molecular Plant Pathology, 59(3), 107-117. https://doi.org/10.1006/pmpp.2001.0351 Leslie, JF, Summerell, BA (2006). The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing USA. First edition. p. 388. Lević, J., Kovačević, T., Vukojević, J., Stanković, S. (2008). Mikobiota semena sirka. IX Savetovanje o zaštiti bilja, 24–28 novembar, Zlatibor, Zbornik rezimea, 48–49. Lević, J., Stanković, S., Bočarov-Stančić, A., Škrinjar, M., & Mašić, Z. (2004). The overview on toxigenic fungi and mycotoxins in Serbia and Montenegro. In An overview on toxigenic fungi and mycotoxins in Europe (pp. 201-218). Springer, Dordrecht. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4020-2646-1_15 Lewandowski, S, & Bushnell, W.R. (2001). Development of Fusarium graminearum on floret surfaces of field-grown barley. Proceedings of 2001 National Fusarium Head Blight Forum (p 128) Erlanger, KY, USA Li, W., Herrman, T. J., & Dai, S. Y. (2011). Determination of aflatoxins in animal feeds by liquid chromatography/tandem mass spectrometry with isotope dilution. Rapid

Literatura

Communications in Mass Spectrometry, 25(9), 1222-1230. https://doi.org/10.1002/rcm.4979 Linne, C. (1753). Species Plantarum, Vol. 1, London, pp. 392. Liu, S.Y., M.D. Hall, C.A. Griffey, and A.L. McKendry. 2009. Meta-analysis of QTL associated with Fusarium head blight resistance in wheat. Crop Sci. 49:1955–1968. https://doi.org/10.2135/cropsci2009.03.0115 Liu, Z. Z., & Wang, Z. Y. (1990). Improved scab resistance in China: sources of resistance and problems. In 3. International Conference on Wheat for the Nontraditional Warm Areas, Foz do Iguacu (Brazil), 29 Jul-3 Aug 1990. CIMMYT, 178–188.. https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=QY9100214 Löffler, M., Schön, C. C., & Miedaner, T. (2009). Revealing the genetic architecture of FHB resistance in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.) by QTL meta- analysis. Molecular Breeding, 23(3), 473-488. https://doi.org/10.1007/s11032-008- 9250-y Maiorano, A., Blandino, M., Reyneri, A., Vanara, F., (2008). Effects of maize residues on the Fusarium spp. Infection and deoxynivalenol (DON) contamination of wheat grain. Crop Prot. 27, 182–188. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2007.05.004. Markell, S. G., & Francl, L. J. (2003). Fusarium head blight inoculum: species prevalence and Gibberella zeae spore type. Plant disease, 87(7), 814-820. https://doi.org/10.1094/PDIS.2003.87.7.814 Martin, C., Schoeneberg, T., Vogelgsang, S., Vincenti, J., Bertossa, M., Mauch-Mani, B., & Mascher, F. (2017). Factors of wheat grain resistance to Fusarium head blight. Phytopathologia Mediterranea, 154-166. https://www.jstor.org/stable/44809288 Menniti, A. M., Pancaldi, D., Maccaferri, M., & Casalini, L. (2003). Effect of fungicides on Fusarium head blight and deoxynivalenol content in durum wheat grain. European Journal of Plant Pathology, 109(2), 109-115. https://doi.org/10.1023/A:1022557819214 Mentewab, A., Rezanoor, H. N., Gosman, N., Worland, A. J., & Nicholson, P. (2000). Chromosomal location of Fusarium head blight resistance genes and analysis of the relationship between resistance to head blight and brown foot rot. Plant Breeding, 119(1), 15-20. https://doi.org/10.1046/j.1439-0523.2000.00439.x Mesterházy, Á. & Bartok, T., (1992). Resistance, pathogenicity and Fusarium spp. influencing toxin (DON) contamination of wheat varieties. 3rd Eur. Seminar on Fusarium - Mycotoxins, Taxonomy, Pathogenicity and Host Resistance, Radzikow, Poland, 22-24 Sept., Hod. Rosl. Aklim. Nasien. 37/3, 9—15. Mesterházy, Á. (1977). Reaction of winter wheat varieties to four Fusarium species. Phytopathologische Zeitschrift, 90(2), 104-112. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19781341757 Mesterházy, Á. (1991). Resistance components of wheat to scab. Mycotoxin research, 7(1), 68-70. https://doi.org/10.1007/BF03192188 Mesterhazy, Á. (1995). ArticleTitle Types and components of resistance against FHB of wheat. Plant Breeding, 114, 377-386. Mesterházy, Á. (2002). Role of deoxynivalenol in aggressiveness of Fusarium graminearum and F. culmorum and in resistance to Fusarium head blight. In Mycotoxins in Plant Disease (pp. 675-684). Springer, Dordrecht. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-010-0001-7_10 Mesterházy, Á., Bartók, T., & Lamper, C. (2003). Influence of cultivar resistance, epidemic severity, and Fusarium species on the efficacy of fungicide control of

Literatura

Fusarium head blight in wheat and deoxynivalenol (DON) contamination of grain. Plant Dis, 87, 1107-1115. Mesterházy, Á., Bartók, T., Mirocha, C. G., & Komoroczy, R. (1999). Nature of wheat resistance to Fusarium head blight and the role of deoxynivalenol for breeding. Plant breeding, 118(2), 97-110. https://doi.org/10.1046/j.1439- 0523.1999.118002097.x Mesterházy, Á., Lehoczki-Krsjak, S., Varga, M., Szabó-Hevér, Á., Tóth, B., Lemmens, M. (2015): Breeding for FHB Resistance via Fusarium Damaged Kernels and Deoxynivalenol Accumulation as Well as Inoculation Methods in Winter Wheat. Agricultural Sciences, 6, 970-1002. doi: 10.4236/as.2015.69094. Mesterházy, Á., Lehoczki-Krsjak, S., Varga, M., Szabó-Hevér, Á., Tóth, B., & Lemmens, M. (2015). Breeding for FHB resistance via Fusarium damaged kernels and deoxynivalenol accumulation as well as inoculation methods in winter wheat. Agricultural Sciences, 6(09), 970. https://doi.org/10.4236/as.2015.69094 Mesterházy, Á., Tóth, B., Bartók, T., & Varga, M. (2008). Breeding strategies against FHB in winter wheat and their relation to type I resistance. Cereal Research Communications, 36:37-43. https://doi.org/10.1556/CRC.36.2008.Suppl.B.6 Miedaner, T., & Korzun, V. (2012). Marker-assisted selection for disease resistance in wheat and barley breeding. Phytopathology, 102(6), 560-566. https://doi.org/10.1094/PHYTO-05-11-0157 Miedaner T. (2006). 9th European Fusarium seminar: 82 Miedaner, T. & Reinbrecht, C. (2001). Trichothecene content of rye and wheat genotypes inoculated with a deoxynivalenol-and a nivalenol-producing isolate of Fusarium culmorum. Journal of phytopathology (1986), 149(5), 245-251. Miedaner, T., Bolduan, C., & Melchinger, A. E. (2010). Aggressiveness and mycotoxin production of eight isolates each of Fusarium graminearum and Fusarium verticillioides for ear rot on susceptible and resistant early maize inbred lines. European Journal of Plant Pathology, 127(1), 113-123. https://doi.org/10.1007/s10658-009-9576-2 Miedaner, T., Cumagun, C. J. R., & Chakraborty, S. (2008). Population genetics of three important head blight pathogens Fusarium graminearum, F. pseudograminearum and F. culmorum. Journal of Phytopathology, 156(3), 129-139. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.2007.01394.x Miedaner, T., Moldovan, M., & Ittu, M. (2003). Comparison of spray and point inoculation to assess resistance to Fusarium head blight in a multienvironment wheat trial. Phytopathology, 93(9), 1068-1072. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2003.93.9.1068 Miedaner, T., Reinbrecht, C., Lauber, U., Schollenberger, M., & Geiger, H. H. (2001). Effects of genotype and genotype—environment interaction on deoxynivalenol accumulation and resistance to Fusarium head blight in rye, triticale, and wheat. Plant Breeding, 120(2), 97-105. https://doi.org/10.1046/j.1439- 0523.2001.00580.x Miedaner, T., Walther, H. (1987). Evaluation of Fusarium resistance in wheat in early stage, Zeitschrift fur PflKrankh. PflSehutz 94, 337—347. Miedaner, T., Würschum, T., Maurer, H. P., Korzun, V., Ebmeyer, E., & Reif, J. C. (2011). Association mapping for Fusarium head blight resistance in European soft winter wheat. Molecular Breeding, 28(4), 647-655. https://doi.org/10.1007/s11032-010- 9516-z

Literatura

Miller, J. D., Young, J. C., & Sampson, D. R. (1985). Deoxynivalenol and Fusarium head blight resistance in spring cereals. Journal of Phytopathology, 113(4), 359-367. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.1985.tb04837.x Milus, E. A., & Parsons, C. E. (1994). Evaluation of foliar fungicides for controlling Fusarium head blight of wheat. Plant disease, 78(7), 697-699. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19942308043 Minitab 17 (2010). Statistical Software [Computer software]. State College, PA: Minitab, Inc. www.minitab.com Muriuki, J. G. (2001). Deoxynivalenol and nivalenol in pathogenesis of Fusarium head blight in wheat. University of Minnesota. https://www.proquest.com/openview/3dc11b410612658ba61238fb2fb2cf94/1?pq- origsite=gscholar&cbl=18750&diss=y Musa, T., Hecker, A., Vogelgsang, S., Forrer, H.R. (2007). Forecasting of fusarium head blight and deoxynivalenol content in winter wheat with FusaProg. OEPP/EPPO Bulletin 37 (2), 283–289. https://doi.org/10.1111/j.1365-2338.2007.01122.x. MycoBank database 2004. An initiative of the International Mycological Association (IMA) and the Westerdijk Fungal Biodiversity Institute. Website built using BioloMICS Software. http://www.mycobank.org Nakamura, C., Kodo, N., Shimizu, T., & Mori, N. (1997). Construction of physical maps of mitochondrial DNAs in Fusarium species causing Fusarium head blight. Cereal Research Communications, 25(3), 321-324. https://doi.org/10.1007/BF03543717 Nganje, W. E., Bangsund, D. A., Leistritz, F. L., Wilson, W. W., & Tiapo, N. M. (2002, December). Estimating the economic impact of a crop disease: the case of Fusarium head blight in US wheat and barley. In National Fusarium Head Blight Forum Proceedings (Vol. 2002, pp. 275-281). https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.175.6524&rep=rep1&ty pe=pdf#page=288 Nganje, W. E., Bangsund, D. A., Leistritz, F. L., Wilson, W. W., & Tiapo, N. M. (2004). Regional economic impacts of Fusarium head blight in wheat and barley. Review of Agricultural Economics, 26(3), 332-347. https://www.jstor.org/stable/3700805 Nightingale, M. J., Marchylo, B. A., Clear, R. M., Dexter, J. E., & Preston, K. R. (1999). Fusarium head blight: effect of fungal proteases on wheat storage proteins. Cereal Chemistry, 76(1), 150-158. https://doi.org/10.1094/CCHEM.1999.76.1.150 Nirenberg, H. I., & O'Donnell, K. (1998). New Fusarium species and combinations within the Gibberella fujikuroi species complex. Mycologia, 90(3), 434-458. https://doi.org/10.1080/00275514.1998.12026929 O'Donnell, K., Kistler, H. C., Tacke, B. K., & Casper, H. H. (2000). Gene genealogies reveal global phylogeographic structure and reproductive isolation among lineages of Fusarium graminearum, the fungus causing wheat scab. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(14), 7905-7910. https://doi.org/10.1073/pnas.130193297 Oldach, K., Serazetdinova, L., Becker, D., & Lorz, H. (2001). Molecular Breeding for improved biotic stress resistance. In Wheat in a Global Environment, Springer, Dordrecht, pp. 311-316. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-017- 3674-9_39 Oliver, R. E., Cai, X., Friesen, T. L., Halley, S., Stack, R. W., & Xu, S. S. (2008). Evaluation of Fusarium head blight resistance in tetraploid wheat (Triticum turgidum L.). Crop Science, 48(1), 213-222. https://doi.org/10.2135/cropsci2007.03.0129

Literatura

Panisson, E., Reis, E. M., & Boller, W. (2003). Quantificação de danos causados pela giberela em cereais de inverno, na safra 2000, em Passo Fundo, RS. Fitopatologia Brasileira, 28, 189-192. https://doi.org/10.1590/S0100-41582003000200013 Parikka, P., Hakala, K., Tiilikkala, K. (2012): Expected shifts in Fusarium species’ composition on cereal grain in Northern Europe due to climatic change. Food Additives & Contaminants: Part A, 29, 1543–1555 Parry, D. W., Jenkinson, P., & McLeod, L. (1995). Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals—a review. Plant pathology, 44(2), 207-238. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1995.tb02773.x Pasquali, M., et al. (2016). A European database of Fusarium graminearum and F. culmorum trichothecene genotypes. Front. Microbiol. 7, 406. https://doi.org/10.3389/ fmicb.2016.00406. Pellegrineschi, A., McLean, S., Salgado, M., Velazquez, L., Hernandez, R., Brito, R. M., ... & Hoisington, D. (2001). Transgenic wheat plants: a powerful breeding source. Euphytica, 119(1), 135-138. https://doi.org/10.1023/A:1017573817633 Peña, R. J. (2002). Wheat for brеad and other foods. In: Curtis B. C., Rajaram S., Gomez Macpherson H. (eds) Bread wheat improvement and production. FAO plant production and protection series, Rome. http://www.fao.org/3/y4011e/y4011e0w.htm#bm32 Pereyra, S. A., & Dill-Macky, R. (2008). Colonization of the residues of diverse plant species by Gibberella zeae and their contribution to Fusarium head blight inoculum. Plant Disease, 92(5), 800-807. https://doi.org/10.1094/PDIS-92-5-0800 Pereyra, S. A., Dill-Macky, R., & Sims, A. L. (2004). Survival and inoculum production of Gibberella zeae in wheat residue. Plant Disease, 88(7), 724-730. https://doi.org/10.1094/PDIS.2004.88.7.724 Pestka, J. J., & Smolinski, A. T. (2005). Deoxynivalenol: toxicology and potential effects on humans. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B, 8(1), 39-69. https://doi.org/10.1080/10937400590889458 Pritsch, C., Muehlbauer, G. J., Bushnell, W. R., Somers, D. A., & Vance, C. P. (2000). Fungal development and induction of defense response genes during early infection of wheat spikes by Fusarium graminearum. Molecular Plant-Microbe Interactions, 13(2), 159-169. https://doi.org/10.1094/MPMI.2000.13.2.159 Protic, R., Jovin, P., Protic, N., Jankovic, S., Jovanovic, Ž. (2007). Mass of 1,000 grains in several winter wheat genotypes, at different dates of sowing and rates of nitrogen fertilizer. Romanian Agricultural Research 24: 39-42. Pumphrey, M. O., Bernardo, R., & Anderson, J. A. (2007). Validating the Fhb1 QTL for Fusarium head blight resistance in near‐isogenic wheat lines developed from breeding populations. Crop science, 47(1), 200-206. https://doi.org/10.2135/cropsci2006.03.0206 Qu, B., Li, H. P., Zhang, J. B., Xu, Y. B., Huang, T., Wu, A. B., ... & Liao, Y. C. (2008). Geographic distribution and genetic diversity of Fusarium graminearum and F. asiaticum on wheat spikes throughout China. Plant Pathology, 57(1), 15-24. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2007.01711.x RHMZ (2021). Republički hidrometeorološki zavod Srbije. http://www.hidmet.gov.rs pristupano pristupano 19.06.2021. Ribichich, K. F., Lopez, S. E., & Vegetti, A. C. (2000). Histopathological spikelet changes produced by Fusarium graminearum in susceptible and resistant wheat cultivars. Plant Disease, 84(7), 794-802. https://doi.org/10.1094/PDIS.2000.84.7.794

Literatura

Rohácik, T., & Hudec, K. (2005). Influence of agro-environmental factors on Fusarium infestation and population structure in wheat kernels. Annals of Agricultural and Environmental Medicine, 12(1), 39. http://www.aaem.pl/Influence-of-agro- environmental-factors-on-fusarium-infestation-and- populationstructure,72918,0,2.html Rossi, V., Languasco, L., Pattori, E., & Giosue, S. (2002). Dynamics of airborne Fusarium macroconidia in wheat fields naturally affected by head blight. Journal of Plant Pathology, 53-64. https://www.jstor.org/stable/41998080 Rudd, J. C., Horsley, R. D., McKendry, A. L., & Elias, E. M. (2001). Host plant resistance genes for Fusarium head blight: sources, mechanisms, and utility in conventional breeding systems. Crop Science, 41(3), 620-627. https://doi.org/10.2135/cropsci2001.413620x RZS (2021). Republički zavod za statistiku: STAT baza godišnje poljoprivredne proizvodnje. https://data.stat.gov.rs/Home/Result/130102?languageCode=sr-Cyrl pristupano 19.06.2021. Salgado, J. D., Madden, L. V., & Paul, P. A. (2015). Quantifying the effects of Fusarium head blight on grain yield and test weight in soft red winter wheat. Phytopathology, 105(3), 295-306. https://doi.org/10.1094/PHYTO-08-14- 0215-R Samuels, G. J., H. I. Nirenberg, & K. A. Seifert. (2001). Perithecial species of Fusarium, p. 1-14. In B. A. Summerell, J. F. Leslie, D. Backhouse, W. L. Bryden, and L. W. Burgess (eds.), Fusarium: Paul E. Nelson Memorial Symposium. APS Press, St. Paul, Minnesota. pp. 9-10. Sangalang, A. E., Backhouse, D., & Burgess, L. W. (1995). Survival and growth in culture of four Fusarium species in relation to occurrence in soils from hot climatic regions. Mycological Research, 99(5), 529-533. https://doi.org/10.1016/S0953- 7562(09)80708-9 Saur, L., 1984. Compartment de quatre varietes du ble tendre vis-a-vis de la Fusariose de l'epi causee par Fusarium roseum var. eulmorum (Schwabe) Snyder et Hansen. Agronomie 4, 939—943. Schaafsma, A.W. & Hooker, D.C. (2007): Climatic models to predict occurrence of Fusarium toxins in wheat and maize. Int J Food Microbiol. 2007 Oct 20;119(1- 2):116-25. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2007.08.006. Epub 2007 Aug 19. PMID: 17900733. Schroeder, H. W., & Christensen, J. J. (1963). Factors affecting resistance of wheat to scab caused by Gibberella zeae. Phytopathology, 53(7, 1), 831-838. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19641100439 Scott IT, (1927). Varietal Resistance and Susceptibility to Wheat Scab. Research Bulletin No. 111, Agricultural Experimental Station of the University of Minnesota, pp. 14. https://mospace.umsystem.edu/xmlui/bitstream/handle/10355/52956/age000111.pdf ?sequence=1 Sears, E. R. (1954). The aneuploids of common wheat. Research Bulletin No. 572, University of Missouri, College of Agriculture, Agricultural Experiment Station. https://mospace.umsystem.edu/xmlui/bitstream/handle/10355/57878/AESResearch Bulletin.pdf?sequence=1 Seifert, K. A., & Lévesque, C. A. (2004). Phylogeny and molecular diagnosis of mycotoxigenic fungi. In Molecular Diversity and PCR-detection of Toxigenic Fusarium Species and Ochratoxigenic Fungi. Springer, Dordrecht, pp. 449-471. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4020-2285-2_1

Literatura

Seong, K. Y., Zhao, X., Xu, J. R., Güldener, U., & Kistler, H. C. (2008). Conidial germination in the filamentous fungus Fusarium graminearum. Fungal Genetics and Biology, 45(4), 389-399. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2007.09.002 Slafer, G. A. (2007). Physiology of determination of major wheat yield components. In Wheat production in stressed environments. Springer, Dordrecht, pp. 557-565. https://link.springer.com/chapter/10.1007/1-4020-5497-1_68 Sneller, C. H., Paul, P., & Guttieri, M. (2010). Characterization of resistance to Fusarium head blight in an eastern US soft red winter wheat population. Crop science, 50(1), 123-133. https://doi.org/10.2135/cropsci2008.09.0569 Snijders, C. H. A. (1990). Genetic variation for resistance to Fusarium head blight in bread wheat. Euphytica, 50(2), 171-179. https://doi.org/10.1007/BF00023642 Snijders, C. H. A., & Perkowski, J. (1990). Effects of head blight caused by Fusarium culmorum on toxin content and weight of wheat kernels. Phytopathology, 80(6), 566-570. https://www.apsnet.org/publications/phytopathology/backissues/Documents/1990A rticles/Phyto80n06_566.PDF Snijders, C. H., & Krechting, C. F. (1992). Inhibition of deoxynivalenol translocation and fungal colonization in Fusarium head blight resistant wheat. Canadian Journal of Botany, 70(8), 1570-1576. https://doi.org/10.1139/b92-198 Snyder, W. C., & Nash, S. M. (1968). Relative incidence of Fusarium pathogens of cereals in rotation plots at Rothamsted. Transactions of the British Mycological Society, 51(3-4), 417-425. https://doi.org/10.1016/S0007-1536(68)80009-9 Stack, R. W. (1999). Return of an old problem: Fusarium head blight of small grains. in: APSnet Feature The American Phytopathological Society, St. Paul, MN. Stack, R. W. (2003). History of Fusarium head blight with emphasis on North America. Fusarium head blight of wheat and barley, 1-34. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20033046129 Stack, R. W., & McMullen, M. P. (1985). Head blighting potential of Fusarium species associated with spring wheat heads. Canadian Journal of Plant Pathology, 7(1), 79-82. https://doi.org/10.1080/07060668509501519 Stanković, S., Lević, J., Tančić, S., Kovačević, T., Bočarov–Stančić, A. (2006). Učestalost toksikogenih vrsta roda Fusarium i fuzariotoksina u zrnu pšenice. Zbornik rezimea III simpozijuma o zaštiti bilja u BiH, Neum, BiH, 64–65. Suga, H., Karugia, G. W., Ward, T., Gale, L. R., Tomimura, K., Nakajima, T., ... & Hyakumachi, M. (2008). Molecular characterization of the Fusarium graminearum species complex in Japan. Phytopathology, 98(2), 159-166. https://doi.org/10.1094/PHYTO-98-2-0159 Summerell, B. A., Salleh, B., & Leslie, J. F. (2003). A utilitarian approach to Fusarium identification. Plant disease, 87(2), 117-128. https://doi.org/10.1094/PDIS.2003.87.2.117 Sutton, J. C. (1982). Epidemiology of wheat head blight and maize ear rot caused by Fusarium graminearum. Canadian journal of plant pathology, 4(2), 195-209. https://doi.org/10.1080/07060668209501326 Talas, F., Longin, F., & Miedaner, T. (2011). Sources of resistance to Fusarium head blight within Syrian durum wheat landraces. Plant breeding, 130(3), 398-400. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2011.01867.x Teich, A. H., & Nelson, K. (1984). Survey of Fusarium head blight and possible effects of cultural practices in wheat fields in Lambton County in 1983. Canadian Plant Disease Survey, 64(1), 11-13. https://phytopath.ca/wp-

Literatura

content/uploads/2014/10/cpds-archive/vol64/CPDS_Vol_64_No_1_(11- 14)1984.pdf Tok, F.M. & Arslan, M. (2016). Distribution and genetic chemotyping of Fusarium graminearum and Fusarium culmorum populations in wheat fields in the eastern Mediterranean region of Turkey. Biotechnology & Biotechnological Equipment 30: 254-260. Trail, F., Xu, H., Loranger, R., & Gadoury, D. (2002). Physiological and environmental aspects of ascospore discharge in Gibberella zeae (anamorph Fusarium graminearum). Mycologia, 94(2), 181-189. https://doi.org/10.1080/15572536.2003.11833223 Trail, F., Xu, J. R., San Miguel, P., Halgren, R. G., & Kistler, H. C. (2003). Analysis of expressed sequence tags from Gibberella zeae (anamorph Fusarium graminearum). Fungal Genetics and Biology, 38(2), 187-197. https://doi.org/10.1016/S1087-1845(02)00529-7 Tschanz, A. T., Horst, R. K., & Nelson, P. E. (1976). The effect of environment on sexual reproduction of Gibberella zeae. Mycologia, 68(2), 327-340. https://doi.org/10.1080/00275514.1976.12019914 Tuite, J., Shaner, G., & Everson, R. J. (1990). Wheat scab in soft red winter wheat in Indiana in 1986 and its relation to some quality measurements. Plant disease, 74(12), 959-962. https://doi.org/10.1094/PD-74-0959 Tușa, C., Munteanu, I., Capetti, E., Pirvu, T., Bunescu, S., Sin, G., ... & Stoica, V. (1981). Aspects of the Fusarium attacks on wheat in Romania. Probleme de Protecția Plantelor, 9(1), 15-31. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19851304067 Verstraete, F. (2008). European Union Legislation on mycotoxins in food and feed. Overview of the decision-making process and recent and future developments. Mycotoxins: Detection methods, management, public health and agricultural trade, 77-99. https://books.google.rs/books?hl=en&lr=&id=3Nq3zdv_3b4C&oi=fnd&pg=PA77 &dq=European+Union+legislation+on+mycotoxins+in+food+and+feed&ots=iqaX UQY5sX&sig=4AhU68I1S4PpB2tNZtbBoop- hxA&redir_esc=y#v=onepage&q=European%20Union%20legislation%20on%20m ycotoxins%20in%20food%20and%20feed&f=false Vesonder, R. F., Golinski, P. (1989). Metabolites of Fusarium. 1–39. Chapter 1 in Chelkowski, J. (ed.), Fusarium – Mycotoxins, Taxonomy and Pathogenicity. Elsevier, Amsterdam–Oxford–New York–Tokyo. https://doi.org/10.1016/B978-0- 444-87468-9.50006-7 Visconti, A. (2001). Problems associated with Fusarium mycotoxins in cereals. Bulletin of the Institute for Comprehensive Agricultural Sciences Kinki University, Nara, Japan 9: 39–55. Vogelgsang, S., Beyer, M., Pasquali, M., Jenny, E., Musa, T., Bucheli, T.D., Wettstein, F. E., Forrer, F.-R. (2019). An eight-year survey of wheat shows distinctive effects of cropping factors on different Fusarium species and associated mycotoxins. Eur. J. Agron. 105, 62–77. https://doi.org/10.1016/j.eja.2019.01.002. Voss, H. H., Bowden, R. L., Leslie, J. F., & Miedaner, T. (2010). Variation and transgression of aggressiveness among two Gibberella zeae crosses developed from highly aggressive parental isolates. Phytopathology, 100(9), 904-912. https://doi.org/10.1094/PHYTO-100-9-0904 Waalwijk, C., van der Heide, R., de Vries, I., van der Lee, T., Schoen, C., Costrel-de Corainville, G., ... & Kema, G. H. (2004). Quantitative detection of Fusarium

Literatura

species in wheat using TaqMan. European Journal of Plant Pathology, 110(5), 481-494. https://doi.org/10.1023/B:EJPP.0000032387.52385.13 Waldron, B. L., Moreno‐Sevilla, B., Anderson, J. A., Stack, R. W., & Frohberg, R. C. (1999). RFLP mapping of QTL for Fusarium head blight resistance in wheat. Crop Science, 39(3), 805-811. https://doi.org/10.2135/cropsci1999.0011183X003900030032x Wan, Y. F., Yen, C., & Yang, J. L. (1997). The diversity of head-scab resistance in Triticeae and their relation to ecological conditions. Euphytica, 97(3), 277-281. https://doi.org/10.1023/A:1003028324059 Wang, Y.N., Chen, P.D., Wang, Z.T., et al. (1991). Transfer of useful germplasm from Elymus giganteus L. to commom wheat. II. Cytogenetics and scab resistance of backcross derivatives. Joural of Nangjing Agriculture University, 14, 1-5.

Wang, J., Wieser, H., Pawelzik, E., Weinert, J., Keutgen, A. J., & Wolf, G. A. (2005). Impact of the fungal protease produced by Fusarium culmorum on the protein quality and breadmaking properties of winter wheat. European Food Research and Technology, 220(5), 552-559. https://doi.org/10.1007/s00217-004-1112-1 Wanjiru, W. M., Zhensheng, K., & Buchenauer, H. (2002). Importance of cell wall degrading enzymes produced by Fusarium graminearum during infection of wheat heads. European Journal of Plant Pathology, 108(8), 803-810. https://doi.org/10.1023/A:1020847216155 Wegulo, S.N. (2012). Factors influencing deoxynivalenol accumulation in small grain cereals. Toxins 4, 1157–1180. https://doi.org/10.3390/toxins4111157 Wilcoxson, R. D., Busch, R. H., & Ozmon, E. A. (1992). Fusarium head blight resistance in spring wheat cultivars. Plant Disease, 76(7), 658-661. Wilde, F., & Miedaner, T. (2006). Selection for Fusarium head blight resistance in early generations reduces the deoxynivalenol (DON) content in grain of winter and spring wheat. Plant Breeding, 125(1), 96-98. https://doi.org/10.1111/j.1439- 0523.2006.01171.x Wollenweber, H. W, Reinking, O. A. (1935). Die Fusarien, ihre Beschreibung, Schadwirkung und Bekampfung. Verlag Paul Parey, Berlin, Germany. Wong, L. S. L., Tekauz, A., Leisle, D., Abramson, D. A., & McKenzie, R. I. H. (1992). Prevalence, distribution, and importance of Fusarium head blight in wheat in Manitoba. Canadian Journal of Plant Pathology, 14(3), 233-238. https://doi.org/10.1080/07060669209500882 Xin, M., Wang, X., Peng, H., Yao, Y., Xie, C., Han, Y., ... & Sun, Q. (2012). Transcriptome comparison of susceptible and resistant wheat in response to powdery mildew infection. Genomics, proteomics & bioinformatics, 10(2), 94-106. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2012.05.002 Xu, X. (2003). Effects of environmental conditions on the development of Fusarium ear blight. In Epidemiology of Mycotoxin Producing Fungi. Springer, Dordrecht, pp. 683-689. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-017-1452-5_3 Xu, X. M., & Nicholson, P. (2009). Community ecology of fungal pathogens causing wheat head blight. Annual Reviews. Phytopathol. 47, 83–103. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-080508-081737 Yasuda, M., Ishikawa, A., Jikumaru, Y., Seki, M., Umezawa, T., Asami, T. (2008): Antagonistic interaction between systemic acquired resistance and the abscisic acid-mediated abiotic stress response in Arabidopsis. Plant Cell 20: 1678-1692.

100

Literatura

Yli-Mattila, T. (2010): Ecology and evolution of toxigenic Fusarium species in cereals in Northern Europe and Asia. J. Plant Pathol. 92 (1), 7–18. https://doi.org/10.4454/ jpp.v92i1.10. Yuen, G. Y., Jochum, C. C., Halley, S., Van Ee, G., Hoffman, V., & Bleakley, B. H. 2007. Effects of spray application methods on biocontrol agent viability. Pages 149-150 in: Proceedings of 2007 National Fusarium Head Blight Forum, S. M. Canty, A. Clark, D. Ellis and D. A. Van Sanford, eds. University of Kentuky, Lexington, KY, Kansas City, MO. https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.175.6508&rep=rep1&ty pe=pdf#page=169 Zhang, J.B., Li, H.P., Dang, F.J., Qu, B., Xu, Y.B., Zhao, C.S., Liao, Y.C. (2007). Determination of the trichothecene mycotoxin chemotypes and associated geographical distribution and phylogenetic species of the Fusarium graminearum clade from China. Mycol Res 111:967

Župunski, V., Jevtić, R., Lalošević, M., Jocković, B., Župunski, Lj., Skenderović, N. (2021a): Effect of cultivation practices on diversity in susceptibility reactions of winter wheat genotypes to Fusarium head blight. European Journal of Agronomy 125 (2021) 126252. https://doi.org/10.1016/j.eja.2021.12625 Župunski, V., Jevtic, R., Lalosevic, M., Orbovic, B. (2019). Diversity of trichothecene genotypes of Fusarium graminearum sensu stricto from winter wheat in Serbia. Eur. J. Plant Pathol. 155, 461–473. https://doi.org/10.1007/s10658-019-01780-5. Župunski, V.; Jevtić, R.; Lalošević, M.; Mikić, S.; Orbović, B. (2021b). The Applicability of Species- and Trichothecene-Specific Primers in Monitoring the Fusarium graminearum Species Complex and Its Impact on the Surveillance of Fusarium Head Blight in Winter Wheat in Serbia. Agronomy , 11, 778. https://doi.org/10.3390/agronomy11040778

101

Овај Образац чини саставни део докторске дисертације, односно докторског уметничког пројекта који се брани на Универзитету у Новом Саду. Попуњен Образац укоричити иза текста докторске дисертације, односно докторског уметничког пројекта.

План третмана података

Назив пројекта/истраживања '' Реакција сорти озиме пшенице на проузроковача фузариозе класа (Fusarium graminerum Schw.)'' Назив институције/институција у оквиру којих се спроводи истраживање a) Пољопривредни факултет, Нови Сад б) Институт за ратарство и повртарство, Нови Сад Назив програма у оквиру ког се реализује истраживање Докторске студије, смер Агрономија, ужа научна област Фитопатологија

1. Опис података

1.1 Врста студије

Укратко описати тип студије у оквиру које се подаци прикупљају експериментална студија______

1.2 Врсте података а) квантитативни б) квалитативни

1.3. Начин прикупљања података а) анкете, упитници, тестови б) клиничке процене, медицински записи, електронски здравствени записи в) генотипови: навести врсту ______г) административни подаци: навести врсту ______д) узорци ткива: навести врсту______ђ) снимци, фотографије: навести врсту______е) текст, навести врсту ______ж) мапа, навести врсту ______

102

з) остало: Метод истраживања је обухватио извођење експерименталних јединица према плану експеримента на основу којег се прикупљају основни подаци о степена заразе класова 44 озиме сорте пшенице са Fusarium graminearum.

1.3 Формат података, употребљене скале, количина података

1.3.1 Употребљени софтвер и формат датотеке: a) Excel фајл, датотека Нина Скендеровић b) SPSS фајл, датотека ______c) PDF фајл, датотека ______d) Текст фајл, датотека ______e) JPG фајл, датотека ______f) Остало, датотека ______

1.3.2. Број записа (код квантитативних података)

а) број варијабли ______10 б) број мерења (испитаника, процена, снимака и сл.) ______

1.3.3. Поновљена мерења а) да б) не

Уколико је одговор да, одговорити на следећа питања: а) временски размак измедју поновљених мера је годину дана б) варијабле које се више пута мере односе се на лабораторијска и теренска мерења свих фактора в) нове верзије фајлова који садрже поновљена мерења су именоване као: нису именоване нове верзије фајлова. Напомене: У раду су при анализама коришћене средње вредности поновљених мерења. Из тог разлога нису посебно именована поновљена мерења.

Да ли формати и софтвер омогућавају дељење и дугорочну валидност података? а) Да б) Не Ако је одговор не, образложити ______

103

2. Прикупљање података

2.1 Методологија за прикупљање/генерисање података

2.1.1. У оквиру ког истраживачког нацрта су подаци прикупљени? а) експеримент, навести тип експеримент на отвореном пољу (in vivo), вишефакторијални експеримент б) корелационо истраживање, навести тип ______ц) анализа текста, навести тип ______д) остало, навести шта ______

2.1.2 Навести врсте мерних инструмената или стандарде података специфичних за одређену научну дисциплину (ако постоје). ______

______

2.2 Квалитет података и стандарди

2.2.1. Третман недостајућих података а) Да ли матрица садржи недостајуће податке? Да Не

Ако је одговор да, одговорити на следећа питања: а) Колики је број недостајућих података? ______б) Да ли се кориснику матрице препоручује замена недостајућих података? Да Не в) Ако је одговор да, навести сугестије за третман замене недостајућих података ______

2.2.2. На који начин је контролисан квалитет података? Описати

Контрола података и основне статистичке анализе података рађене су софтверским пакетом Minitab 17 (пробна верзија).

2.2.3. На који начин је извршена контрола уноса података у матрицу? Велик број података захтева следљивост током извођења експеримента, па се подаци

104

који по својим вредностима одскачу од следљивости лако уочавају. Са друге стране поновљивост експерименталних мерења смањује грешку експерименталних података. Подаци који су коришћени уношени су у табеле Excel формата (Excel 2016), у којим су софтверским алатима проверавана веродостојност података 3. Третман података и пратећа документација

3.1. Третман и чување података

3.1.1. Подаци ће бити депоновани у НаРДУС-у, заједничком порталу свих докторских дисертација и извештаја комисија о њиховој оцени, на универзитетима у Србији и у репозиторијуму докторских дисертација у Новом Саду (КРИС). 3.1.2. URL адреса https://open.uns.ac.rs 3.1.3. DOI ______

3.1.4. Да ли ће подаци бити у отвореном приступу? а) Да б) Да, али после ембарга који ће трајати до ______в) Не

Ако је одговор не, навести разлог ______

3.1.5. Подаци неће бити депоновани у репозиторијум, али ће бити чувани. Образложење Подаци ће бити депоновани у НаРДУС-у, заједничком порталу свих докторских дисертација и извештаја комисија о њиховој оцени, на универзитетима у Србији и у репозиторијуму докторских дисертација у Новом Саду (КРИС).

3.2 Метаподаци и документација података 3.2.1. Који стандард за метаподатке ће бити примењен? Описни (Описују ресурс за потребе проналажења и идентификације. Може да укључи елементе као што наслов, аутор, садржај, кључне речи) 3.2.1. Навести метаподатке на основу којих су подаци депоновани у репозиторијум. Nina Skenderović, doktorska disertacija, Poljoprivredni fakultet UNS

Ако је потребно, навести методе које се користе за преузимање података, аналитичке и процедуралне информације, њихово кодирање, детаљне описе варијабли, записа итд.

105

______

3.3 Стратегија и стандарди за чување података 3.3.1. До ког периода ће подаци бити чувани у репозиторијуму? Трајно 3.3.2. Да ли ће подаци бити депоновани под шифром? Да Не 3.3.3. Да ли ће шифра бити доступна одређеном кругу истраживача? Да Не 3.3.4. Да ли се подаци морају уклонити из отвореног приступа после извесног времена? Да Не Образложити ______

______

4. Безбедност података и заштита поверљивих информација

Овај одељак МОРА бити попуњен ако ваши подаци укључују личне податке који се односе на учеснике у истраживању. За друга истраживања треба такође размотрити заштиту и сигурност података. 4.1 Формални стандарди за сигурност информација/података Истраживачи који спроводе испитивања с људима морају да се придржавају Закона о заштити података о личности (https://www.paragraf.rs/propisi/zakon_o_zastiti_podataka_o_licnosti.html) и одговарајућег институционалног кодекса о академском интегритету.

4.1.2. Да ли је истраживање одобрено од стране етичке комисије? Да Не Ако је одговор Да, навести датум и назив етичке комисије која је одобрила истраживање ______

4.1.2. Да ли подаци укључују личне податке учесника у истраживању? Да Не Ако је одговор да, наведите на који начин сте осигурали поверљивост и сигурност информација везаних за испитанике: а) Подаци нису у отвореном приступу б) Подаци су анонимизирани ц) Остало, навести шта ______

106

5. Доступност података

5.1. Подаци ће бити а) јавно доступни б) доступни само уском кругу истраживача у одређеној научној области ц) затворени

Ако су подаци доступни само уском кругу истраживача, навести под којим условима могу да их користе: ______

______

Ако су подаци доступни само уском кругу истраживача, навести на који начин могу приступити подацима: ______

______

5.4. Навести лиценцу под којом ће прикупљени подаци бити архивирани. Ауторство – некомерцијално – без прераде

6. Улоге и одговорност

6.1. Навести име и презиме и мејл адресу власника (аутора) података Нина Скендеровић, [email protected]

6.2. Навести име и презиме и мејл адресу особе која одржава матрицу с подацимa Нина Скендеровић, [email protected]

6.3. Навести име и презиме и мејл адресу особе која омогућује приступ подацима другим истраживачима Нина Скендеровић, [email protected]

107