Добре дошли в проект ERA 226

Capsicum Balkan biodiversity

Изследване на биоразнообразието при пипера (Capsicum spp.) на Балканите за получаване на устойчиви към биотичен стрес генетични ресурси

Пиперът (Capsicum annuum var. annuum L.) е една от най-важните и широко разпространени зеленчукови култури на Балканите. В различните страни от региона наред с основните производствени сортове се отглеждат голям брой местни популации със специфични особености по форма, цвят, вкус, биологична стойност и начин на използване на плодовете. Част от старите местни форми не са във фокуса на съвременната селекция, но са запазени в някои райони и представляват ценни генетични ресурси. Те са основен обект на изследване в проект ERA 226, който стартира през 2010 година в рамките на международната програма SEE-ERA.NET PLUS, включвайки две основни задачи:

1) Събиране, описване и изследване на съществуващото биоразнообразие на пипера по някои ценни признаци в страните-партньори (Албания, България, Македония, Гърция и Сърбия);

2) Актуализиране на познанията за икономически най-важните и новопоявили се патогени по Capsicum annuum в Балканския регион и създаване на колекция от патогени.

ПАРТНЬОРИ ПО ПРОЕКТА

Партньор	Институция	Член на екипа
ERA 226/01 Координатор	Институт по физиология на растенията и генетика – Българска академия на науките, Ул. Акад. Г. Бончев, бл. 21, 1113 София, България	Доц. д-р Р. Родева Доц. д-р Р. Пъндева Маг. З. Стоянова Маг. М. Петкова
ERA 226/02	Agricultural University of Tirana – Tirana, Albania	Prof. J. Merkuri Dr. M. Cara Dr. E. Tome MSc. V. Vladi
ERA 226/03	Институт по растителни генетични ресурси – Садово, България	Проф. дн Л. Кръстева Доц. д-р С. Нейков Гл. ас. д-р К. Узунджалиева Гл. ас. д-р П. Чавдаров Ас. Н. Велчева
ERA 226/04	Институт по зеленчукови култури „Марица“ – Пловдив, България	Доц. д-р Д. Костова Ас. Г. Пасев Доц. д-р В. Тодорова
ERA 226/05	Goce Delchev University – Stip, FYR Macedonia	Prof. I. Karov Prov. S. Mitrev Prof. V. Ilieva Assist. B. Kovacevik
ERA 226/06	Plant Protection Institute of Patras – NAGREF, Greece	Dr. I. Manoussopoulos MSc. I. Lagogiannis MSc. S. Goudoudaki
ERA 226/06	Institute for Vegetable Crops – Smederevska Palanka, Serbia	Dr. Dejan Cvikic Dr. M. Mijatovic

РАБОТНИ СРЕЩИ

Учредителната среща по проект ERA 226 (28.11-03.12.2010 г.), организирана от Института по растителни и генетични ресурси, беше проведена в гр. Пловдив и в гр. Садово, България. По време на срещата бяха определени основните методи за организация на експедициите, маршрутът и продължителността на пътуванията, а също така уеднаквен подходът при описанието, поддържането и възпроизводството на събраните материали. Проведени бяха и две съвместни експедиции в Югоизточна и Централна България.
Работната среща в Македония (23-27.08.2011 г.) беше проведена в Goce Delcev University – Shtip, в съчетание със събиране на проби в три различни производствени райони.
Работната среща в Сърбия (11-15.09.2011 г.) беше организирана от Institute for Vegetables Crops – Smederevska Palanka и включваше обширна експедиционна програма с посещения на производители на пипер.
Работната среща в Албания (13-16.10.2011) беше съчетана с участие в Петия балкански симпозиум по зеленчуци и картофи (5BSVP) (09-12.10.2011) в Тирана, където проектът ERA 226 беше представен с два доклада. Основната програма беше осъществена в Agricultural University of Tirana, Laboratory of Plant Protection в Durres и Agricultural Centre for Technology Transfer в Lushnja Лушня. Експедициите включваха посещения на пиперови полета на открито и в оранжерии в различни части на страната.
Работната среща в Гърция (25-29.06.2012) също беше съчетан с посещения при производители на пипер.
Заключителна среща по проект ERA 226 беше осъществена в София (12-15.09.2012). Участници от всяка партньорска институция представиха основните резултати, получени в рамките на проекта. Научната програма включваше посещение на международна колекция от образци пипер, разположена в опитното поле на IPPG през 2012 г. като сравнителен демонстрационен опит, в който повечето от събраните в страните-партньори образци пипер бяха отглеждани при еднакви условия.

ПО-ВАЖНИ РЕЗУЛТАТИ

Задача 1. Събиране и описване на местни образци от Capsicum (популации, сортове и селекционни линии), характерни за Балканския регион. Колекцията от пипер, създадена по време на изпълнението на проект ERA 226, включва 235 местни форми с произход от Албания (17), България (134), Гърция (34), Македония (11) и Сърбия (39). Проведени бяха морфологични и фенологични наблюдения, както и биометрични измервания по 67 признака, съгласно Descriptors for Capsicum с някои допълнения. В събраните материали беше установено значително разнообразие от местни форми пипер. Формата на плодовете беше използвана като основен признак за тяхното систематизиране в пет варианта: удължени, почти кръгли, триъгълни, камбановидни и цилиндрични. За по-прецизно групиране на колекционния материал бяха включени още два допълнителни признака – дължина на плодовете и лютивина. Пиперите с удължени плодове формираха най-полиморфната група, обединяваща различни типове, известни в България като „шипка“, „рибки“, „рога“ и „капия“. Повечето от тях са популярни и в Македония, Сърбия и Албания. Втората група беше по-хомогенна, състояща се от два основни типа: дребноплодни люти почти кръгли „черешки“ и едроплодни сладки плоско-кръгли „ратунд“ (камби). Групата на триъгълните пипери беше най-многобройната в нашето проучване. Съдържаше предимно сладки, конични или двустранно сплеснати едроплодни форми с наименование „капия“, много популярни на Балканите. Те бяха добре представени във всички колекции. Дребноплодните люти представители на тази група също са известни като „шипка“. Типът камбановидни плодове беше много слабо застъпен само с два сръбски образци. Участието на цилиндричните пипери, наречени „долма“, беше относително малко. Те бяха равномерно разпределени във всички колекции с изключение на македонската. Всички ERA 226 местни образци принадлежат към C. annuum и са едногодишни. Характеристиките на растенията, стъблата и листата на основните групи образци показаха относително стабилно еднообразие при значителна част от изследваните признаци или вариране между съседни групи. По-вариабилни бяха признаци като хабитус на растението, образуване на издънки и гъстота на листата. Цветове с всички типове на разположение бяха представени в създадените по проект ERA 226 колекции пипер. Основният цвят на неузрелите плодове беше зелен. Жълти плодове имаха някои албански, български и сръбски образци. Зрелите плодове бяха предимно червени.

Задача 2. Изследване на естествено разпространените болести по пипера в страните партнъори. По време на командировки в отделните страни бяха събрани и запазени растителни части със симптоми на заболяване. Наличието на вируси беше разкривано чрез серологични методи, използвайки специфични за вирусите антитела. Стандартният метод беше ELISA, но в някои случаи беше приложен и dot-blot ELISA. Вниманието беше насочено към онези видове, които заразяват C. annuum по естествен начин и за чието разпространение в Балканския регион се съобщава с висока честота. Бяха определени следните седем: вирус на слабото прошарване по пипера (Pepper mild mottle virus – PMMV), вирус на тютюневата мозайка (Tobacco mosaic virus – TMV), вирус на доматената мозайка (Tomato mosaic virus – ToMV), ипсилон вирус по картофите (Potato virus Y – PVY), вирус на краставичната мозайка (Cucumber mosaic virus – CMV), вирус на люцерновата мозайка (Alfalfa mosaic virus – AMV) и вирус на доматената бронзовост (Tomato spotted wilt virus – TSWV). Използвани бяха родово специфични антитела за двата най-многобройни рода, покриващи общо 13 вируса, Potyvirus (9) и Tobamovirus (4). Според нашите данни най-важни бяха вирусът на краставичната мозайка и ипсилон вирус по картофите, макар и с различно значение за отделните страни. Така вирусът на краставичната мозайка беше по-разпространен в площи с пипер в северните страни (България, Сърбия, Албания), отколкото в Югозападна Гърция. От друга страна ипсилон вирусът по картофите се откриваше по-често в гръцките посеви и отсъстваше във всички северни страни с изключение на Сърбия. Вирусът на тютюневата мозайка и вирусът на доматената мозайка бяха спорадично намерени по насаждения в Албания. Много важно наблюдение по време на това изследване беше наличието на голям брой растения с вирусоподобни симптоми, но без наличие на никой от изпитваните вируси. Това може да се дължи на стресови фактори от околната среда или на други обстоятелства, които засягат растенията, карайки ги да експресират вирусоподобни симптоми. Същевременно е съвсем правдоподобно да се среща друг важен вирус, който не се открива чрез използваните от нас методи.

Изследването на бактерийните болести показа наличието на три основни растителни патогенни бактерии: Erwinia carotovora ssp. carotovora, Pseudomonas syringae pv. syringae и най-разпространената – Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, причиняващи съответно бактерийно меко гниене, черно бактерийно струпясване и бактерийно струпясване. Бактерийните болести присъстваха, без да причиняват значителни загуби на продукция освен в разсадопроизводството. Бяха изследвани общо около 444 изолата, от които 214 бяха идентифицирани като патогенни.

Гъбните болести, засягащи корена и основата на стъблото, бяха най-често срещаният проблем за пипера, повреждайки растенията във всеки стадий от развитието им. Сред тях най-разпространени бяха Rhizoctonia solani, Fusarium solani, F. oxysporum f.sp. capsici и Verticillium dahliae. Често в корените на увяхващи растения се откриваха Macrophomina phaseolina и Colletotrichum coccodes, самостоятелно или в комбинация с други почвообитаващи гъби. Phytophthora capsici – един много важен в миналото патоген, по време на проучването беше изолиран най-вече в разсадна фаза. През 2012 г. беше наблюдавано силно нападение от Phytophthora spp. в международния демонстративен опит, проведен в експерименталното поле на ИФРГ – София. Установено беше, че изолатите от заразените растения принадлежат на P. capsici, а от почвата – на P. cryptogea. Alternaria alternata, A. solani, Fusarium spp. и Botrytis cinerea бяха изолирани често от плодовете на пипера. Sclerotinia sclerotiorum беше регистрирана главно при пипер, отглеждан на закрито. Брашнестата мана с причинител Leveillula taurica беше наблюдавана при оранжерийно отглеждане, съчетано с висока относителна влажност. В полски условия беше установена предимно в края на вегетационния период, но за изследвания период беше най-разпространената гъбна болест в Албания и Македония. Специално внимание беше отделено на някои нови гъбни патогени. В България бяха идентифицирани три вида Colletotrichum (C. coccodes, C. acutatum и C. gloeosporioides), от които най-често срещан беше C. coccodes. В Македония този вид беше установен за първи път. Направена беше сравнителна морфологична, културална и молекулярна характеристика на изолати от C. coccodes, получени от плодове и корени на пипер, отгледан в двете страни. Две двойки PCR праймери бяха използвани за секвениране на ITS1 и ITS2 региони. Единични продукти от ~ 450 bp и ~ 350 bp бяха амплифицирани съответно от родово специфичните (Cc1F1/Cc2R1) и видово специфични двойки праймери (Cc1NF1/Cc2NR1). Доказано беше, че кореновото гниене и антракнозата по плодовете са причинени от C. coccodes. Не беше установено генетично различие между изолатите, свързано географския район или растителните органи, от които са получени. Върху естествено заразени плодове, събрани в България и Сърбия беше намерен един необичаен вид Colletotrichum. При използване на специфичния за C. gloeosporioides набор от праймери (CgInt/Its4) беше визуализиран единичен продукт от около 470 bp, което е указание, че въпросният вид принадлежи към групата на C. gloeosporioides. Друга болест по плодовете с причинител Phomopsis capsici беше съобщена наскоро в България. През 2011 г. гъбата беше установена в Македония за първи път. Открити бяха няколко нови причинители като Phoma sp. по плодове (Албания, Македония) и Ascochyta sp. по листа (България, Македония), които останаха неидентифицирани до ниво вид и техният таксономичен статут ще бъде определен в близко бъдеще.

Задача 3. Управление на проекта. Настоящият проект беше добра възможност за активиране на взаимните контакти и за поставяне на началото за съвместни програми за научни изследвания – общи експедиции, срещи за обсъждане на проблеми, вземане на решения за бъдещето и т.н. Това регионално сътрудничество допринесе за разпространението на добри практики в партниращите институти/университети и за трансфер на знания. Без да се намалява свободата на отделните учени, бяха положени усилия за създаване на синергизъм чрез положително взаимодействие, което доведе до значителна добавена стойност от научна гледна точка. Усъвършенстването на участниците (знания, умения, способности и други качества), постигнато в резултат на опита им по време на изпълнението на проекта, имаше също така значителна добавена стойност. Участието на млади учени в работната програма допринесе за подобряване на квалификацията им и възможност да работят по оценка на генетичните ресурси и по идентифициране и характеризиране на растителни патогени. Двама от тях са в процес на подготовка на докторска дисертация.

РАЗПРОСТРАНЕНИЕ НА ЗНАНИЯТА КЪМ КЛЮЧОВИ АУДИТОРИИ

Участие в научни форуми:

• 5^th Balkan Symposium of Vegetables and Potatoes, Tirana, Albania, 10-12.10.2011 – – 2 доклада.
• 18^th Symposium of the Baltic Mycologists and Lichenologists, Dubingiai, Lithuania, 19-22.09.2011 – 1 доклад.
• International Scientific Conference “130 Years Agricultural Science in Sadovo”, Sadovo, Bulgaria, 05-06.2012 – 1 poster presentation.
• International Symposium: ”Current Trends in Plant Protection”, Belgrade, Serbia, 25-28.09.2012 – 1 доклад и 1 постер.
• 37^th International Symposium for Plant Protection in Ohrid, Macedonia, 20-21.12.2012 – 1 доклад.
• 5^th International Scientific Meeting for Mycology, Mycotoxicology and Mycoses in Novi Sad, Serbia, April 17-19, 2013 – 1 доклад.

Публикации:

1. Krasteva, L., R. Pandeva, R. Rodeva, V. Todorova, S. Neykov, K. Uzundzhalieva, N. Velcheva, D. Cvikic, E. Tome, V. Ilieva. 2012. Pepper as a target object of SEE-ERA.NET project. Acta Horticulturae (ISHS) 960: 151-158.
2. Rodeva, R., D. Kostova, P. Chavdarov, M. Mijatovic, J. Merkuri, M. Cara, G. Pasev, Z. Stoyanova, I. Karov, S. Mitrev, B. Kovacevik, S. Goudoudaki, I. Manoussopoulos. 2012. Pepper diseases in Balkan region. Acta Horticulturae (ISHS) 960: 365-370.
3. Rodeva, R., Z. Stoyanova, E. Surviliene, P. Chavdarov. Fungi associated with seed and plant infection of pepper. 18^th Symposium of the Baltic Mycologists and Lichenologists, Dubingiai, Lithuania, 19-22.09.2011.
4. Rodeva, R., I. Karov, Z. Stoyanova, B. Kovacevik, V. Manova, R. Georgieva. 2012. Phomopsis capsici and Colletotrichum coccodes infecting pepper in Macedonia. International Symposium: Current Trends in Plant Protection. Proceedings. Institute for Plant Protection and Environment, Belgrade, Serbia, 257-263.
5. Stoyanova, Z., R. Rodeva, V. Manova, L. Stoilov, M. Mijatovic. 2012. Unusual Colletotrichum sp. associated with pepper fruit anthracnose in Bulgaria and Serbia – Preliminary results. International Symposium: Current Trends in Plant Protection. Proceedings. Institute for Plant Protection and Environment, Belgrade, Serbia, 299-306.
6. Cvikic, D., L. Krasteva, R. Pandeva, R. Rodeva, V. Todorova, S. Neykov, N. Velcheva. 2012. Genetic resources of pepper in Serbia – SEE ERA NET project. Book of Abstracts. International Scientific Conference “130 Years Agricultural Science in Sadovo”, Sadovo, Bulgaria, 5-6 June 2012.
7. Karov, I., B. Kovacevic, S. Mitrev, R. Rodeva, Z. Stoyanova, P. Chavdarov. Fungal diseases of pepper in Eastern Macedonia in 2011-2012. 37^th International Symposium for Plant Protection in Ohrid, Macedonia, 20-21.12.2012. Plant Protection (Skopje) (in press).
8. Stoyanova, Z., R. Rodeva, I. Karov, B. Kovacevik, V. Manova, R. Georgieva. Morphological and molecular characterization of Colletotrichum coccodes isolated from pepper cultivated in Bulgaria and Macedonia. 5^th International Scientific Meeting: „Mycology, Mycotoxicology and Mycoses“, Matica Srpska Proceedings for Natural Sciences, 124, 249-262.