Dynamik von Cyp51-Mutanten in den Puccinia striiformis Populationen in den Vereinigten Staaten

Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst) und P. striiformis f. sp. hordei (Psh) verursachen Streifenrost-Epidemien auf Weizen bzw. Gerste. Demethylierungshemmer (DMI)-Fungizide werden seit Jahrzehnten in den USA zur Bekämpfung von Streifenrost eingesetzt, jedoch war die Toleranz des Erregers nicht klar. Um die Dynamik der DMI-Fungizid-Targeting-Gen Cyp51-Mutanten zu bestimmen, wurden Pst-Isolate aus den Jahren 1968 bis 2021 und Psh-Isolate aus den Jahren 1993 bis 2021 mit einem Kompetitiven Allel-spezifischen PCR (KASP)-Marker auf die Y134F-Punktmutation im Cyp51-Gen getestet. Das Mutantenallel wurde bereits 1968 in der Pst- und 1993 in der Psh-Population nachgewiesen, und die Mutantenfrequenzen schwankten von Jahr zu Jahr. Der KASP-Test an Pst-infizierten Blattproben aus Fungizid-Testparzellen 2024 zeigte, dass die Anwendung des DMI-Fungizids Tilt die Mutantenfrequenz erhöht. Urediniosporen-Germinierungstests mit 22 ausgewählten Isolaten bei unterschiedlichen Tilt-Konzentrationen ergaben, dass der mittlere EC50-Wert der homozygoten Mutantenisolate 2,7-fach höher ist als der der Wildtyp-Isolate, während die Werte der heterozygoten und Wildtyp-Isolate sich nicht signifikant unterschieden. Die Ergebnisse zeigen, dass der KASP-Marker nützlich für die Überwachung der DMI-Fungizid-Targeting-Gen-Mutanten ist und DMI-Fungizide wahrscheinlich weniger wirksam gegen die homozygote Mutantenpopulation sind als gegen Wildtyp- und heterozygote Populationen. Diese Informationen sind hilfreich für das Management von Streifenrost durch den Einsatz vielfältiger Fungizide sowie den Anbau resistenter Sorten.