Název:
Physiological and metabolomic responses of Castanea sativa to infection with Phytophthora ×cambivora and P. cinnamomi
Autoři:
Kudláček, Tomáš Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok:
2023
Jazyk:
eng
Abstrakt: [eng][cze] The sweet chestnut (Castanea sativa Mill.) is a tree species of a high ecological and economical importance. One of the most decimating diseases of this species is so called ink disease caused by the oomycete pathogens Phytophthora ×cambivora and Phytophthora cinnamomi. Within this thesis it was for the first time studied how these two pathogens interact when co-inoculated, while also differentiating between the two mating types (A1 and A2) of Phytophthora ×cambivora. One of the main contributions of this work is a simultaneous use of various methods to investigate the post-infection processes within the plants. Two chestnut provenances (from Portugal and Serbia) were subjected to inoculation with P. cinnamomi, P. ×cambivora A1, P. ×cambivora A2 and all their combinations. In addition to monitoring the infection progress in terms of visual symptoms and mortality, the plant responses were also evaluated at the physiological and metabolomic levels. Subsequently, advanced modelling techniques were applied to assess a potential of the measured physiological parameters as early warning signals of severe infection. Differences in plant responses were observed between the treatments. The P. cinnamomi-including treatments showed higher aggresiveness than the P. ×cambivora-including treatments. Various infection-specific and infection-nonspecific differences in the studied parameters were observed between the two tested provenances. The light use efficiency spectral reflectance indices showed to be the most important predictors of mortality. The carotenoid reflectance indices displayed the highest relevance for predicting time to mortality. This study aims to deepen our understanding of complex interactions within the chestnut-Phytophthora pathosystems with practical applications in mind.Kaštanovník setý (Castanea sativa Mill.) je dřevina s velkým ekologickým a ekonomickým významem. Jedním z nejničivějších onemocnění tohoto druhu je takzvaná inkoustová choroba způsobená patogeny třídy oomycet Phytophthora ×cambivora and Phytophthora cinnamomi. V rámci této práce bylo poprvé studováno, jak tyto dva patogeny interagují v případě jejich koinokulace, přičemž bylo rozlišeno mezi dvěma rozmnožovací typy (A1 a A2) Phytophthora ×cambivora. Jedním z hlavních přínosů této práce je simultánní použití různých metod ke studiu postinfekčních procesů v rostlinách. Dvě provenience kaštanovníku setého (z Portugalska a Srbska) byly podrobeny inokulaci P. cinnamomi, P. ×cambivora A1, P. ×cambivora A2 a všemi jejich kombinacemi. Kromě sledování infekčního procesu v intencích vizuálních symptomů a mortality byly odezvy rostlin hodnoceny také na fyziologické a metabolomické rovině. Následně byly použity pokročilé modelovací techniky ke zhodnocení potenciálu měřených fyziologických parametrů jako včasných varovných signálů těžké infekce. Byly pozorovány rozdíly v odezvě rostlin mezi ošetřeními. Byla pozorována vyšší agresivita ošetření zahrnujících P. cinnamomi než tech obsahujících pouze P. ×cambivora. Rozličné infekčně-specifické i nespecifické rozdíly ve studovaných parametrech byly pozorovány mezi proveniencemi. Spektrální indexy efektivity využití světla se ukázaly být nejvýznamnějšími prediktory mortality. Indexy reflektance karotenoidů byly nejrelevantnějšími prediktory času do mortality. Tato studie si klade za cíl prohloubení našeho poznání komplexních interakcí v rámci patosystémů kaštanovníku a fytoftor.
Klíčová slova:
Castanea sativa; chestnut; fyziologická měření; kaštanovník; metabolomics; metabolomika; physiological measurements; Phytophthora cinnamomi; Phytophthora ×cambivora
host ::
