Rzi a padlí jsou choroby, se kterými se na obilninách setkáváme asi nejčastěji. Nalezneme je zejména na listu, listové pochvě a některé na klasu. I když byly v systému hub zařazeny do odlišných skupin (rzi mezi houby nedokonalé a padlí mezi houby vřeckovýtrusé), mají některé společné znaky. Jsou to závazní, obligátní parazité (po dobu svého vývoje mohou žít jen na živém organismu).
Pokusy s jejich pěstováním na živných mediích nebyly příliš úspěšné.
Houba proniká do mezibuněčného prostoru povrchových buněk hostitele (rzi průduchem, padlí přímo přes kutikulu) a do epidermální buňky vysílá haustorium - orgán, kterým čerpá výživu z rostliny. Tyto choroby se šíří pomocí výtrusů na velké vzdálenosti vzdušnými proudy. K význačným znakům patří jejich specifika. Určitý druh parazituje pouze na určité skupině hostitelů. Kromě těchto společných znaků se liší tím, že některé rzi mohou být dvoubytné. To je spojeno se střídáním hostitelů a se střídáním fáze, kdy se vytvářejí dvoujaderné výtrusy, a fáze, kdy se vytvářejí jednojaderné výtrusy. Jejich výskyt je více méně pravidelný, ale může značně kolísat rok od roku, a to zejména v oblastech, kde po část roku mohou být pro chorobu nepříznivé povětrnostní podmínky.
Rez pšeničná
Jde pravděpodobně o nejdůležitější chorobu pšenice na světě. Předpokládá se, že je více rozdílná ve virulenci proti rzi travní. To může být výsledkem několika faktorů. Velikost populace rzi pšeničné je během vegetačního období mnohem větší. Její pravlastí jsou pohoří ve střední Asii a k nám je zanášena větry z jihovýchodu. Vyskytuje se pravidelně zejména ve východních částech republiky. Optimálně se vyvíjí, je-li léto teplé (10 - 30 °C) s častými vlhkými periodami. Ztráty na výnosu jsou obvykle menší, ale mohou být i vážné (větší než 35 %). Jsou zapříčiněny hlavně redukcí řady kvítků v klasu.
Velmi vysoké hladiny rezistence vůči rzi ve stadiu semenáčů bývají spojeny s vysokými nebo přijatelnými hladinami rezistence v dospělosti v polních podmínkách. Nejrozšířenějším genem rezistence je Lr26 na segmentu chromozómu 1R translokovaném ze žita na chromozóm pšenice 1B. Obecně u rzí bylo zjištěno, že odpovídající genové páry v interakci hostitel - patogen mohou mít rozdílné teplotní rozsahy, ve kterých fungují optimálně, aby tvořily charakteristický nízký infekční typ (reakce hostitele na patogena).
Genetika rezistence je nejhodnotnější a nejekonomičtější forma kontroly rostlinných patogenů. Šlechtitelé většinou spoléhají na hypersenzitivní typ rezistence. Ten je velmi efektivní v redukci epidemie, ale je často přemožen novými rasami patogena. V poslední době se ve výzkumu zvyšuje zájem o více trvalé typy rezistence. Částečná rezistence je charakterizována nízkým rozvojem epidemie vzdor vysokému infekčnímu typu. Bylo zjištěno, že rezistence poskytnutá jedním genem Lr34 se hodí na definici částečné rezistence, poněvadž nebyla spojena s hypersenzitivní reakcí. Gen Lr34 je přítomný v mnoha odrůdách pšenice po celém světě a ukázal trvalou rezistenci vůči rzi pšeničné.
V Evropě lze vycítit dvě hlavní strategie ve šlechtění na rezistenci. Šlechtění na nízkou závažnost choroby bez zřetele na infekční typ nebo šlechtění na vysoký infekční typ, ale nízkou závažnost choroby. Šlechtitelům je doporučeno zahrnout do šlechtění více efektivní geny, tak jako Lr9, Lr19, Lr24, Lr25, Lr28 a Lr29. Uvažuje se o tom, že rezistence v dospělosti a částečná rezistence budou v budoucnu hrát větší úlohu.
Rez plevová
Velmi výstižný je anglický název „stripe rust“ nebo „yellow rust“. Typickým příznakem jsou totiž dlouhé, žluté proužky uspořádaných uredií, ložisek výtrusů, tvořených na listu. A právě tímto uspořádáním a barvou se výrazně liší od rzi travní a pšeničné. Infekce se vyskytuje na všech částech rostliny, včetně klasu. Závažné infekce mohou způsobit ztráty na výnosu zrna až 40 %. Zrno ze silně napadených porostů je také scvrklé. Epidemie jsou způsobeny asexuálně tvořenými urediosporami. Nebyl nalezen žádný druhotný hostitel, aby doplnil sexuální reprodukci.
Je nejvíce rozšířenou rzí v chladnějších a vlhkých oblastech pěstování pšenice. Její největší rozvoj nastává v teplotním rozmezí 2 - 15 °C. Tak například v roce 2001 byl u nás vývoj rzi plevové ovlivněn chladnějším květnem, ale hlavně červnem, průměrná teplota za první dvě dekády byla 13,6 °C proti stejnému období v roce 2000, kdy byly hodnoty teploty 19,7 °C. Na počátku července se její vývoj zastavil vlivem vyšších teplot (nad 25 °C koncem června a v červenci). A tak rez pšeničná, pro kterou to byly příznivé teploty, doslova přerostla rez plevovou. Naopak například podprůměrné teploty v lednu a únoru v Dánsku redukovaly rez plevovou na náchylné odrůdě Anja, a to ve třech ze čtyř pěstebních sezón. Po chladných zimách nebyla v přirozených podmínkách rez plevová zaznamenána na žádné odrůdě. Může přežívat období stresů, chladno v zimě ale i krátké horko v létě. Delší období vyšších teplot však může její vývoj zastavit.
V poslední době se tato choroba se stává vážnější zábranou produkce pšenice v zemích středního východu. Na rezistentních rostlinách pozorujeme velké plochy chlorotických nebo nekrotických skvrn. Některé odrůdy pšenice jsou náchylné ve stadiu semenáčů, ale rezistentní v dospělosti. Rezistence v dospělosti zůstává trvalá, není rasově specifická a je více účinná se stářím rostliny a se zvyšující se teplotou během sezóny. Ke snížení napadení rostlin se také používají směsi náchylných a rezistentních odrůd. Hlavním faktorem pro vysvětlení redukce choroby (indukovaná rezistence) v odrůdových směsích je nízká hustota náchylných rostlin.
Virulence patogena ve většině zemí Evropy byla vysoká ke genům rezistence Yr2, Yr3a a Yr9. Virulence ke genu rezistence Yr17 byla poprvé určena v roce 1994 v Anglii a v roce 1996 se vyskytly nové rasy s kombinovanou virulencí k Yr6, Yr9 a Yr17. V současné době se staly geny rezistence Yr9 a Yr17 neefektivní. Při selhání rezistence v jedné části Evropy bude proto třeba varovat oblasti, kde je rezistence stále efektivní.
Rez travní
Tato choroba je podporována vlhkými podmínkami a vyššími teplotami 15 - 35 °C. Je to nejvíce devastující rez. V individuálním vývoji vytváří všech pět druhů výtrusů: spermácie - bezbičikaté, pasivně se pohybující samčí výtrusy; aeciospory - dvojjaderné, jarní výtrusy; urediospory - dvojjaderné, letní výtrusy; teliospory - hruboblanité, zimní, černohnědé odpočívající spory; basidiospory - jednojaderné, infikují listy dřišťálu. U vysoce rezistentních rostlin je růst houby omezen rychlým a aktivním odumřením buněk hostitele kolem místa proniknutí. Tato „sebevražda“ pouze několika buněk hostitele účinně chrání rostlinu před kolonizací houby a od rozvoje příznaků choroby. Připouští se také možnost redukce fotosyntézy a obsahu chlorofylu hostitelské rostliny jako faktoru rezistence, který je zcela odlišný od hypersenzitivní reakce. Obecně byl zaznamenán pokles asimilace v infikovaných listech. Může to souviset se změnami obsahu chlorofylu. Nejrozšířenějším genem rezistence je Sr31.
Zdá se, že ekonomickým významem tato rez u nás ustoupila až za rez pšeničnou a plevovou a to díky rezistenci značného počtu pěstovaných odrůd proti převládajícím rasám. Některé oblasti pěstování pšenice mají ekonomicky nevýznamný výskyt rzi travní, na druhé straně v jiných zemích má tato choroba vysokou potenciální škodlivost. Šlechtění na rezistenci není omezeno nedostatkem účinných genů.
Padlí travní
Charakteristické pomoučení (zpravidla na líci listu), které je tvořeno povrchovým myceliem a konidiemi (nepohlavní způsob rozmnožování) je příznakem padlí travního. Větrem se šíří nejen do okolí, ale i na velké vzdálenosti. Koncem vegetační sezóny vytváří kleistothecia (uzavřené plodničky) jako výsledek pohlavního procesu. Ty mají na temeni rýhu, kterou se plodnička otvírá a jednobuněčné askospory jsou vystřelovány ven.
V evropských zemích je používáno u komerčních odrůd pšenice devět genů rezistence (Pm1, Pm2, Pm3c, Pm3d, Pm4b, Pm5, Pm6, Pm8, Pm9) nebo kombinací těchto genů. Je však známo, že více efektivní geny jsou Pm3d, Pm4b a Pm6. Nejefektivnější kontrola této choroby je pěstovat rezistentní odrůdy. Když je ale jedna odrůda pěstována extenzivně, pak frekvence odpovídající virulence v populaci patogena se často rychle zvyšuje vzhledem k selekčnímu tlaku hostitele. To „vede“ ke zhroucení genu rezistence. Podobně jako u rzí se začíná provádět výběr odrůd a novošlechtění na částečnou rezistenci. Populace padlí travního je velmi heterogenní. Například v Maďarsku bylo izolováno celkem 72 fyziologických ras. To dává tušit, že menší změny v populaci patogena se vyskytnou během dvou až pěti let a větší změny po pěti až sedmi letech, zvláště když jsou do pěstování zahrnuty odrůdy s různým typem rezistence.
Ing. Lubomír Věchet, CSc.,
Výzkumný ústav rostlinné výroby,
Praha - Ruzyně
