Septoria tritici blotch (STB) is one of the most devastating foliar diseases of wheat worldwide. Host resistance is the most economical and safest method of controlling the disease, and information on resistance loci is crucial for effective breeding for resistance programs. In this study we used a mapping population consisting of 126 doubled-haploid lines developed from a cross between the resistant cultivar Mandub and the susceptible cultivar Begra. Three monopycnidiospore isolates of Z. tritici with diverse pathogenicity were used to test the mapping population and parents’ STB resistance at the seedling stage (under a controlled environment) and adult plant stage (polytunnel). For both types of environments, the percentage leaf area covered by necrosis (NEC) and pycnidia (PYC) was determined. A linkage map comprising 5899 DArTSNP and silicoDArT markers was used for the quantitative trait loci (QTL) analysis. The analysis showed five resistance loci on chromosomes 1B, 2B and 5B, four of which were derived from cv. Mandub. The location of QTL detected in our study on chromosomes 1B and 5B may suggest a possible identity or close linkage with Stb2/Stb11/StbWW and Stb1 loci, respectively. QStb.ihar-2B.4 and QStb.ihar-2B.5 detected on chromosome 2B do not co-localize with any known Stb genes. QStb.ihar-2B.4 seems to be a new resistance locus with a moderate effect (explaining 29.3% of NEC and 31.4% of PYC), conferring resistance at the seedling stage. The phenotypic variance explained by QTL detected in cv. Mandub ranged from 11.9% to 70.0%, thus proving that it is a good STB resistance source and can potentially be utilized in breeding programs.

Fusarium head blight (FHB) of wheat caused by Fusarium species is a destructive disease, causing grain yield and quality losses. Developing FHB-resistant cultivars is crucial to minimize the extent of the disease. The first objective of this study was incorporation of Fhb1 from a resistant donor into five Polish wheat breeding lines with good agronomical traits and different origins. We also performed a haplotype-based GWAS to identify chromosome regions in derived wheat families associated with Fusarium head blight resistance. As a result of marker-assisted backcrossing (MABC), five wheat combinations were obtained. Fungal inoculation and disease assessment were conducted for two years, 2019 and 2020. In 2019 the average phenotypic response of type II resistance was 2.2, whereas in 2020 it was 2.1. A haploblock-based GWAS performed on 10 phenotypic traits (related to type of resistance, year of experiment and FHB index) revealed nine marker–trait associations (MTA), among which six belong to chromosome 2D, two to 3B and one to 7D. Phenotypic variation (R²) explained by the identified haplotypes in haploblocks ranged from 6% to 49%. Additionally, an association weight matrix (AWM) was created, giving the partial correlation–information theory (PCIT) pipeline of 171 edges and 19 nodes. The resultant data and high level of explained phenotypic variance of MTA create the opportunity for data utilization in MAS.

Resistance to Fusarium head blight [Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc.] of 52 winter wheat lines was evaluated. The lines were obtained from crosses between three cultivars of winter wheat and resistant spring wheat cultivar Sumai 3. The presence of Fhb1 gene was confirmed in 56% of lines using the close linked UMN10 marker. The lines showed a very high resistance of type II (for Fusarium spread within the head), while type I resistance (for initial infection) varied. All lines revealed high or very high resistance to Fusarium head blight after inoculation in field experiments. The lines with Fhb1 gene had on average higher resistance, greater plant height and lower grain yield. However, the lines with very high resistance, average height plants and high yields of grain were identified in both groups as well. Badano odporność na fuzariozę kłosów 52 linii pszenicy ozimej uzyskanych z krzyżowań trzech odmian pszenicy ozimej z odmianą odporną pszenicy jarej Sumai 3. Obecność genu Fhb1 stwierdzono u 56% badanych linii wykorzystując blisko sprzężony marker UMN10. Linie miały bardzo wysoką odporność typu II (na rozprzestrzenianie się Fusarium w kłosie), natomiast wystąpiło zróżnicowanie odporności typu I (na infekcję pierwotną). Wszystkie badane linie wykazały niską lub bardzo niską podatność na fuzariozę kłosów w infekcyjnych doświadczeniach polowych. Linie z genem Fhb1 miały średnio wyższą odporność, większą wysokość roślin oraz niższy plon ziarna. W obu grupach linii zidentyfikowano jednakże formy o bardzo wysokiej odporności, średniej wysokości roślin oraz wysokim plonie ziarna.

The aim of the study was to transfer mlo gene, which determines very effective resistance to powdery mildew (Blumeria graminis DC. f. sp. hordei) from spring barley to winter forms and to determine agronomic value of selected breeding lines under field conditions. The spring barley cultivar Danuta was used as a donor of mlo gene. Mlo gene was introduced into genome of the two multi-row winter cultivars Carola and Bażant, with good agronomic value but susceptible to powdery mildew. Powdery mildew resistance was evaluated under field conditions and natural infection in several homogenous lines with Mlo resistance type, which were selected from generated F1, F1BC1, F2BC1 populations. The homogenous line BKH 5735 resistance to B. graminis f. sp. hordei determined by mlo gene was selected as a result of evaluations under controlled conditions, natural infection and using molecular markers. This line showed good economic value comparable to the control varieties and it may be concluded that the line BKH 5735 has Mlo resistance and provides high-yielding. Celem podjętych badań było przeniesienie z form jarych do ozimych genu mlo warunkującego wysoce efektywną odporność na mączniaka prawdziwego zbóż i traw (Blumeria graminis DC. f. sp. hordei). Do wyprowadzenia linii jęczmienia ozimego, wielorzędowego o odporności na mączniaka prawdziwego wykorzystano jako dawcę genu mlo odmianę jęczmienia jarego Danuta. Jako biorców genu mlo użyto dwie odmiany wielorzędowe ozime: Carola i Bażant o dobrej wartości cech gospodarczych, lecz podatnych na mączniaka. Wytworzono populacje mieszańcowe: F1, F1BC1, F2BC1 i po wyselekcjonowaniu linii ozimych i homozygotycznych pod względem odporności na mączniaka typu Mlo oceniono ich wartość w doświadczeniach w warunkach naturalnej infekcji. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano linię BKH 5735 odporną na B. gramins f. sp. hordei uwarunkowaną genem mlo. Linia ta, w wa-runkach naturalnej infekcji doświadczeń polowych charakteryzowała się porównywalną oceną innych cech wartości gospodarczych do odmian wzorcowych.

An isolate of Puccinia striiformis f. sp. tritici “Warrior” race (avirulent to Yr5 and Yr15 resistance genes) was used in the study to test resistance among winter wheat cultivars. The examined plant material consisted of eighty-three winter wheat cultivars and lines with resistance genes to yellow rust Yr5 and Yr15. The pathology tests were conducted on the seedlings under controlled conditions. Plant symptoms caused by infection were evaluated 12–14 days after inoculation using 0–9 scale. Six cultivars were found to be resistant to Pst isolate (score 0–4), and only the cultivar Belenus and lines with genes Yr5 and Yr15 were completely immune (score 0). Nine cultivars revealed intermediate resistance (score 5–6) and 67 were susceptible (score 7–9). Additional experiments were carried out to identify genes Yr5 and Yr15 among tested wheat cultivars by using molecular markers. The results demonstrated that phenotypic and molecular results were consistent only for Belenus cultivar, which indicated the presence of Yr15 in this cultivar. W pracy badano odporność odmian pszenicy ozimej na izolat Puccinia striiformis f. sp. tritici typu „Warrior” (awirulentny w stosunku do genów Yr5 i Yr15). Materiał roślinny stanowiły 83 odmiany pszenicy ozimej oraz linie posiadające geny odporności na rdzę żółtą Yr5 i Yr15. Testy przeprowadzono na siewkach w komorze klimatycznej. Po 12–14 dniach od inokulacji określono typ reakcji rośliny według skali 0–9. Wyróżniono 6 odmian odpornych (zakres oceny 0–4) na testowany izolat Pst, przy czym tylko dla odmiany Belenus oraz linii zawierających geny Yr5 i Yr15 zanotowano ocenę 0 (brak widocznych objawów chorobowych). W przypadku 9 odmian zaobserwowano odporność pośrednią (ocena 5–6), natomiast 67 odmian było podatnych (ocena 7–9). Podjęto również próbę określenia występowania genów odporności Yr5 i Yr15 wśród badanych odmian pszenicy przy użyciu markerów molekularnych. Tylko w przypadku odmiany Belenus uzyskano zbieżność wyników fenotypowych i molekularnych, co wskazuje na obecność genu Yr15 w tej odmianie.

W 2023 roku przetestowano 37 jednozarodnikowych izolatów Puccinia triticina wyizolowanych z liści pszenicy. Izolaty testowano na zestawie różnicującym składającym się z 41 obiektów, w skład których wchodziły blisko-izogeniczne linie odmiany Thatcher, odmiany z genami Lr oraz wzorzec podatności Thatcher. Na podstawie wyników testów fitopatologicznych określono procent wirulentnych izolatów zidentyfikowanych w 2023 roku na terenie Polski. Geny Lr2a, Lr9, Lr19, Lr29, Lr52 i Lr63 były wysoce efektywne na badane izolaty P. triticina. W pracy określono patotypy patogenu, stosując zestaw 16 linii blisko-izogenicznych.