Hedelmäpuunsyövän (aiheuttaja Neonectria ditissima) tartunnan puolustusyhdisteet omenapuussa - Varjus, Ilona (My University, 2020)
Neonectria ditissima -sieni aiheuttaa tarhaomenapuulla (Malus domestica) tautia nimeltä hedelmäpuunsyöpä (lehtipuunkoro). Millään omenapuun lajikkeella ei ole havaittu täydellistä kestävyyttä, mutta eri lajikkeilla on eroja alttiudessa hedelmäpuunsyövälle. Tässä tutkimuksessa pyrittiin tunnistamaan puolustukseen liittyviä fenolisia yhdisteitä, joista erot omenapuulajikkeiden osittaisessa taudinkestävyydessä todennäköisesti johtuvat. Erityisesti etsittiin yhdisteitä, jotka eroavat terveen ja oireilevan solukon välillä, ovat tyypillisiä erityisen kestävissä lajikkeissa, ja voivat olla taudinkestävyyden kandidaattiyhdisteitä. Työn tausta-aineistona toimii kasvihuoneessa vuonna 2018 toteutettu tartutuskoe, jossa omenan piiska-astiataimia tartutettiin N. ditissima –sienen itiöillä, ja seurattiin muodostuneita kuolio-oireita. Tutkimuksessa käytetyt lajikkeet jaettiin kolmeen kestävyysluokkaan aikaisempien tartutuskokeiden perusteella. Puiden kuoressa esiintyneiden fenoliset yhdisteet eroteltiin diodirividetektorilla varustetun korkean erotuskyvyn nestekromatografin (HPLC-DAD) avulla, ja yhdisteet tunnistettiin alustavasti niiden UV-VIS -spektrien perusteella. Tunnistetuista yhdisteistä karboksyylihappoja, proantosyanidiinia sekä eriodiktyolia oli havaittavissa enemmän oireilevan infektioalueiden läheisellä puolustusvyöhykkeellä, kun taas floritsiiniä ja sen konjugaatteja havaittiin terveissä solukoissa. Kestävissä lajikkeissa isorhamnetiinin konjugaatteja havaittiin oireettomien tartutuskohtien läheisyydessä. Alttiissa lajikkeissa taas esiintyi enemmän eriodiktyolia oirekohtien läheisyydessä. Myös perusrunko näyttäisi vaikuttavan taimessa esiintyviin yhdisteisiin. Koska yhdisteet tunnistettiin vasta alustavasti, ilman tunnistuksen varmistavia jatkotutkimuksia ei voida arvioida, miten havaitut yhdisteet liittyvät omenapuiden taudinkestävyyteen. Tässä tutkimuksessa havaittiin useita kandidaattiyhdisteitä ja saatujen tulosten perusteella voidaan päätellä, mitä lajikkeita ja yhdisteitä tulevaisuudessa olisi kannattavaa tutkia tarkemmin. Tutkimus toteutettiin osana yhteispohjoismaista NORDFRUIT –esijalostushanketta (Pre-breeding for future challenges in Nordic fruit and berries) sekä Suomen Kulttuurirahaston rahoittamaa Omenasyöpä-hanketta, joissa tutkitaan pohjoismaisten omenalajikkeiden hedelmäpuunsyövän kestävyyttä. Pro-gradu tutkimuksen toimeksiantajana toimi Luonnonvarakeskus (Luke).

The fungus Neonectria ditissima causes apple canker disease in apple trees (Malus domestica). Apple cultivars differ in the susceptibility towards apple canker, but none have shown a total resistance. Apple trees defend themselves against pathogens by producing phytochemicals, therefore partial resistances may be due to accumulation of these compounds. The goal of this thesis was to identify phenolic compounds that differ between healthy and infected tissues, differ between cultivar groups of varying susceptibility, or could be candidate compounds explaining the partial canker resistance in some cultivars. In 2018, the resistance and susceptibility to apple canker in several apple cultivars was experimentally tested, and the trial materials were used as a background for this thesis. Young apple trees were infected with spores of Neonectria ditissima and the development of necrotic symptoms was monitored. Based on previous research the studied cultivars were divided into three classes of resistance. Phenolic compounds found in the bark of the trees were separated with High- Performance Liquid Chromatography with Diode-Array Detection (HPLC-DAD) and tentatively identified with Ultraviolet-Visible Spectroscopy (UV-VIS) spectra at three different wavelengths. Phenolic acids, proanthocyanidins and eriodictyol were found to be more abundant in the tissues collected from the interface of the infection site while phlorizin and its conjugates were more abundant in healthy tissues. In resistant cultivars, conjugates of isorhamnetin were abundant near an unsuccessful infection site. In susceptible cultivars eriodictyol could be found near the infection site. According to our findings the rootstock used in grafting also influenced the compounds found in the scion. Because the compounds were only tentatively identified in this thesis, it cannot be said with certainty how these compounds effect the resistance of apple trees. This thesis has identified several candidate resistance-related compounds and the achieved results can be used in to determine which cultivars and compounds to study in the future. This study was part of two projects: a Nordic pre-breeding project NORDFRUIT (Pre-breeding for future challenges in Nordic fruit and berries) and a Omenasyöpä-project funded by the Finnish Cultural Foundation, both of which study the resistance of Nordic apple cultivars against apple canker. The commissioner of this thesis was the Natural Resources Institute Finland (Luke).
Keywords: Neonectria ditissima, omenapuu (Malus domestica), puolustusyhdisteet