Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Broad beans are becoming a larger crop in Sweden. This is probably due to the current discussion about the cultivation of soya beans that are imported to be used as protein fodder. Broad beans are a good break crop in a small grain intensive crop rotation and works as a protein source for animals together with for example ley. At present little research has been done on broad beans and more knowledge is needed.

This study is about fungal communities and diseases on broad beans and the impact of these fungi on seed germination. Broad beans from 14 fields were collected and used during the study, ten from the county of Östergötland and four from the county of Västergötland.
Fungi on harvested broad beans were identified by using terminal restriction fragment length polymorphism, (T-RFLP), where the internal transcribed spacer (ITS) region in the fungal DNA, which is unique for each species, is used. For identification of fungal species a reference library was prepared from the ITS sequences of pure isolations of fungi on the beans and the inserted fungal ITS sequences in cloned Escherichia coli bacteria. The ITS regions were sequenced and identified to species or genus level using BLASTN at GeneBank in order to use them as a reference library. The results from the T-RFLP were then compared with the reference library. The fungi that were identified on the broad beans with this method were Ascochyta fabae, Alternaria infectoria, Botrytis cinerea, Hypocrea viridescens, Arthrinum arundinis, Phoma exigua var. exigua, Penicillum aurantiogriseum, Mucor circinelloides, Lichtheimia corymbifera, Cladosporium sp, Fusarium sp., Alternaria sp., Ascochyta sp., and Chaetomium sp. Four of these fungi are plant pathogens, one is a yeast fungus and the rest are saprophytes. By cloning Ascochyta sp. and Cladosporium sp. were identified. Of the 14 fungi in the reference library, ten could be found on the bean samples. The species that were only found among the pure isolates and not on the bean samples were Mucor circinelloides, Lichtheimia corymbifera, Alternaria sp. and Fusarium sp.

A germination test showed that the germination rate was between 89-99 % for each field sample. The sample with the lowest percentage also had the highest number of identified fungi on the beans. This shows that the fungi may have an impact on the germination on broad beans.

Antalet odlade hektar med åkerböna har ökat de senaste åren Detta beror antagligen på den rådande diskussionen om importen av sojabönor vilka används som proteinfoder här i Sverige. Åkerböna fungerar bra som avbrottsgröda i spannmålsintensiva växtföljder och är lämplig att använda som proteinfoder tillsammans med exempelvis vall. Hittills har forskningen som gjorts på åkerböna varit begränsad och mer kunskap behövs.

Detta examensarbete handlar om svampsamhällen och svampar på åkerbönor, samt om svamparna har någon inverkan på åkerbönans grobarhet. Åkerbönor från 14 olika fält, tio från Östergötland och fyra från Västergötland användes under studien.
Svampar på skördade åkerbönor identifierades med hjälp av terminal restriction fragment length polymorphism, (T-RFLP), vilket innebär att svamparnas ITS-region (internal transcribed spacer) amplifieras och klipps med enzymer för att sedan jämföras med identifierade sekvenser. ITS-regionen är unik i sekvens och fragmentlängd för varje svampart vilket gör det möjligt att identifiera svamparna. För att kunna identifiera svamparna på bönorna gjordes ett referensbibliotek av ITS-regionen hos de renodlade svamparna som fanns på bönorna, samt randomiserade ITS-regioner som klonats in i bakterier. Svamparna från renodlingen och kloningen sekvenserades och artbestämdes med hjälp av publicerade sekvenser på GeneBank. De artbestämda svamparna användes sedan i ett referensbibliotek, då de specifika sekvenserna och fragmentlängderna kopplats till en specifik svampart.
Resultatet från analys med T-RFLP jämfördes sedan med referensbiblioteket. De svampar som identifierades på bönorna var Ascochyta fabae, Alternaria infectoria, Botrytis cinerea, Hypocrea viridescens, Arthrinum arundinis, Phoma exigua var. exigua, Penicillum aurantiogriseum, Mucor circinelloides, Lichtheimia corymbifera, Cladosporium sp, Fusarium sp., Alternaria sp., Ascochyta sp., och Chaetomium sp. Av dessa är fyra växtpatogena svampar, en är en jästsvamp och resten saprofyter. Kloningen resulterade enbart i identifiering av svampsläkterna Ascochyta sp. och Cladosporium sp. Tio utav de fjorton svamparna i referensbiblioteket kunde hittas bland bönproverna. De arter som inte kunde hittas på bönproverna utan endast vid renodlingen var Mucor circinelloides, Lichtheimia corymbifera, Alternaria sp. och Fusarium sp.

Ett grobarhetstest visade att grobarheten varierade mellan 88-99 % för varje fältprov. Den lägsta grobarheten hade det fält som också hade det största antalet identifierade svamparter. Detta kan betyda att en större svampförekomst ger åkerbönorna sämre grobarhet.