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Mycosphaerella graminicola (anamorph Septoria tritici) causes Septoria tritici blotch, a globally important disease of winter wheat. Resistance and pathogenicity generally vary quantitatively. The pathogen reproduces both sexually and asexually, and the pathogen population is highly genetically variable. Several unresolved questions about the epidemiology of this pathosystem are addressed by this research. Among them are whether cultivar-isolate specificity exists, how partial host resistance affects pathogen aggressiveness and sexual reproduction, and how host genotype mixtures influence epidemic progression and pathogenicity. At its release in 1992, the cultivar Gene was highly resistant to M. graminicola, but that resistance had substantially dissolved by 1995. Six of seven isolates collected in 1997 from field plots of Gene were virulent to Gene seedlings in the greenhouse, while 14 of 15 isolates collected from two other cultivars were avirulent to Gene. Gene apparently selected for strains of M. graminicola with specific virulence to it. In a two-year experiment, isolates were collected early and late in the growing season from field plots of three moderately resistant and three susceptible cultivars, and tested on seedlings of the same cultivars in the greenhouse. Isolates were also collected from plots of two susceptible cultivars sprayed with a fungicide to suppress epidemic development. Isolate populations were more aggressive when derived from moderately resistant than from susceptible cultivars, and more aggressive from fungicide-sprayed plots than from unsprayed plots of the same cultivars. Over 5,000 fruiting bodies were collected in three years from replicated field plots of eight cultivars with different levels of resistance. The fruiting bodies were identified as M. graminicola ascocarps or pycnidia, or other. In all three years, the frequency of ascocarps was positively correlated with cultivar susceptibility, as measured by area under the disease progress curve, and was also positively associated with epidemic intensity. For three years, four 1:1 mixtures of a moderately resistant and a susceptible wheat cultivar were planted in replicated field plots. Isolates from the plots were inoculated as bulked populations on greenhouse-grown seedlings of the same four cultivars. Mixture effects on disease progression varied among the years, and were moderately correlated with mixture effects on pathogenicity. / Graduation date: 2002

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La septoriose (pathogène Zymoseptoria tritici) est la plus importante maladie foliaire des cultures de blé en Europe. Les méthodes de lutte comprennent la résistance variétale, les stratégies d’évitement de la maladie et le recours aux fongicides. Cependant, ces stratégies n’assurent pas une protection complète des cultures de blé. La tolérance à la septoriose est une approche complémentaire qui vise justement à maintenir le rendement en présence de symptômes. La tolérance à la septoriose dépend de traits physiologiques de la plante et d’équilibres source/puits : la demande des puits (croissance des grains) doit être satisfaite malgré une disponibilité réduite des sources (capacité photosynthétique réduite par les symptômes foliaires). La surface verte du couvert, la sénescence et les composantes du rendement sont des traits potentiels de tolérance intéressants qui ont été étudiés lors de ce projet. Une étude de datamining, une expérience en serre et deux expériences au champ ont été menées pour fournir des informations complémentaires sur les mécanismes de tolérance à la septoriose. Les effets des interactions génotype × environnement sur les traits de tolérance ont été étudiés pour deux saisons × cinq localisations × neuf cultivars. La nutrition azotée et le métabolisme de quatre lignées double-haploïdes (DH, contrastées du point de vue de leur tolérance à la septoriose) ont été examinés dans une expérience en conditions contrôlées à l'UMR ECOSYS (INRA, AgroParisTech Grignon, France). Les bilans source/puits de six lignées DH contrastant pour la tolérance ont également été examinés en fonction de leurs réponses à un traitement d'égrainage, appliqué dans une expérience au champ à Hereford (Royaume-Uni). Enfin, une expérience au champ avec deux stratégies fongicides (contrôle total des maladies / lutte contre les maladies non-ciblées) a permis d’étudier la tolérance à la septoriose de six cultivars modernes (Leicestershire, Royaume-Uni). L'objectif principal était de vérifier les traits potentiels de tolérance à la septoriose sur des cultivars actuellement commercialisés. Des traits potentiels de tolérance à la septoriose ont été identifiés tels que la date d’épiaison, le faible degré de limitation des puits par les sources lors de la phase de remplissage du grain des couverts sains, la distribution verticale des surfaces foliaires favorisant des feuilles supérieures relativement grandes. Les résultats ont montré que ces caractères pourraient être sélectionnables, sans compromis avec le rendement potentiel. Enfin, le projet a également discuté du besoin de méthodes alternatives de quantification de la tolérance du blé à la septoriose, ainsi que de l'importance des variations environnementales qui doivent être prises en compte pour étudier les variations génétiques de la tolérance, mais qui pourraient également être utilisées pour identifier des environnements tolérants. / The Septoria tritici blotch disease (STB, pathogen Zymoseptoria tritici) is the most damaging foliar infection of wheat crops in Europe. Disease management strategies include cultivar resistance, disease escape strategy and fungicides. However, these strategies have failed to provide a complete protection of wheat crops. The STB tolerance is a complementary approach which aims to maintain yield in the presence of the symptoms. The tolerance of STB relies on plant physiology and source/sink balance: the sink demand (the grain growth) must be satisfied in spite of reduced source availability (photosynthetic capacity as affected by the STB symptoms on the leaves). The green canopy area, the senescence timing and the grain yield components are interesting potential sources of tolerance that were studied in this project. A data-mining study, one glasshouse experiment and two field experiments were carried out providing complementary insights on STB tolerance mechanisms. The genotype × environment interaction effects on tolerance traits were investigated for two seasons × five locations × nine cultivars datasets. The nitrogen nutrition and metabolism of four doubled-haploid (DH) lines contrasting for STB tolerance were examined in a controlled-glasshouse experiment at UMR ECOSYS (INRA,AgroParisTech) Grignon, France. The source/sink balance of six DH lines contrasting for STB tolerance was also examined according to their responses to a spikelet removal treatment, applied in a field experiment in Hereford, UK. Finally, a field experiment with two fungicide regimes (full disease control and non-target (STB) disease control) probed the STB tolerance of six modern UK winter wheat cultivars in Leicestershire, UK. The main objective was to verify identified potential STB tolerance traits in commercial cultivars. Putative STB tolerance traits have been identified such as the early heading date, the low degree of grain-source limitation of healthy crops during the grain filling phase, the vertical canopy distribution favouring a relatively larger flag-leaf. Results showed these traits might be selectable in wheat breeding without a trade-off with the potential yield. Finally, the project also discussed the need for alternative STB tolerance quantification methods, as well as the importance of environmental variations which have to be taken into account to study genetic variation in tolerance, but which could also be used to discriminate tolerant environment.

Les pratiques culturales modifient l'architecture des couverts de manière à augmenter ou diminuer le développement des épidémies mais les processus mis en jeu sont complexes ; des modèles mécanistes simulant l'interaction entre plante et pathogène devraient aider à les clarifier. Les modèles de Plantes Virtuelles, qui permettent de décrire explicitement la structure tridimensionnelle de la plante, semblent particulièrement prometteurs pour exprimer les effets de l'architecture de la plante sur le développement des épidémies. L'objectif de cette étude est d'examiner la possibilité de simuler l'effet de l'architecture des plantes sur le développement de la maladie en utilisant un modèle Plante Virtuelle. Dans ce travail, nous nous intéressons au pathosystème blé-Septoria tritici, dans lequel l'architecture joue un rôle important. En effet, les spores de Septoria tritici sont propagées par les éclaboussures de pluie depuis les feuilles infectées du bas du couvert vers les nouvelles feuilles saines. Notre travail s'est appuyé sur un modèle pré-existant d'épidémie de la septoriose, Septo3D. L'architecture du blé a été étudiée pour une gamme de densités et de date de semis. Les différences de phyllochrone entre traitements ont été dans une gamme susceptible de modifier le développement de la septoriose. Ces variations ont été représentées par un modèle descriptif qui tient compte du nombre de feuilles final et de la photopériode. Une description détaillée des variables d'architecture à l'échelle des organes et du couvert a fourni une documentation originale et complète sur la plasticité de l'architecture du blé. Ces données ont été utilisées pour paramétrer la description du blé dans Septo3D. Globalement, les traitements étudiés ont conduit à de fortes différences de la densité de végétation au cours du temps. Les dynamiques de développement de la septoriose ont été suivies pour trois traitements de densités contrastées. Les cinétiques de la maladie simulées par le modèle étaient conformes aux mesures expérimentales. Bien que, l'approche nécessite davantage de validation, les résultats confirment que l'approche Plante Virtuelle apporte un nouvel éclairage sur les processus et les caractéristiques des plantes qui impactent les épidémies. En conclusion, nous proposons quelques perspectives en vue de nouvelles applications et améliorations de l'approche. / Agronomic practices modify crop architecture in ways that may facilitate or hamper disease development. The processes involved are complex and mechanistic models simulating plant-pathogen interaction should help clarifying them. Virtual Plants, i.e. models in which the three-dimensional structure of the plant is explicitly described, appear specially promising to express the effects of the plant architecture on the epidemic development. The objective of this study is to examine the ability to simulate the effect of plant architecture on disease development using a Virtual Plant model.The work focuses on the pathosystem wheat-Septoria tritici, in which architecture plays an important role because spores of Septoria are propagated from infected leaves to upper healthy leaves by rain splash. We build on a pre-existing model of Septoria epidemics, Septo3D. Wheat architecture was examined for a range of sowing date and density treatments. Differences of phyllochron between treatments were in a range sufficient to likely modify epidemic development; they were well represented by a descriptive model depending on photoperiod and final leaf number. A detailed description of architectural variables at the organ and canopy scale provided an original and comprehensive documentation of the plastic response of wheat, which was used for parameterising the wheat description in Septo3D. Overall, the investigated treatments resulted in strong differences in the time course of vegetation density. Septoria dynamics were monitored in a subset of three treatments of contrasted densities. Simulated disease kinetics were consistent with field measurements. Although, the approach needs further validation, results support that virtual plant modelling provides new insights into the processes and plant traits that impact epidemics. We conclude with prospects for further improvements and applications.

Accroître la diversité végétale au sein d'une culture par l'utilisation d'associations variétales est une stratégie qui permet de limiter la sévérité des maladies à dispersion éolienne. Les potentialités de cette pratique culturale restent à être caractérisées de manière précise dans le cas des maladies à dispersion pluviale, telle que la septoriose du blé durant sa phase épidémique. Cette maladie foliaire, due au champignon pathogène Mycosphaerella graminicola, est prédominante sur blé et est capable de causer des pertes substantielles de rendement, allant jusqu'à -40 %. Des expérimentations au champ ont été menées durant cinq années, de 2008 à 2012, sur le site INRA de Grignon (Yvelines, France), avec une association constituée de deux variétés de blé ayant des niveaux contrastés de résistance à M. graminicola, et dont les proportions étaient de une plante sensible pour trois assez résistantes. Par rapport à leur culture monovariétale respective, nous avons observé une diminution de la sévérité de la septoriose sur la plus sensible des variétés (en moyenne, 45 % de surface pycnidiale foliaire en moins sur les trois dernières feuilles), sans affecter significativement la variété plus résistante. Une méthodologie originale semi-automatisée a été développée pour quantifier le flux de spores dispersés par la pluie en conditions naturelles. Les mesures expérimentales ont permis de corréler l'intensité de plusieurs épisodes pluvieux avec la dispersion de spores au sein de différents couverts incluant des associations variétales. Un modèle mécaniste et stochastique a été développé afin de décrire la progression du potentiel de maladie au sein d'un couvert végétal hétérogène en trois dimensions. Cette approche théorique combine physique et épidémiologie, d'une part, (i) pour calculer l'interception des gouttes de pluie avec les organes végétaux et la trajectoire des gouttelettes d'éclaboussement au sein du couvert et, d'autre part, (ii) pour prendre en compte les niveaux de résistance variétale et la nature polycyclique de l'épidémie. À partir de ce modèle, il a été mis en évidence pour des associations de deux variétés que les proportions, ainsi que le différentiel de résistance entre les variétés à associer, pouvaient être optimisées pour réduire la sévérité de la maladie. Par ailleurs, ce modèle permet d'évaluer et d'identifier les distributions spatiales des variétés les plus propices à une réduction de la progression d'une maladie à dispersion pluviale. Parmi les précédents travaux traitant des potentialités des associations de variétés pour lutter contre des pathogènes dispersés par l'action mécanique de la pluie, certains avançaient des conclusions souvent contradictoires et peu en faveur de cette pratique. Nous avons montré ici qu'il est possible sous certaines conditions d'association de variétés (proportions, agencement spatial, différentiel de résistance globale) et de pluviométrie d'obtenir un effet significatif en termes de réduction de la maladie. / Increasing plant diversity within a crop by the use of cultivar mixtures is a strategy which allows to reduce severity of windborne diseases. Potentialities of this cropping practice have still to be precisely characterized in the case of rain-borne diseases, such as septoria tritici blotch during its spring epidemiological stage. This disease, due to the pathogen fungus Mycosphaerella graminicola, is prevalent on wheat crops and it may be result in substantial yield losses, up to -40%. Field experiments were carried out during five years, from 2008 to 2012, at the Grignon location (Yvelines, France), with a mixture consisting of two wheat cultivars with contrasted resistance to M. graminicola in a 1/3 susceptible/resistant ratio. In comparison with their pure stands, we observed a severity decrease of septoria tritici blotch for the most susceptible cultivar (on average, less 45% of leaf pycnidial leaf surface on the three upper leaf levels), without significantly affect the more resistant cultivar. An original semi-automated methodology was developed to quantify the splash-dispersed spore flux in outdoor conditions. Experimental measurements allowed to correlate intensity of several rainfall events with spore dispersal within different canopies including a cultivar mixture. A mechanistic and stochastic model was implemented in order to describe disease potential progression within a heterogeneous three-dimensional plant canopy. This theoretical approach combines physics and epidemiology in order to, on one hand, (i) compute interception of raindrops with plant organs and the pathway of splash droplets within the canopy and, on the other hand, (ii) take into account cultivar resistance levels and the polycyclism of epidemics. From this model, we highlighted for two-component cultivar mixtures that the proportions and the difference between resistance levels of cultivars to mix together could be optimized in order to reduce disease severity. Furthermore, this modelling approach makes it possible to assess and identify the cultivar spatial distributions the most favourable to a decrease of progression of a splash-dispered disease. Previous studies about potentialities of cultivar mixtures to control splash-dispersed pathogen agents, led in some cases to conclusions with inconsistent and not in favour of this cropping practice. We showed here that it was possible under certain cultivar designing conditions (proportions, spatial arrangement, difference between resistance levels) and rainfall properties to obtain a consistent significant effect in terms of disease reduction.

L'utilisation de molécules stimulatrices de défense des plantes (SDP), également appelées inducteurs de résistance, constitute une alternative possible aux traitements fongicides conventionnels pour contrôler les maladies dues aux chanpignons phytopathogènes. Dans cette étude, nous avons mis en évidence que trois produits à caractère SDP (FSOV2, FSOV7 et FSOV10) protègent le blé (Triticum aestivum L.) contre la septoriose (Mycosphaerella graminicola, anamorphe Zymoseptoria tritici) lorsqu'ils sont utilisés de façon préventive, mais cette protection dépend fortement du cultivar considéré. Les cultivars Alixan, Premio et Altigo testés ici présentaient au départ des niveaux de résistance distincts à la septoriose. Les protections obtenues ne sont pas liées à un effet direct sur la germination des spores du champignon, mais à l'induction des mécanismes de défense chez le blé qui réduisent la nécrose foliaire et la sporulation du champignon. Ainsi, l'observation des différents stades du processus infectieux de M. graminicola en microscopie et le dosage des activités enzymatiques fongiques de dégradation des parois (CWDE) in planta révèlent que le niveau de protection induite varie avec le SDP appliqué et avec le cultivar traité. L'expression de neuf gènes impliqués dans différentes voies de défense, suivi par RTqPCR, et les activités enzymatiques peroxydase et phénylalanine ammonia lyase ont été mesurée au cours du temps, depuis le traitement par les SDP jusqu'à 5 jours après infection. Les résultats obtenus montrent, que les mécanismes de défense sont induits différemment en fonction du cultivar et en fonction du SDP appliqué. Ces résultats suggèrent que la réussite au champ des SDP est conditionnée de façon déterminante par le choix du couple SDP-cultivar. / The use of resistance inducers (RI) is a potential alternative to conventional fungicide treatments against plant fungal diseases. In the present study, we revealed that preventive applications of three RI conferred protection efficacies against M. graminicola, with protection levels varying with the wheat cultivar. Alixan, Premio and Altigo cultivars were previously known to exhibit distinct resistance levels to M. graminicola. The observed protections did not result from a direct effect on spore germination, but were related to the induction of wheat defense mechanisms. The induced resistances reduced foliar necrosis, as well as the sporulation level of the fungus. Microscopic observations of the infection process of M. graminicola and cell wall degrading enzymes (CWDE) activities measured in planta showed that the applied RI as well as the considered treated wheat cultivar influences the impact on the infection process and the protection efficacy. We investigated from the time of treatment until 5 days after inoculation plant peroxidase and phenylalanine ammonia lyase activities and the expression of nine genes involved in distinct defense pathways. Our results indicated that defense mechanisms are differently induced according both to the wheat cultivar and the RI. Therefore, the successful use of RI at the field level strongly depends on the RI-cultivar combination.

Lhumectation des surfaces végétales, due principalement aux précipitations sous forme de pluie ou de rosée, joue un rôle déterminant lors de la phase de contamination des plantes par de nombreux agents phytopathogènes. La connaissance de la pluie et de la rosée constitue un élément fondamental pour létude et la compréhension du fonctionnement des modèles de simulation des épidémies et des systèmes d'avertissements agricoles. Lobjectif de cette recherche est de contribuer à lamélioration du système davertissement des principales maladies cryptogamiques affectant le blé dhiver au sud de Belgique et au G-D de Luxembourg. Notre démarche a consisté, dans un premier temps à évaluer les potentialités du radar météorologique de Wideumont. Nous avons décrit son fonctionnement général ainsi que son principe de mesure et nous avons détaillé les différentes sources derreur qui affectent les estimations de précipitations dérivées des observations radar. Les mesures radar sont moins précises que les mesures de précipitations par des pluviomètres. Néanmoins, le radar permet dobserver en temps réel les précipitations sur un large domaine avec une très bonne résolution spatiale et temporelle. La comparaison quantitative et qualitative des précipitations mesurées au sol avec celles estimées par le radar a été faite sur une période de trois ans (2003, 2004 et 2005). Les résultats de la validation des cumuls mensuels font apparaître que le radar a tendance à sous-estimer les précipitations. Lerreur calculée pour lensemble des stations varie entre -50% et +12%. La validation qualitative du radar a été réalisée sur des occurrences de cumuls horaires. Les indices calculés à partir des tables de contingence donnent des valeurs de POD (Probability Of Detection) entre 0.44 et 0.80 durant la période étudiée. Limpact des estimations radar sur les périodes dinfection de Septoria tritici simulées par PROCULTURE a été évalué durant trois saisons culturales (2003, 2004 et 2005) par comparaison entre les données de sortie du modèle (alimenté par des estimations radar de précipitations horaires) et les estimations visuelles du développement des symptômes de la maladie sur les trois dernières feuilles. Les outputs de PROCULTURE via les données radar ont montré un grand accord entre la simulation et lobservation. Le radar météorologique devrait dès lors être bénéfique pour des régions où le réseau des pluviomètres est inexistant (ou moins dense) et où lincidence de la septoriose est importante. Dans un deuxième temps, sur base dune recherche bibliographique, un modèle dhumectation a été choisi. Le modèle sélectionné, appelé SWEB, se base sur le bilan énergétique et le bilan hydrique. Il simule la durée dhumectation due à la pluie et à la rosée sur lensemble du couvert végétal à partir des données issues des stations agrométéorologiques. Le modèle a été ensuite testé et validé sur différentes variétés de blé dhiver. Les données de sortie du modèle ont été comparées statistiquement aux mesures des capteurs (préalablement calibrés) et aux données dobservation obtenues sur des parcelles expérimentales et au champ durant les saisons culturales 2006 et 2007. Sur base des résultats obtenus, le modèle SWEB semble sous-estimer la durée dhumectation et plus particulièrement pour les événements de la fin dhumectation (dryoff). Lerreur moyenne en général est inférieure à 90 minutes. Dans un troisième temps, afin dobtenir une relation entre les périodes dhumectation et le développement de la septoriose sur les trois dernières feuilles, les périodes dhumectation simulées par SWEB ont été comparées dune part aux périodes dinfection de Septoria tritici simulées par PROCULTURE et dautre part aux estimations visuelles. Le modèle de la durée dhumectation simule avec succès des périodes dhumectations, dues à la fois à la rosée et à la pluie, qui ont déclenché linfection de la septoriose observée sur des parcelles expérimentales. Une durée minimale dhumectation favorable à linfection des feuilles de blé par Septoria tritici a été déterminée. Il est donc désormais nécessaire délaborer un système opérationnel intégrant le radar météorologique, le modèle de la durée dhumectation et le modèle épidémiologique. Notre travail a permis dacquérir via lanalyse des données agrométéorologiques et des données phytopathologiques, les connaissances nécessaires à lélaboration dun tel système et de participer ainsi à lamélioration des modèles davertissements existants. En effet, nous avons analysé les avantages et les limites du système radar comme données dentrée aux modèles et son aptitude dans la spatialisation des données. Nous avons également testé le modèle dhumectation pour la détermination des périodes dinfection nécessaires au développement de la septoriose. Dans une perspective dune meilleure opérationnalisation du système, lapproche envisagée pourrait facilement être intégrée dans le système existant pour la simulation dautres maladies comme les rouilles, loïdium et la fusariose à léchelle régionale. En définitive, ce travail aura prouvé une fois de plus lintérêt du "mariage" entre lagrométéorologie et la phytopathologie. [en] Summary - Weather-Radar Rainfall Measurement and Simulated Surface Wetness Duration for Septoria Leaf Blotch Risk Assessment. The persistence of free moisture on leaves, mainly as a result of precipitation in the form of rainfall or dew, plays a major role during the process of plant infection by most fungal pathogens. Acquiring rainfall and leaf moisture information is needed for accurate and reliable disease prediction and management. The objective of this research is to contribute to improve forecasting Septoria leaf blotch and other fungal pathogens on winter wheat in Belgium and Luxembourg./In the first part of this work, the potential of weather-radar rainfall estimates for plant disease forecasting is discussed. At first step, we focused on assessing the accuracy and limitations of radar-derived precipitation estimates, compared with rain-gauge data. In a second step, the Septoria leaf blotch prediction model PROCULTURE was used to assess the impact on the simulated infection rate of using, as input data, rainfall estimated by radar instead of rain gauge measurements. When comparing infection events simulated by PROCULTURE using radar-derived estimates and reference rain gauge measurements, the probability of detection (POD) of infection events was high (0.83 on average), and the false alarm ratio (FAR) of infection events was not negligible (0.24 on average). FAR decreased to 0 and POD increased (0.85 on average) for most stations, when the model outputs for both datasets were compared against visual observations of Septoria leaf blotch symptoms. Analysis of 148 infection events observed over three years at four locations showed no significant difference in the number of simulated infection events using either radar assessments or gauge measurements. This suggests that, for a given location, radar estimates are just as reliable for predicting infection events as rain gauges. As radar is able to estimate rainfall occurrence over a continuous space, unlike weather station networks that do observations at only a limited number of points, it has the great advantage of being able to predict the risk of infection at each point within an area of interest with an accuracy equivalent to rain gauge observations. This gives radar an important advantage that could significantly improve existing warning systems. In the second part, a physical model based on the energy balance, known as the Surface Wetness Energy Balance (SWEB), was applied for the simulation of Surface Wetness Duration (SWD) on winter wheat canopy. The model, developed in the United States on grapes canopies, was adapted for the winter wheat cultivars and was applied for use with agrometeorological data easily available from standard weather stations and weather-radar rainfall estimates. The SWEB model simulates surface wetness duration for both dew and rain events. The model was validated with data measured by sensors and with visual observations of SWD conducted in experimental plots during two cropping seasons in 2006 and 2007. The wetness was observed visually by assessing the presence or absence of surface water on leaves. Based on the results, the SWEB model appeared to underestimate surface wetness duration and especially for the dry-off events when compared statistically to visual observations. The error, on average, is generally less than 90 minutes. In order to establish a relationship between the surface wetness periods and Septoria leaf blotch development risk on the top three leaves, the SWEB model SWD outputs were compared with the number of hours of high probability of infection simulated by PROCULTURE as well as with visual plant diseases observations. A minimal surface wetness duration of favourable infection conditions for Septoria tritici was established. It is now required to develop an operational system that would integrate weather radar, surface wetness duration and foliar epidemic model. In this work, we have analyzed the advantages and limitations of the radar system as input to models and its ability for spatial interpolation of rainfall. We also tested the model for the determination of surface wetness periods required for Septoria Leaf Blotch Risk development. The proposed approach could be integrated in the existing system. Finally this approach shows once more the "happy marriage" between agrometeorology and plant disease management.

The thesis deals with important pathogens affecting winter wheat, in particular the speckled glume and leaf blotch on wheat(Phaeosphaeria nodorum), septoria leaf blotch on wheat(Mycosphaerella graminicola)and tan spot on wheat(Pyrenophora trtici-repentis. It outlines the biology, symptoms that appear on wheat plants, and economic importance of these diseases and emphasizes the climatic conditions needed for their development and spread .The conclusion sumarizes the occurence data of the above-mentioned 3 diseases from 3 production(corn, beetroot and potato) areas and 4 districts (2 Moravian and 2 Bohemian districts per each production area) in the period of 1971 to 2010 and compares their frequency of occurrence. That work also includes the occurrence data of the diseases from 2012 when their occurrence on winter wheat was monitored at the training experimental station of the Mendel University in Brno in Žabčice.

Doctor of Philosophy / Department of Agronomy / Gina Brown-Guedira / Allan K. Fritz / Aegilops tauschii, the D-genome donor of modern wheat, has served as an important source of genetic variation in wheat breeding. The objective of this research was to characterize and utilize multiple Ae. tauschii-derived pest resistance genes contained in the germplasm KS96WGRC40. Two Ae. tauschii-derived genes, H23 and Cmc4, provide resistance to the Hessian fly (HF) and wheat curl mite (WCM), respectively. A linkage analysis of a testcross population estimated 32.67% recombination between H23 and Cmc4 on chromosome 6DS in wheat indicating that the two genes are not tightly linked as previous mapping reports show. Haplotype data of recombinant lines and physical mapping of linked microsatellite markers located Cmc4 distal to H23. Haplotype data indicated that both KS89WGRC04 and KS96WGRC40 have the distal portion of 6DS derived from Ae. tauschii. Microsatellite primer pairs BARC183 and GDM036 were more useful than the previously published linked markers in identifying lines carrying Cmc4 and H23, respectively. Through phenotypic selection and advancement within the testcross population, three TC1F2:4 lines were identified as homozygous resistant for H23 and Cmc4 and have the complete terminal segment of 6DS from Ae. tauschii. Two lines are more desirable than the original germplasm releases and can serve as a source of resistance to both HF and WCM in an elite background. A linkage analysis of a segregating recombinant inbred line population identified an Ae. tauschii-derived gene of major effect conferring resistance to Septoria leaf blotch (STB) and another Ae. tauschii-derived gene of major effect conferring resistance to soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV) in the germplasm KS96WGRC40. The STB resistance gene in KS96WGRC40 is located in the distal 40% of the short arm of chromosome 7D flanked by microsatellite markers Xgwm044 and Xbarc126. Two previously reported STB genes, Stb4 and Stb5, have been mapped to 7DS in the same region as the STB resistance gene in KS96WGRC40. The uniqueness of the STB resistance genes on 7DS is questionable. The SBWMV resistance gene in KS96WGRC40 is located on chromosome 5DL linked to microsatellite marker Xcfd010. The SBWMV resistance gene within KS96WGRC40 was derived from TA2397 via KS95WGRC33.