Sergey Banadysev, doktor nauk rolniczych, szef programu hodowlanego Doka-Gene Technologies LLC
Stale rośnie szkodliwość chorób wirusowych ziemniaka. W ostatnich latach ich szkody wyrażają się nie tylko spadkiem plonu, ale także pogorszeniem zbywalności bulw. Nekrotyczne szczepy YBK, WLRK, mop-top i rattle powodują, że ziemniaki są nietypowe, podczas gdy objawy nowych szczepów na liściach stają się coraz mniej wyraźne. Wirus Y staje się szczególnie problematyczny (zdjęcie 1-4). Nie ma genów odporności na jego nekrotyczne szczepy, niemożliwe jest stworzenie odmian o wysokiej odporności klasycznymi metodami selekcji. Uwzględnienie biologii i charakterystyki czynników wywołujących choroby wirusowe nie jest przedmiotem niniejszego artykułu (informacji na ten temat jest więcej niż wystarczająco), główna uwaga zostanie zwrócona na analizę dostępnych możliwości uzyskania wysokiej jakości materiału siewnego na choroby wirusowe.
Przede wszystkim musisz wyjaśnić samą koncepcję wysokiej jakości. Wymagania norm przewidują ścisłe ograniczenia dotyczące zewnętrznych przejawów chorób wirusowych, aw wielu krajach, w tym w Federacji Rosyjskiej, dodatkowo ograniczona jest wewnętrzna, utajona infekcja bulw. Jednocześnie istnieje wiele niuansów regulacji tolerancji na choroby wirusowe, a niektóre z nich są znaczące (tab.1). Wymyślmy szczegóły.
Na pierwszy rzut oka holenderskie standardy utajonej infekcji wydają się bardzo rygorystyczne: tolerancja tylko 1,4% wśród elity. Ale instrukcja procedury wewnętrznej analizy NAK wyjaśnia to i wyjaśnia. Obowiązkowa jest kontrola utajonej infekcji kategorii superelitowej i wyższej. Analiza jest przeprowadzana za pomocą PCR i tylko na wirusie Y. 50 bulw łączy się w jedną próbkę PCR. Partię uważa się za standardową, jeżeli nie więcej niż jedna próbka na cztery lub nie więcej niż dwie próbki na osiem lub trzy próbki na 12 wykazują reakcję dodatnią, w zależności od całkowitej liczby bulw w analizowanej próbce. Tolerancję 0,6% uzyskuje się przy założeniu, że w próbce 50 bulw jest tylko jedna zarażona. Ale jest to idealny przypadek, teoretycznie wszystkie 50 bulw w połączonej próbce 50 bulw może zostać zainfekowanych. Liczba rzeczywistej ukrytej infekcji partii powinna wynosić 25%, a nie 0,6%.
Realiści w ocenie utajonej infekcji to Szkoci i Amerykanie. Szkocja jest domem dla jednego z pięciu wysoce zatwierdzonych obszarów uprawy ziemniaka UE o wysokiej jakości (HG). Oznacza to, że jest to strefa produkcji materiału najwyższej jakości. Jednak zasady certyfikacji nie wymagają obowiązkowej weryfikacji utajonej infekcji. Tak, zaleca się to zrobić, ale poziom ukrytej infekcji nie wpływa na wyniki certyfikacji. W Stanach Zjednoczonych infekcje bulw ocenia się przy użyciu klasycznej metody kontroli gleby. Jesienią próbki pobierane są ze wszystkich partii podlegających certyfikacji i wysyłane na Hawaje lub na Florydę. Nie ma zimy, bulwy są natychmiast sadzone w glebie i oceniane przez wizualną manifestację chorób wirusowych podczas sezonu wegetacyjnego. I słusznie, nie każda ukryta infekcja znajduje odzwierciedlenie w liściach i uprawach, czasami pozostaje utajona przez wiele lat bez powodowania żadnych szkód. Do lutego uzyskuje się wyniki z konkretnym faktycznym przejawem istniejących chorób wirusowych na roślinach potomnych. Nabywcy nasion będą mieli ten sam obraz, ale później. Informacje te określają końcowy wynik corocznej certyfikacji, a główne wdrożenie wiosenne odbywa się z uwzględnieniem tych informacji.
Normy S-1 EKG ONZ, Niemiec, Francji również przewidują i wykorzystują ocenę wirusów w bezpośrednim potomstwie. Po zebraniu należy pobrać próbki 100 bulw, wyhodować w szklarni i ocenić objawy chorób wirusowych na liściach. Zasadniczo jest to również kontrola gleby, tylko w zamkniętym terenie, co jest droższą opcją. Testy laboratoryjne są przeprowadzane tylko w kontrowersyjnych przypadkach. Istnieje jednak sprzeczność w tym samym standardzie S-1, ponieważ możliwość zastosowania nie tylko metody wizualnej, ale także laboratoryjnej jest wymieniona w rozdziale dotyczącym procedury oceny. Specjaliści rozumieją, że metodą ELISA lub PCR wykrywanych jest kilka razy więcej roślin wirusowych niż wizualnie.
Jeśli chodzi o ukryte wskaźniki infekcji wprowadzone przez GOST 33996-2016 w Federacji Rosyjskiej w 2018 r., Przewidują one badania laboratoryjne bez wizualnej oceny dorosłego potomstwa i są wyjątkowe pod względem wyjaśnienia. Zgodnie z nową normą obowiązkowa jest tylko ocena ukrytego zanieczyszczenia oryginalnego materiału siewnego: SSE i wyższe. Ale ta notatka otwiera ogromne możliwości zaimprowizowania i improwizacji: „Uwaga. W przypadku partii sadzeniaków superelite, elitarnych i reprodukcyjnych wprowadzanych do obrotu w krajach, które przyjęły normę, badania laboratoryjne są przeprowadzane na wniosek producenta lub dostawcy sadzeniaków ziemniaka. Maksymalne dopuszczalne normy ograniczania infekcji wirusowej i / lub bakteryjnej zgodnie z wynikami badań laboratoryjnych próbek bulw można ustalić w umowach (umowach) dotyczących dostawy sadzeniaków ziemniaków za zgodą stron. W przypadku stron należących do kategorii ES maksymalny poziom ograniczenia UVK zgodnie z wynikami badań laboratoryjnych nie może przekraczać 10%. ” Te trzy propozycje przekształciły standard ze ścisłego i jednoznacznego dokumentu w nonsens prawny, źródło wyjaśnienia relacji między producentami i klientami, narzędzie do składania skarg. Jak można pozwolić (zasadniczo zastąpić standard) i polegać na porozumieniu stron w kwestiach jakości, ponieważ interesy sprzedającego i kupującego nie mogą się tutaj pokrywać. W jaki sposób można ustanowić te same standardy dla różnych kategorii, ponieważ obniżenie jakości w miarę nieuchronnie się powtarza. Kolejny przepis normy 33996-2016 - ocena ukrytego zakażenia chorobami wirusowymi - może być wykonywany zarówno przez ELISA, jak i PCR. Pomimo faktu, że czułość tych metod zmienia się o rząd wielkości. Ale norma jest zatwierdzona i wdrożona, zgodność z jej normami i wymogami jest obowiązkowa dla wszystkich przedsiębiorstw nasiennych.
Produkcja nasion ziemniaka jest obecnie prowadzona we wszystkich krajach, w których ziemniaki rozwinięte są uprawiane na tzw. Zasadzie wolnej od wirusów. Hodowle komórkowe i tkankowe w połączeniu z termochemoterapią i rozmnażaniem mikroklonalnym pozwalają na uzyskanie wyjściowego materiału siewnego o zerowej zawartości wirusa w komórkach ziemniaka. Ale musisz zrozumieć dwa punkty: zero oznacza nie całkowitą nieobecność, ale możliwość obecności w ilości poniżej progu czułości dostępnych metod diagnostyki molekularnej. A pozbycie się wirusów nie oznacza uodpornienia ziemniaków na wirusy. Bez niezawodnej ochrony przed ponownym zakażeniem chorobami wirusowymi, zdrowe nasiona ziemniaka stają się rodzajem mieszańców F-1, w których tylko pierwsze pokolenie daje doskonałe wyniki, a przy późniejszej reprodukcji następuje gwałtowny spadek wydajności. Zakup sadzeniaków na rok uprawy w regionach o stresującym klimacie i silnym podłożu zakaźnym jest szeroko praktykowany, w tym na południu Federacji Rosyjskiej. Ale przy takim schemacie dostarczania materiału siewnego nasiona muszą być w wystarczającej ilości i po rozsądnej, przystępnej cenie. Głównym celem fazy polowej produkcji nasion ziemniaka jest maksymalizacja przystępnej ilości nasion przy jednoczesnym ścisłym ograniczeniu ponownej infestacji. Służy temu prawie wszystkie obowiązkowe i specjalne środki i operacje organizacyjne, metodyczne i technologiczne. Niemożliwe jest wyleczenie rośliny i bulw zakażonych wirusem, a walka z chorobami wirusowymi wyraża się w zapobieganiu infekcjom roślin przez mszyce i mechanicznie. Rozważ kilka krytycznych aspektów zarządzania chorobami wirusowymi, którymi należy się zająć na najwyższym szczeblu.
1. Rachunkowość i reakcja na dynamikę i skład gatunkowy mszyc wirusowych. Przeniesienie wirusów przez mszyce z roślin chorych na rośliny zdrowe, wraz z początkową infekcją materiału sadzeniowego i przenoszeniem mechanicznym, jest głównym powodem ponownego zakażenia sadzeniaków. Większość wirusów pozostaje zjadliwa i pozostaje w pysku mszyc przez kilka godzin. W tym czasie mszyce mogą przelatywać kilkadziesiąt kilometrów od ogrodu, wysypiska, siewu niskiej jakości i trafiać do szkółek nasiennych. Konieczne jest obserwowanie tego procesu na polach nasiennych praktycznie w sposób ciągły - od sadzenia do całkowitego wysuszenia wierzchołków. Należy zauważyć, że we wszystkich krajach rozwiniętej uprawy ziemniaków monitoring mszyc prowadzony jest przy znacznym udziale środków budżetowych oraz przy zaangażowaniu wiodących instytutów badawczych. Wyniki monitorowania i reagowanie na nie przez przedsiębiorstwa nasienne muszą być brane pod uwagę w trakcie certyfikacji. W naszym kraju tak działała państwowa służba ochrony roślin. Obecnie z jakiegoś powodu monitoring ziemniaków w Federacji Rosyjskiej prowadzony jest tylko dla stonki ziemniaczanej, co nie stanowi problemu w komercyjnej uprawie ziemniaków. Dlatego każda profesjonalna firma nasienna musi niezależnie kontrolować wektory mszyc przy użyciu standardowych technik. Jest dość przejrzysty i ujednolicony, wystarczy znać ważne szczegóły. Podstawą systemu monitorowania mszyc są żółte pułapki Merike (fot. 5). Muszą być zainstalowane tuż nad wysokością roślin, na obszarze oczyszczonym ze wszystkich roślin w bezpośrednim sąsiedztwie pola ziemniaka. (Specjaliści ds. Ochrony roślin mogą uzyskać dość dokładne oszacowanie liczby mszyc, patrząc bezpośrednio na 100 górnych, środkowych i dolnych liści wzdłuż przekątnej pola).
Uwięzione skrzydlate mszyce należy zbierać co tydzień i określać skład gatunkowy. Zdolność do przenoszenia wirusów u różnych gatunków mszyc różni się znacznie. Najbardziej szkodliwa - mszyca brzoskwiniowa (zdjęcie 6,7) ma wydajność równą jeden, wszystkie pozostałe mają znacznie niższe współczynniki (Tabela 2,3). Czynniki szkodliwości gatunków mszyc zostały zaproponowane przez angielskich naukowców (Felton B. i in., 2013) i są stosowane wszędzie. Różnią się one w przypadku wirusa Y i VLK, to znaczy różnych mechanizmów przenoszenia wirusa. Szczególnie niebezpieczne gatunki kolonizujące ziemniaki, tj. te, które zamieszkują ziemniaki, tworzą formy bezskrzydłe, które przenoszą także wirusy. Należą do nich brzoskwinia, ziemniak, duży ziemniak, rokitnik, mszyce rokitnikowe. Pozostałe rozważane gatunki nie kolonizują ziemniaków, lecz przenoszą wirusy w drodze w trakcie wstrzyknięć testowych w poszukiwaniu nawyków. Określenie składu gatunkowego skrzydlatych mszyc wymaga wysokich kwalifikacji i obecności mikroskopu. Podstawowe identyfikatory mszyc zostały opublikowane 40-50 lat temu i są obecnie rzadkością bibliograficzną. Najnowsze kolorowe atlasy Niemiec (2000) i Holandii (2008) można kupić w sklepach internetowych wydawców. Istnieją specjalne strony poświęcone mszycom, na przykład aphid.aphidnet.org, ale na nich gatunki czysto ziemniaczane są prezentowane fragmentarycznie. Analizując zawartość pułapek, nie należy zapominać o możliwości dostania się do nich cykad i psylidów (zdjęcie 8,9), które niosą kolumnę i wirusa wiórów Zebra, który już przeniknął do Europy.
Zdjęcie 8. Cykady Zdjęcie 9. Psillida
Liczba złapanych mszyc jest przekształcana na wskaźnik ciśnienia wektorowego (IVD). Mszyce brzoskwiniowe są uwzględniane w rzeczywistych jednostkach, wszystkie inne gatunki są mnożone przez współczynnik szkodliwości. W rzeczywistości są one przekształcane w jedną jednostkę miary, czyli format szkodliwości mszyc brzoskwiniowych. Tak więc, jeśli złapie się 20 sztuk mszycy ziemniaczanej, to aby obliczyć wskaźnik, ich liczba wyniesie 20x0,2 = 4 jednostki. Całkowita ilość pod względem mszycy brzoskwiniowej jest wskaźnikiem ciśnienia wektorowego. Bardziej logiczne jest uznanie IVD dla nietrwałych gatunków mszyc za najbardziej problematyczne. Indeks mniejszy niż dwie jednostki jest całkowicie bezpieczny, zielony. Od 2 do 10 - kolor żółty, stan gotowości, podejmowanie środków ochronnych według uznania przedsiębiorstwa. IED powyżej 10 wymaga użycia sprzętu ochronnego przeciwko mszycom. Jest to weryfikowane przez urząd certyfikacji. Niepodjęcie środków ochronnych jest podstawą do obniżenia klasy nasion lub wydania rozkazu zniszczenia wierzchołków. Próg szkodliwości mszyc (10 jednostek mszycy brzoskwiniowej) ustalono w trakcie specjalnych badań stopnia zakażenia materiału siewnego przy różnych ciśnieniach wektora. Zakażenie wirusami znacznie wzrasta, jeśli liczba mszyc przekracza próg, przy mniejszych ilościach różnica między poziomami zakażenia nie jest znacząca. W związku z tym przy zielonym i żółtym poziomie IVD środki ochronne nie dają efektu, nie wpływają na poziom infekcji i nie ma sensu ich przeprowadzać.
W niektórych krajach europejskich dla wszystkich punktów monitoringu oblicza się sumaryczny (skumulowany) IRA od początku sezonu wegetacyjnego (ryc. 1). Ustalono wartości graniczne całkowitego IWD, po czym służba certyfikacyjna wydaje zlecenie koszenia i osuszania wierzchołków na poletkach nasiennych. Jaka jest ta wartość graniczna? W Holandii IWD obecnie - 80 sztuk mszycy brzoskwiniowej (Haverkort A., 2018). Wskaźniki te nie są określone w krajowych oficjalnych zasadach certyfikacji. Podkreśla się jednak, że przy wydawaniu zamówienia na koszenie wierzchołków brany jest pod uwagę nie tylko skumulowany wskaźnik nacisku wektora, ale także odporność odmian na infekcję wirusową (istnieje oficjalna gradacja odmian uprawnych według tej cechy), liczba roślin z objawami wirusów, zidentyfikowana podczas oględzin polowych, środki przeciwko mszycom. Rolnicy mają od dwóch (Holandia) do trzech (Szkocja) dni na zrealizowanie recepty. Niezastosowanie się do recepty prowadzi do odmowy kwalifikacji lub obniżenia klasy materiału siewnego.
Kwalifikowane, ciągłe monitorowanie mszyc-wektorów chorób wirusowych daje operacyjne zrozumienie poziomu zakaźnego tła i pozwala podejmować środki ochronne nie rutynowo, ale w razie potrzeby, oszczędzając tym samym znaczne fundusze na środkach ochrony roślin. Ponadto plantatorzy nasion w UE otrzymują usługę ostrzegania przed mszycami. W systemie budżetowych instytutów badawczych funkcjonuje kilka pułapek ssących (fot. 10), które identyfikują nośniki w powietrzu na dużych wysokościach. Jedna syfon daje dokładną prognozę w promieniu 100 km. O takiej usłudze można tylko pomarzyć, ale przekazane informacje pozwalają poprawnie sprawować kontrolę na poziomie pojedynczego przedsiębiorstwa, przekształcając otrzymane informacje w operacyjne środki kontroli chorób wirusowych, uwzględniając sytuację, która rozwinęła się w danym roku i na określonych obszarach. Lista tych środków obejmuje różne techniki izolacji i ochrony poletek nasiennych.
2. Izolacja przestrzenna. Dystrybucja produkcji sadzeniaków ziemniaka w regionach o minimalnym zakaźnym tle wektorów chorób wirusowych jest praktykowana we wszystkich krajach rozwiniętej uprawy ziemniaka. Tak więc w Holandii produkcja nasion koncentruje się na północnych polderach przybrzeżnych (ryc. 2).
Długoterminowe obserwacje potwierdziły, że w tym obszarze tło zakaźne jest półtora razy niższe, a krytyczny sezonowy poziom tymczasowych zakażeń układu oddechowego występuje średnio 26 lipca, dwa tygodnie później w porównaniu z południem kraju. (Haverkort A., 2018). Widać to wyraźnie na ryc. 1: na północy terminal IED jest zielony, na południu czerwony. Można stwierdzić, że na południu Holandii produkcja nasion ziemniaków jest niezwykle ryzykowna i nie ma nic więcej do powiedzenia na temat większej liczby krajów południowych. Ale nie zapomnij o teorii względności. Jeśli nie spoczywasz na granicy Holandii i jedziesz na południe całą Belgią, to na północy Francji, w nadmorskim regionie kanału La Manche, istnieje strefa produkcji nasion ziemniaków tego kraju. Francja zajmuje drugie miejsce na świecie pod względem eksportu sadzeniaków ziemniaka. Oznacza to produkt wysokiej jakości, a francuski obszar produkcji nasion znajduje się 700 km na południe od holenderskich polderów. Plantatorzy nasion, ze względu na wysoki poziom technologii i organizacji, produkują wartościowe towary, chociaż z oczywistych powodów nie można zobaczyć wyników monitorowania mszyc w domenie publicznej.
Szkocki region nasion ziemniaka koncentruje się na północnym wschodzie, na wybrzeżu (ryc. 3). Jeśli spojrzysz na monitorowanie mszyc w języku angielskim w ostatnich latach, to w tej strefie zakaźne tło jest dwa razy niższe w porównaniu do środkowej Anglii. Okazuje się jednak, że w samej Szkocji są obszary o jeszcze mniejszej liczbie mszyc, na południowym wschodzie granica z Irlandią Północną. Dlaczego uprawia się tam sadzeniaki ziemniaka?
Oczywiście ze względu na mniejszą przydatność terenu pod względem składu mechanicznego i skał. Jeśli skupimy się tylko na mszycach, logiczne byłoby, aby cała produkcja nasion ziemniaków w UE była umieszczona w Skandynawii. Podjęto pewne kroki w tym kierunku. Dosłownie 200 km do koła podbiegunowego, na 64. równoleżniku, znajduje się fińska, jedna z pięciu europejskich HG, strefa produkcji nasion ziemniaków (zdjęcie 14). Rocznie uprawia się tam do 1000 tysięcy ton sadzeniaków na powierzchni 30 hektarów. Warunki klimatyczne są minimalnie wystarczające: sezon wegetacyjny trwa od maja do października, bardzo długie godziny dzienne na początku sezonu wegetacyjnego, jest chłodno i wystarczająca ilość opadów wynosi do 300 mm (ryc. 4).
Zakaźne podłoże mszyc zostało dokładnie zbadane przez niezależnych badaczy (Kirchner S. i in., 2013) przy użyciu pułapek żółtych i ssących. Tygodniowo w pułapkę wpada od 20 do 3000 mszyc (ryc. 5). Ale wśród nich jest tylko 10-20% nosicieli wirusów, reszta to niespecyficzne gatunki drzew i krzewów. Mszyce brzoskwiniowe praktycznie nie występują na północy, sporadycznie występują mszyce ziemniaczane.
Kontynuacja artykułu zostanie opublikowana w czasopiśmie Potato System nr 3, 2020.
Policjant