Zaraza ziemniaka

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Objawy na liściach
Bulwa ziemniaka zakażona Phytophthora infestans

Zaraza ziemniaka, fitoftoroza – choroba ziemniaka i pomidora wywoływana przez organizm grzybopodobny Phytophthora infestans z gromady Oomycota. Organizm ten niszczy części nadziemne roślin oraz bulwy, zarówno w czasie wegetacji jak i po zbiorze. Poraża początkowo stolony, które gniją, następnie przenosi się na bulwy, wywołując ich psucie się i spadek plonów także w fazie przechowywania. Patogen wytwarza jednokomórkowe zarodniki (sporangia), przenoszone przez wiatr na inne rośliny[1][2].

W skali świata zaraza ziemniaka prowadzi do utraty 8-10% plonu. W Polsce, przy ochronie jedynie 40% powierzchni plantacji średnie straty plonu to 20-25%[3]. Globalne straty w uprawach ziemniaka szacuje się na 6,7 mld USD rocznie[4]. Koszt fungicydów zużywanych na walkę z chorobą to około 1 mld USD na rok[5].

Rozprzestrzenianiu się epidemii sprzyjają duże jednorodne odmianowo obszary. Znaczenie mają też czynniki klimatyczne, pogodowe i glebowe[3]. Phytophthora infestans rozprzestrzenia się szybko w warunkach wysokiej wilgotności powietrza, połączonej z częstymi opadami oraz przy temperaturze powyżej 10 °C. Znajomość czynników sprzyjających rozprzestrzenianiu patogenu doprowadziła do powstania systemów informacji dla rolników, które określają jak często powinny być wykonywane zabiegi opryskiwania fungicydami w zależności od warunków środowiska[6]. W okresach rozprzestrzeniania się epidemii stosowane są fungicydy systemowe: metalaksyl i furalaksyl oraz środki grzybobójcze zawierające miedź. W populacji Phytophthora infestans obserwuje się stosunkowo szybkie pojawienie się odporności na stosowane środki chemicznej ochrony roślin[7].

Epidemia zarazy ziemniaka w Irlandii w latach czterdziestych XIX wieku była przyczyną wielkiego głodu[2]. Efektem epidemii była śmierć głodowa lub emigracja ponad 2 milionów Irlandczyków. Zaraza rozprzestrzeniła się także na inne kraje Europy znaczącą ograniczając zbiory pod koniec XIX wieku. Skutkiem było poszukiwanie odmian ziemniaka odpornych na wywołujący chorobę patogen. Geny odporności znaleziono u dzikiego ziemniaka - Solanum demissum. Gatunek ten był zmniejszenia wrażliwości odmian uprawnych na początku XX wieku[5]. Uzyskane odmiany nie są jednak odporne na wszystkie szczepy Phytophthora infestans, a dodatkowo szybko doszła do złamania mechanizmów odpornościowych w wyniku ewolucji[8].

Patogen wywołujący zarazę ziemniaka cechuje się w stosunku do innych przedstawicieli rodzaju wyjątkowo dużym genomem, którego wielkość oszacowano na 240 milionów par zasad. Około 74% DNA to odcinki powtarzalne. Cechy te prawdopodobnie umożliwiają szybką ewolucją i związaną z tym adaptację patogenu do gospodarza[4]. Za odporność roślin ziemniaka odpowiadają co najmniej trzy geny R, pozostające w relacji do locus avirulencji patogenu Avr3b-Avr10-Avr11[9].

Geny odporności na patogen znaleziono także u Solanum bulbocastanum. Gatunek o liczbie chromosomów 2n = 2x = 24 nie jest jednak w stanie krzyżować się z odmianami uprawnymi. Gen RB nadający odporność został sklonowany[8]. Możliwe jest uzyskanie metodami inżynierii genetycznej odmiany cisgenicznej wykazującej się odpornością na zarazę ziemniaka. Odmiana taka nie byłaby objęta surowymi regulacjami prawnymi, obowiązującymi w Unii Europejskiej, dotyczącymi transgenicznych roślin[10].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Marcin Nowicki, Małgorzata Lichocka, Marzena Nowakowska, Urszula Kłosińska i inni. A Simple Dual Stain for Detailed Investigations of Plant-Fungal Pathogen Interactions. „Vegetable Crops Research Bulletin”. 77 (-1), 2012. doi:10.2478/v10032-012-0016-z. ISSN 1898-7761 (ang.). 
  2. 2,0 2,1 Marcin Nowicki, Majid R. Foolad, Marzena Nowakowska, Elzbieta U. Kozik. Potato and Tomato Late Blight Caused byPhytophthora infestans: An Overview of Pathology and Resistance Breeding. „Plant Disease”. 96 (1), s. 4–17, 2012. doi:10.1094/PDIS-05-11-0458. ISSN 0191-2917 (ang.). 
  3. 3,0 3,1 Barbara Sawicka. Terminy pojawiania się i rozwoju Phytophthotra infestans [Mont. de Bary w zmiennych warunkach pola uprawnego]. „Acta Agrophysica”. 6 (2), s. 537-547, 2005. 
  4. 4,0 4,1 BJ. Haas, S. Kamoun, MC. Zody, RH. Jiang i inni. Genome sequence and analysis of the Irish potato famine pathogen Phytophthora infestans.. „Nature”. 461 (7262), s. 393-8, Sep 2009. doi:10.1038/nature08358. PMID 19741609. 
  5. 5,0 5,1 MD. Martin, E. Cappellini, JA. Samaniego, ML. Zepeda i inni. Reconstructing genome evolution in historic samples of the Irish potato famine pathogen.. „Nat Commun”. 4, s. 2172, 2013. doi:10.1038/ncomms3172. PMID 23863894. 
  6. David R. MacKenzie. Scheduling Fungicide Applications for Potato Late. „Plant Disease”. 65 (5), s. 394, 1981. doi:10.1094/PD-65-394. ISSN 0191-2917 (ang.). 
  7. Jim Deacon: The Microbial World:Potato blight - Phytophthora infestans. [dostęp 2014-05-16].
  8. 8,0 8,1 J. Song, JM. Bradeen, SK. Naess, JA. Raasch i inni. Gene RB cloned from Solanum bulbocastanum confers broad spectrum resistance to potato late blight.. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 100 (16), s. 9128-33, Aug 2003. doi:10.1073/pnas.1533501100. PMID 12872003. 
  9. D. Qutob, J. Tedman-Jones, M. Gijzen. Effector-triggered immunity by the plant pathogen Phytophthora.. „Trends Microbiol”. 14 (11), s. 470-3, Nov 2006. doi:10.1016/j.tim.2006.09.004. PMID 16996740. 
  10. E. Jacobsen, H. J. Schouten. Cisgenesis, a New Tool for Traditional Plant Breeding, Should be Exempted from the Regulation on Genetically Modified Organisms in a Step by Step Approach. „Potato Research”. 51 (1), s. 75–88, 2008. doi:10.1007/s11540-008-9097-y. ISSN 0014-3065 (ang.). 

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]

  1. Informacje o patogenie i odporności ziemniaka na P. infestans (ang.)
  2. Informacje o ochronie ziemniaka przed P. infestans (ang.)
  3. Strona Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, Oddział Młochów, gdzie prowadzone są badania m.in. nad zarazą ziemniaka