Zaraza ziemniaka

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Objawy na liściach ziemniaka
Porażone bulwy ziemniaka
Przekrój przez porażoną bulwę
Objawy na owocach ziemniaka
Objawy zarazy na owocach pomidora
Rozprzestrzenianie się zarazy ziemniaka na świecie

Zaraza ziemniaka – choroba ziemniaka i pomidora wywoływana przez Phytophthora infestans. Należy do grupy chorób zwanych fytoftorozami. Czasami (rzadko) poraża także inne gatunki roślin z rodziny psiankowatych[1].

Występowanie i szkodliwość[edytuj]

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%[2]. Globalne straty w uprawach ziemniaka szacuje się na 6,7 mld USD rocznie[3]. Koszt fungicydów zużywanych na walkę z chorobą to około 1 mld USD na rok[4].

Epidemia zarazy ziemniaka w Irlandii w latach czterdziestych XIX wieku była przyczyną wielkiego głodu. Efektem epidemii była śmierć głodowa lub emigracja ponad 2 milionów Irlandczyków. Zaraza rozprzestrzeniła się także na inne kraje Europy znacząco ograniczając zbiory pod koniec XIX wieku[5].

Zaraza ziemniaczana 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, przenoszone przez wiatr na inne rośliny[5].

Objawy[edytuj]

Objawy na ziemniaku i pomidorze są podobne. Na brzegach liści pojawiają się wodniste, początkowo żółtawo-brunatne,a potem brunatne i stopniowo powiększające się plamy. W czasie wilgotnej pogody na dolnej stronie liści pojawia się biały nalot utworzony przez sporangiofory i powstające na nich zarodniki. W czasie suchej pogody choroba ulega zahamowaniu, biały nalot zanika, ale liście zasychają i marszczą się. Brunatne plamy i biały nalot grzybni pojawia się także na łodygach. Czasami najpierw pojawia się nalot na liściach, później na łodygach, czasami odwrotnie, lub równocześnie. W czasie suchej pogody nalot na łodygach nie znika. Na bulwach ziemniaka objawy pojawiają się dopiero w okresie zbioru, lub później, podczas ich przechowywania. Mają postać nieregularnego kształtu szarosinych plam i wgłębień, pod którymi miąższ bulwy przebarwia się na rdzawobrunatny kolor i zaczyna gnić. Początkowo gnijąca część bulwy jest twarda, później jednak wskutek zakażenia innymi drobnoustrojami staje się mokra i miękka. Podobne objawy występują na owocach pomidora [6].

Okres pojawienia się choroby na nadziemnych częściach roślin zależy od pogody. W Polsce zazwyczaj następuje to w lipcu lub sierpniu, ale w niektórych latach już w czerwcu, a w niektórych nie pojawia się wcale[1].

Epidemiologia[edytuj]

Zakażenie zarazą bulw ziemniaka i owoców pomidora następuje podczas wykopków ziemniaków i podczas zbierania owoców pomidora, gdy dochodzi do bezpośredniego kontaktu z nadziemnymi częściami roślin, na których występują zarodniki. Wnikają one do bulw i owoców przez przetchlinki lub rany. Nie dochodzi do zakażeń podczas przechowywania bulw i owoców[1]. Rozprzestrzenianiu się epidemii na polach sprzyjają duże jednorodne odmianowo obszary. Znaczenie mają też czynniki klimatyczne, pogodowe i glebowe[2]. Phytophthora infestans rozprzestrzenia się szybko w warunkach wysokiej wilgotności powietrza, połączonej z częstymi opadami oraz przy temperaturze powyżej 10 °C[7].

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 ewolucję i związaną z tym adaptację patogenu do gospodarza[3]. Za odporność roślin ziemniaka odpowiadają co najmniej trzy geny R, pozostające w relacji do locus awirulencji patogenu Avr3b-Avr10-Avr11[8].

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[9]. 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].

Ochrona[edytuj]

Ochrona przed zarazą ziemniaka jest bardzo trudna. Konieczna jest ochrona kompleksowa[1]:

  • sortowanie sadzeniaków i niszczenie chorych, odrzuconych podczas sortowania
  • sadzenie tylko zdrowych bulw
  • unikanie bliskiego sąsiedztwa plantacji ziemniaków i pomidorów
  • wysokie obsypywanie rzędów ziemniaków. Ogranicza to porażenie bulw
  • wykopki ziemniaków przy suchej i słonecznej pogodzie. Na powierzchni bulw nie ma wówczas zarodników zarazy
  • uprawa odmian pomidorów i ziemniaków o krótkim okresie wegetacji. Zmniejsza to czas rozwoju patogena
  • ochrona chemiczna. 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[11]. Obecnie do opracowywania terminarza oprysków stosuje się programy komputerowe uwzględniające wiele różnych parametrów pogody, cech rozwojowych patogena wywołującego zarazę oraz podatności danej odmiany na chorobę. W okresach rozprzestrzeniania się epidemii stosowane są fungicydy systemowe zawierające związki: metalaksyl, benalaksyl, cymoksanil, propamokarb, mandipropamid, fluopikolid, fenamidon, zazwyczaj z domieszką środków niewnikających do tkanek rośliny[1].

W populacji Phytophthora infestans obserwuje się stosunkowo szybkie pojawienie się odporności na stosowane środki chemicznej ochrony roślin[7].

Trwają prace nad wyhodowaniem odmian ziemniaka odpornych na wywołujący chorobę patogen. Geny odporności znaleziono u dzikiego ziemniaka – Solanum demissum. Gatunek ten był wykorzystany do zmniejszenia wrażliwości odmian uprawnych na początku XX wieku[4]. Uzyskane odmiany nie są jednak odporne na wszystkie szczepy Phytophthora infestans, a dodatkowo szybko doszło do złamania mechanizmów odpornościowych w wyniku ewolucji[9].

Zobacz też[edytuj]

Bibliografia[edytuj]

  1. a b c d e red.: Selim Kryczyński i Zbigniew Weber: Fitopatologia. Tom 2. Choroby roślin uprawnych. Poznań: PWRiL, 2011, s. 233-237. ISBN 978-83-09-01077-7.
  2. a b 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. 
  3. a b 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. 
  4. a b 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. 
  5. a b 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.). 
  6. Zofia Fiedorow, Barbara Gołębniak, Zbigniew Weber: Choroby roślin rolniczych. Poznań: Wyd. AR Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, 2008. ISBN 978-83-7160-468-3.
  7. a b Jim Deacon: The Microbial World:Potato blight – Phytophthora infestans. [dostęp 2014-05-16].
  8. 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. 
  9. a b 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. 
  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.). 
  11. 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.). 

Linki zewnętrzne[edytuj]

  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