Sergey Banadysev, lege for landbruksvitenskap, leder for avlsprogrammet til Doka-Gene Technologies LLC
Skadelighet av potetvirussykdommer øker stadig. I de siste årene kommer skaden fra dem til uttrykk ikke bare i et fall i utbyttet, men også i en forverring av knollens salgbarhet. Nekrotiske stammer av YBK, WLRK, mop-top og ranglevirus gjør poteter ikke-standard, mens symptomene på nye stammer på bladene blir mindre og mindre uttalt. Y-viruset blir spesielt problematisk (Foto 1-4). Det er ingen resistensgener mot nekrotiske stammer; det er umulig å lage varianter med høy motstand ved bruk av klassiske seleksjonsmetoder. Hensynet til biologien og kjennetegnene til de forårsakende midlene til virussykdommer er ikke gjenstand for denne artikkelen (det er mer enn nok informasjon om dette emnet), hovedvekten vil bli viet til analysen av de tilgjengelige mulighetene for å oppnå høykvalitets frømateriale for virussykdommer.
Først av alt må du avklare selve konseptet med høy kvalitet. Kravene i standardene gir strenge begrensninger for den ytre manifestasjonen av virussykdommer, og i en rekke land, inkludert Russland, er den interne, latente infeksjonen av knoller i tillegg begrenset. Samtidig er det mange nyanser av å regulere toleranser for virussykdommer, og noen av dem er signifikante (tabell 1). La oss finne ut detaljene.
Ved første øyekast ser de nederlandske standardene for latent infeksjon ut til å være svært strenge: bare en 1,4% toleranse hos eliten. Men NAKs interne analyseprosedyremanual forklarer dette og gjør det klart. Obligatorisk er kontrollen av latent infeksjon i superelittkategorien og over. Analysen utføres av PCR og bare på Y-viruset. 50 knoller kombineres i en PCR-prøve. En gruppe anses som standard hvis ikke mer enn en prøve av fire, eller ikke mer enn to prøver av åtte, eller tre prøver av 12 viser en positiv reaksjon, avhengig av det totale antall knoller i prøven som analyseres. En toleranse på 0,6% oppnås ut fra antakelsen at det i en prøve på 50 knoller bare er én infisert. Men dette er i det ideelle tilfellet, teoretisk sett kan alle 50 knoller i en kombinert prøve på 50 knoller smittes. Og da skal tallet på den faktiske skjulte infeksjonen til partiet være 25%, ikke 0,6%.
Realistene i vurderingen av latent infeksjon er skottene og amerikanerne. Skottland er hjemmet til et av de fem høyt godkjente høykvalitets (HG) EUs potetfrøbeskyttede områdene. Det vil si at dette er en produksjonssone av materiale av høyeste kvalitet. Sertifiseringsregler der krever imidlertid ikke obligatorisk bekreftelse av latent infeksjon. Ja, det anbefales å gjøre det, men nivået av latent infeksjon påvirker ikke sertifiseringsresultatene. I USA vurderes knollinfeksjoner ved å bruke den klassiske metoden for jordkontroll. Om høsten tas prøver fra alle partier underlagt sertifisering og sendes til Hawaii eller Florida. Det er ingen vinter, knoller blir umiddelbart plantet i jorden og evaluert av den visuelle manifestasjonen av virussykdommer i vekstsesongen. Og med rette gjenspeiles ikke hver skjult infeksjon i bladene og avlingene, noen ganger forblir den i en latent form i mange år, uten å forårsake noen skade. Innen februar oppnås resultater med en spesifikk faktisk manifestasjon av de eksisterende virussykdommene på avkomplantene. Kjøpere av frø vil ha det samme bildet, men senere. Denne informasjonen bestemmer det endelige resultatet av årlig sertifisering, og den viktigste vårgjennomføringen blir utført under hensyntagen til denne informasjonen.
UNECE, Tyskland, Frankrike standarder S-1 sørger også for og bruker vurdering av virus i direkte avkom. Etter høsting er det nødvendig å ta prøver på 100 knoller, vokse i et drivhus og evaluere manifestasjonen av virussykdommer på bladene. I hovedsak er dette også jordkontroll, bare i lukket grunn, et dyrere alternativ. Laboratorietesting utføres bare i kontroversielle tilfeller. Men det er en selvmotsigelse i den samme S-1-standarden, siden muligheten for å bruke ikke bare det visuelle, men også laboratoriemetoden er nevnt i avsnittet om evalueringsprosedyre. Spesialister forstår at ved ELISA eller PCR flere ganger blir flere virusplanter påvist enn visuelt.
Når det gjelder de latente infeksjonshastighetene som ble introdusert av GOST 33996-2016 i 2018 i Russland, sørger de for laboratorietesting, uten en visuell vurdering av det vokste avkom, og er unike når det gjelder forklaring. I henhold til den nye standarden er bare en vurdering av den latente forurensningen av det originale frømaterialet obligatorisk: SSE og høyere. Men notatet åpner enorme muligheter for improvisasjon og improvisasjon: “Merk. For mange superelitt-, elite- og reproduksjonsfrøpoteter som kommer i omløp i land som har tatt i bruk standarden, blir laboratorietesting utført på forespørsel fra produsent eller leverandør av såpoteter. De maksimalt tillatte normene for å begrense virus- og / eller bakteriell infeksjon i henhold til resultatene fra laboratorietesting av knollprøver kan fastsettes i avtaler (kontrakter) for levering av potet etter avtale med partene. For partene i ES-kategorien skal maksimumsnivået for UVK-begrensning i henhold til resultatene av laboratorietesting ikke overstige 10%. " Disse tre forslagene har forvandlet standarden fra et strengt og entydig dokument til juridisk tull, en kilde for å tydeliggjøre forholdet til produsenter og kunder, et klageverktøy. Hvordan kan man tillate (i det vesentlige erstatte standarden) og stole på partenes avtale om kvalitetsspørsmål, fordi selgerens og kjøperens interesser ikke kan sammenfalle her. Hvordan kan de samme standardene etableres for forskjellige kategorier, fordi en reduksjon i kvalitet som den uunngåelig reproduserer. Og en annen bestemmelse av standard 33996-2016 - vurderingen av latent infeksjon med virussykdommer - tillates utført av både ELISA og PCR. Til tross for at følsomheten til disse metodene varierer i størrelsesorden. Men standarden er godkjent og iverksatt, overholdelse av normer og krav er obligatorisk for alle frøforetak.
Potetfrøproduksjon utføres for tiden i alle land med utviklet potetdyrking på såkalt virusfri basis. Celle- og vevskultur i kombinasjon med termokjemoterapi og mikroklonal forplantning tillater oppnåelse av innledende frømateriale med null virusinnhold i potetceller. Men du må forstå to punkter: null betyr ikke et fullstendig fravær, men muligheten for å være til stede i en mengde under sensitivitetsterskelen til de tilgjengelige molekylære diagnostiske metodene. Og å kvitte seg med virus betyr ikke å gjøre poteter resistente mot virus. Uten pålitelig beskyttelse mot reinfeksjon med virussykdommer blir sunne potetfrø en type F-1-hybrider, der bare den første generasjonen gir utmerkede resultater, og med påfølgende reproduksjon oppstår en kraftig reduksjon i ytelsen. Innkjøp av settepoteter i ett år med dyrking i regioner med et stressende klima og høy smittsom bakgrunn er mye praktisert, inkludert sør i Russland. Men med en slik ordning for å gi frømateriale, må frøene være i tilstrekkelig mengde og til en rimelig, rimelig pris. Hele poenget med feltfasen av potetfrøproduksjon er å maksimere rimelige frømengder mens de tett inneholder reinfestasjon. Nesten alle obligatoriske og spesielle organisatoriske, metodiske og teknologiske tiltak og operasjoner er rettet mot dette. Det er umulig å kurere en plante og knoller infisert med et virus, og kampen mot virussykdommer kommer til uttrykk i forebygging av planteinfeksjon av bladlus og mekanisk. Vurder flere kritiske aspekter ved virussykdomsbehandling som må tas opp på høyeste nivå.
1. Regnskap og respons på dynamikken og artssammensetningen av virus bladlus. Overføring av virus av bladlus fra syke planter til sunne, sammen med den første infeksjonen av plantematerialet og mekanisk overføring, er hovedårsaken til reinfeksjon av settepoteter. De fleste virus forblir virulente og forblir på munnen av bladlus i flere timer. I løpet av denne tiden kan bladlus fly mange titalls kilometer fra hagen, deponi, såing av lav kvalitet og havne i frøplanteskoler. Det er nødvendig å observere denne prosessen i frøvoksende felt praktisk talt kontinuerlig - fra planting til fullstendig tørking av toppene. Det skal bemerkes at i alle land med utviklet potetdyrking blir bladlusovervåking utført med betydelig deltakelse av budsjettfinansiering og involvering av ledende forskningsinstitutter. Resultatene av overvåking og respons fra frøbedrifter må tas i betraktning i løpet av sertifiseringen. Statens planteverntjeneste fungerte som dette i vårt land. For øyeblikket, av en eller annen grunn, blir overvåking i Russland for poteter bare utført for Colorado potetbille, noe som ikke er et problem i kommersiell potetdyrking. Derfor må enhver profesjonell frøvirksomhet uavhengig kontrollere bladlusvektorer ved hjelp av standardteknikker. Og det er ganske gjennomsiktig og samlet, du trenger bare å vite de viktige detaljene. Grunnlaget for bladlusovervåkningssystemet er Merikes gule feller (bilde 5). De må installeres like over plantens høyde, på et område ryddet for alle planter i umiddelbar nærhet av potetåkeren. (Plantevernfagfolk kan få et rimelig nøyaktig estimat av antall bladlus ved å se på topp-, midt- og bunnbladene direkte langs diagonalen på feltet.)
Fangede bevingede bladlus skal samles ukentlig og artssammensetning bestemmes. Evnen til å bære virus i forskjellige bladlusarter avviker betydelig. Den mest skadelige - grønn fersken bladlus (foto 6,7) har en effektivitet lik en, alle andre har mye lavere koeffisienter (tabell 2,3). Skadefaktorene til bladlusarter ble foreslått av engelske forskere (Felton B. et al., 2013) og brukes overalt. De er forskjellige for Y-viruset og VLK, det vil si for forskjellige mekanismer for virusoverføring. Spesielt farlige arter som koloniserer poteter, d.v.s. de som beboer poteter danner vingeløse former som også bærer virus. Disse inkluderer fersken, potet, stor potet, tindorn, tindebladlus. De resterende artene som er vurdert, koloniserer ikke poteter, men har virus under transport, i ferd med å prøveinjeksjoner på jakt etter vanlige grovfoder. Bestemmelse av artssammensetningen til vingede bladlus krever høy kvalifisering og tilstedeværelsen av et mikroskop. Grunnleggende identifikatorer av bladlus ble publisert for 40-50 år siden og er nå en bibliografisk sjeldenhet. De siste fullfargeatlasene fra Tyskland (2000) og Nederland (2008) kan kjøpes i nettbutikker til utgivere. Det finnes spesialiserte steder på bladlus, for eksempel aphid.aphidnet.org, men på dem presenteres rent potetarter fragmentarisk. Når man analyserer innholdet i feller, bør man ikke miste synet av muligheten for å få i seg cikader og psyllider (foto 8,9), som bærer kolonnen og Zebra chips-viruset som allerede har penetrert Europa.
Bilde 8. Cicadas Bilde 9. Psillida
Antall bladlus som blir fanget blir konvertert til vektortrykkindeksen (IVD). Fersken bladlus tas i betraktning i reelle enheter, alle andre arter multipliseres med skadelighetskoeffisienten. Faktisk blir de konvertert til en måleenhet, formatet for skadelighet av fersken bladlus. Så hvis 20 stykker potetluslus blir fanget, for å beregne indeksen, vil antallet være 20x0,2 = 4 enheter. Den totale mengden når det gjelder fersken bladlus er vektortrykkindeksen. Det er mer logisk å betrakte IVD for ikke-vedvarende bladlusarter som den mest problematiske. En indeks på mindre enn to enheter er helt sikker, grønn. Fra 2 til 10 - gul farge, beredskapstilstand, iverksette vernetiltak etter eget skjønn. En IED over 10 krever bruk av verneutstyr mot bladlus. Dette bekreftes av sertifikatmyndigheten. Unnlatelse av å ta beskyttelsestiltak er grunnlaget for å senke klassen frø eller gi ordre om å ødelegge toppene. Tidslukks skadegjørhetsgrensen (10 enheter fersken bladlus) ble etablert i løpet av spesielle studier av infeksjonsgraden av frømateriale ved forskjellige vektortrykk. Infeksjon med virus øker betydelig dersom antall bladlus overskrider terskelen, med mindre mengder er forskjellen mellom infeksjonsnivå ikke signifikant. Følgelig, med et grønt og gult nivå av en IVD, gir ikke beskyttelsestiltak effekt, påvirker ikke infeksjonsnivået, og det er ikke noe poeng i å utføre dem.
I noen europeiske land utføres beregningen av den totale (akkumulerte) IRA fra begynnelsen av vekstsesongen for alle overvåkingspunkter (figur 1). Grenseverdier for total IWD er etablert, hvoretter sertifiseringstjenesten utsteder en ordre for slått og uttørking av topper i frøplott. Hva er denne grenseverdien? I Nederland er IWD for tiden - 80 enheter ferskenbladlus (Haverkort A., 2018). Disse indikatorene er ikke spesifisert i de nasjonale offisielle sertifiseringsreglene. Men det understrekes at når man utsteder en ordre for klipping av topper, blir ikke bare den akkumulerte vektortrykkindeksen tatt i betraktning, men også motstanden til varianter mot virusinfeksjon (det er en offisiell gradering av dyrkede varianter i henhold til denne karakteristikken), antall planter med symptomer på virus, identifisert under feltinspeksjon, som utfører beskyttende tiltak mot bladlus. Bønder har lov til å oppfylle resepten fra to (Nederland) til tre (Skottland) dager. Manglende overholdelse av resepten fører til nektelse av sertifisering eller nedgradering av frøklassen.
Kvalifisert kontinuerlig overvåking av bladlusvektorer av virussykdommer gir en operativ forståelse av nivået på den smittsomme bakgrunnen og lar deg ta beskyttende tiltak ikke rutinemessig, men etter behov, og sparer dermed betydelige midler på plantebeskyttelsesmidler. I tillegg tilbys advarseltjeneste for bladlus til EUs frøavlere. I systemet med budsjettforskningsinstitutter fungerer flere sugefeller (foto 10) som identifiserer bærere i luften i høye høyder. Én sugefelle gir en nøyaktig prognose innen en radius på 100 km. Du kan bare drømme om en slik tjeneste, men den oppgitte informasjonen lar deg utøve kontroll på riktig måte på et enkelt foretak, og transformere den mottatte informasjonen til operasjonelle tiltak for å kontrollere virussykdommer, med tanke på situasjonen som har utviklet seg i et bestemt år og i bestemte felt. Listen over disse tiltakene inneholder forskjellige teknikker for å isolere og beskytte frøplott.
2. Romlig isolasjon. Distribusjonen av frøpotetproduksjon i regioner med en minimal smittsom bakgrunn av virussykdomsvektorer praktiseres i alle land med utviklet potetdyrking. Så i Nederland er frøproduksjonen konsentrert om de nordlige kystpoldere (fig. 2).
Langsiktige observasjoner har bekreftet at i dette området er den smittsomme bakgrunnen halvannen gang lavere, og det kritiske sesongnivået av midlertidige luftveisinfeksjoner forekommer i gjennomsnitt 26. juli, to uker senere sammenlignet med sør i landet. (Haverkort A., 2018). Dette kan tydelig sees på fig. 1: I nord er IED grønt, i sør, rødt. Det kan konkluderes med at i Sør-Nederland er frøproduksjon av poteter ekstremt risikabelt, og det er ingenting å si for flere sørlige land. Men ikke glem relativitet. Hvis du ikke hviler mot grensen til Nederland, og kjører sørover hele Belgia, så er det i Nord-Frankrike, i kystregionen ved Den engelske kanal, en sone med frøproduksjon av poteter i dette landet. Frankrike rangerer nummer to i verden når det gjelder eksport av frøpotet. Dette innebærer et høykvalitetsprodukt, mens det franske frøproduksjonsområdet ligger 700 km sør for de nederlandske poldere. Frøavlere, på grunn av det høye nivået av teknologi og organisering, produserer verdige varer, selv om det av åpenbare grunner ikke er mulig å se resultatene av bladlusovervåking i det offentlige.
Det skotske potetfrøområdet er konsentrert i nordøst, ved kysten (fig. 3). Hvis du ser på den engelske overvåkningen av bladlus de siste årene, er den smittsomme bakgrunnen i denne sonen to ganger lavere sammenlignet med Midt-England. Men det viser seg at i Skottland selv er det områder med enda færre bladlus, i sørøst, grensen til Nord-Irland. Hvorfor dyrkes frøpoteter der?
På grunn av landets mindre egnethet for mekanisk sammensetning og steinighet. Hvis vi bare fokuserer på bladlus, ville all frøproduksjonen av EU-poteter være logisk å plassere i Skandinavia. Visse trinn i denne retningen er tatt. Bokstavelig talt 200 km til polarsirkelen, på den 64. parallellen, er det en finsk, en av de fem europeiske HG-sonene, for frøproduksjon av poteter (foto 14). Det dyrkes opp til 1000 tusen tonn seedet poteter hvert år på et område på 30 hektar. Klimatiske forhold er minimalt nok: vekstsesongen er fra mai til oktober, en veldig lang dagslys ved begynnelsen av vekstsesongen, det er kjølig og nok nedbør er opptil 300 mm (fig. 4).
Den smittsomme bakgrunnen for bladlus ble studert grundig av uavhengige forskere (Kirchner S. et al., 2013) ved bruk av gule og sugefeller. Fra 20 til 3000 bladlus faller i fellen per uke (fig. 5). Men det er bare 10-20% av virusbærere blant dem, resten er uspesifikke tre- og buskearter. Ferskenlus er praktisk talt ikke funnet i nord, potetlus er funnet av og til.
Fortsettelsen av artikkelen vil bli publisert i tidsskriftet Potato System No. 3, 2020.
COP