Zaraza ziemniaka

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  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 | 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