Sergey Banadysev, doktor zemědělských věd, vedoucí šlechtitelského programu Doka-Gene Technologies LLC
Škodlivost virových onemocnění brambor se neustále zvyšuje. V posledních letech je škoda z nich vyjádřena nejen snížením výnosu, ale také zhoršením prodejnosti hlíz. Nekrotické kmeny YBK, VLK, mop-top a chřestící viry činí brambory nestandardními, zatímco příznaky nových kmenů na listech jsou stále méně výrazné. Virus Y se stává obzvláště problematickým (foto 1-4). K jeho nekrotickým kmenům neexistují žádné geny rezistence; je nemožné vytvořit odrůdy s vysokou rezistencí pomocí klasických metod výběru. Zvažování biologie a charakteristik patogenů virových onemocnění není předmětem tohoto článku (informací o tomto tématu je více než dost), zaměříme se na analýzu dostupných příležitostí k získání vysoce kvalitního semenného materiálu pro virová onemocnění.
Nejprve si musíte vyjasnit samotný koncept vysoké kvality. Požadavky norem stanoví přísná omezení vnějšího projevu virových onemocnění a v řadě zemí, včetně Ruské federace, je interní latentní infekce hlíz dále omezena. Současně existuje mnoho nuancí regulace tolerancí virových onemocnění a některé z nich jsou významné (tabulka 1). Pojďme zjistit podrobnosti.
Na první pohled se nizozemské standardy pro latentní infekci zdají být velmi přísné: v elitě je to jen 1,4% tolerance. Příručka k postupu vnitřní analýzy NAK to však vysvětluje a objasňuje. Povinná je kontrola latentní infekce kategorie superelitů a výše. Analýza se provádí pomocí PCR a pouze na Y-viru. 50 hlíz bylo spojeno do jednoho vzorku PCR. Šarže se považuje za standardní, pokud ne více než jeden vzorek ze čtyř, nebo ne více než dva vzorky z osmi nebo tři vzorky z 12 nevykazuje pozitivní reakci, v závislosti na celkovém počtu hlíz v analyzovaném vzorku. Tolerance 0,6% je získána z předpokladu, že ve vzorku 50 hlíz je infikována pouze jedna. Ale to je v ideálním případě, teoreticky lze nakazit všech 50 hlíz v kombinovaném vzorku 50 hlíz. A pak by skutečná skrytá infekce strany měla být 25%, ne 0,6%.
Realistou v hodnocení latentní infekce jsou Skoti a Američané. Skotsko je domovem jedné z pěti chráněných oblastí EU pro pěstování brambor s vysokým stupněm jakosti (HG). To znamená, že se jedná o zónu výroby materiálu nejvyšší kvality. Pravidla certifikace však nevyžadují povinné ověření latentní infekce. Ano, doporučuje se to udělat, ale úroveň latentní infekce nemá vliv na výsledky certifikace. Ve Spojených státech se hlízové infekce hodnotí pomocí klasické metody kontroly půdy. Na podzim jsou odebrány vzorky ze všech šarží podléhajících certifikaci a odeslány na Havaj nebo na Floridu. Neexistuje žádná zima, hlízy jsou okamžitě vysazeny do půdy a vyhodnoceny vizuálním projevem virových chorob během vegetačního období. A správně, ne každá skrytá infekce se odráží v listech a plodinách, někdy zůstává v latentní formě po mnoho let, aniž by způsobila jakékoli škody. Do února se získají výsledky se konkrétním skutečným projevem stávajících virových chorob na potomcích rostlin. Kupující semen budou mít stejný obrázek, ale později. Tyto informace určují konečný výsledek roční certifikace a hlavní jarní implementace se provádí s ohledem na tyto informace.
Normy S-1 EHK OSN, Německo a Francie také stanoví a používají hodnocení virů v přímém potomstvu. Po sklizni je nutné odebrat vzorky 100 hlíz, pěstovat ve skleníku a vyhodnotit projevy virových chorob na listech. V zásadě je to také kontrola půdy, pouze v uzavřeném terénu, dražší varianta. Laboratorní testování se provádí pouze ve sporných případech. Ve stejném standardu S-1 je však rozpor, protože možnost použít nejen vizuální, ale i laboratorní metodu je uvedena v části o postupu hodnocení. Odborníci chápou, že pomocí ELISA nebo PCR je detekováno několikrát více virových rostlin než vizuálně.
Pokud jde o normy skryté infekce zavedené GOST 33996-2016 v Ruské federaci v roce 2018, umožňují laboratorní testování bez vizuálního hodnocení dospělého potomka a jsou z hlediska vysvětlení jedinečné. Podle nové normy je povinné pouze hodnocení latentní kontaminace původního materiálu osiva: SSE a vyšší. Tato poznámka však otevírá obrovské příležitosti pro improvizaci a improvizaci: “Poznámka. U šarží superelitových, elitních a rozmnožovacích sadbových brambor přicházejících do oběhu v zemích, které tuto normu přijaly, se laboratorní testování provádí na žádost producenta nebo dodavatele sadbových brambor. Maximální přípustné normy pro omezení virové a / nebo bakteriální infekce podle výsledků laboratorního testování vzorků hlíz lze stanovit dohodami (smlouvami) o dodávkách sadbových brambor na základě dohody stran. Pro strany kategorie ES nesmí maximální úroveň omezení UVK podle výsledků laboratorních zkoušek překročit 10%. “ Tyto tři návrhy transformovaly normu z přísného a jednoznačného dokumentu na právní nesmysl, zdroj pro vyjasnění vztahů mezi výrobci a zákazníky, nástroj pro podávání stížností. Jak to může člověk dovolit (v zásadě nahradit standard) a spolehnout se na dohodu stran o otázkách kvality, protože zájmy prodávajícího a kupujícího se zde nemohou shodovat. Jak lze stanovit stejné standardy pro různé kategorie, protože pokles kvality, protože se nevyhnutelně reprodukuje. A další ustanovení standardu 33996-2016 - hodnocení latentní infekce virovými chorobami - je povoleno provádět ELISA i PCR. Navzdory skutečnosti, že citlivost těchto metod se liší podle velikosti. Norma je však schválena a uvedena do platnosti, dodržování všech jejích norem a požadavků je povinné pro všechny osivové podniky.
Produkce semen brambor se v současné době provádí ve všech zemích s rozvinutým pěstováním brambor na základě takzvaného bez viru. Kultura buněk a tkání v kombinaci s termochemoterapií a mikroklonálním množením umožňuje získání počátečního semenného materiálu s nulovým obsahem viru v bramborových buňkách. Musíte však pochopit dva body: nula neznamená ne úplnou nepřítomnost, ale možnost přítomnosti v množství pod prahem citlivosti dostupných metod molekulární diagnostiky. A zbavit se virů neznamená, že brambory budou odolné vůči virům. Bez spolehlivé ochrany proti opětovné infekci virovými chorobami se zdravé bramborové semeno stane typem hybridů F-1, u nichž poskytuje vynikající výsledky pouze první generace a při následné reprodukci dochází k prudkému poklesu výkonu. Nákup sadbových brambor na jeden rok pěstování v regionech se stresujícím podnebím a vysoce infekčním zázemím je široce využíván, a to i na jihu Ruské federace. Ale s takovým systémem poskytování semenného materiálu by semena měla být v dostatečném množství a za rozumnou a dostupnou cenu. Smyslem polní fáze produkce bramborových semen je maximalizovat cenově dostupnou produkci semen a zároveň přísně omezit opětovné napadení. K tomu jsou zaměřena téměř všechna povinná a zvláštní organizační, metodická a technologická opatření a operace. Rostlina a hlízy infikované virem nelze vyléčit a boj proti virovým chorobám je vyjádřen v prevenci infekce rostlin mšicemi a mechanicky. Zvažme některé z nejdůležitějších aspektů léčby virových onemocnění, které je třeba řešit na nejvyšší úrovni.
1. Účtování a reakce na dynamiku a druhové složení virových mšic. Přenos virů mšicemi z nemocných rostlin na zdravé, spolu s počáteční infekcí sadby a mechanickým přenosem, je hlavním důvodem opětovné infekce sadbových brambor. Většina virů zůstává virulentní a zůstává na ústech mšic několik hodin. Během této doby mohou mšice létat desítky kilometrů od zahrady, skládky, nekvalitní setí a skončit v semenných školkách. Tento proces je nutné sledovat na polích pro pěstování semen prakticky nepřetržitě - od výsadby až po úplné vysušení vrcholků. Je třeba poznamenat, že ve všech zemích rozvinutého pěstování brambor se monitorování mšic provádí za významné účasti rozpočtového financování a zapojení předních výzkumných ústavů. V průběhu certifikace je třeba vzít v úvahu výsledky monitorování a reakci osivových podniků na ně. Státní služba na ochranu rostlin u nás takto fungovala. V současné době se v Ruské federaci z nějakého důvodu provádí monitorování brambor pouze u bramborového bramboru Colorado, což v komerčním pěstování brambor není problém. Proto musí každý profesionální obchod s osivem samostatně ovládat vektory mšic pomocí standardních technik. A je to docela transparentní a jednotné, stačí znát důležité podrobnosti. Základem systému pro sledování mšic jsou Merikeho žluté pasti (foto 5). Musí být instalovány těsně nad výškou rostlin na ploše zbavené všech rostlin v bezprostřední blízkosti bramborového pole. (Odborníci na ochranu plodin mohou získat přiměřeně přesný odhad počtu mšic přímým prohlížením horních, středních a spodních 100 listů podél úhlopříčky pole.)
Odchycené okřídlené mšice by měly být shromažďovány každý týden a mělo by být stanoveno druhové složení. Schopnost nést viry u různých druhů mšic se výrazně liší. Nejškodlivější - zelená broskvová mšice (foto 6,7) má účinnost rovnou jedné, všechny ostatní mají mnohem nižší koeficienty (tabulka 2,3). Faktory škodlivosti mšic byly navrženy anglickými vědci (Felton B. et al., 2013) a používají se všude. Liší se pro Y-virus a VLK, tj. Pro různé mechanismy přenosu viru. Obzvláště nebezpečné druhy kolonizují brambory, tj. ty, které obývají brambory, tvoří bezkřídlé formy, které také nesou viry. Patří mezi ně broskev, brambory, velké brambory, rakytníku, mšice rakytníkové. U zbývajících uvažovaných druhů brambory kolonizují, nýbrž přenášejí viry v procesu testování injekcí při hledání obvyklých pícnin. Stanovení druhového složení okřídlených mšic vyžaduje vysokou kvalifikaci a přítomnost mikroskopu. Základní identifikátory mšic byly publikovány před 40–50 lety a nyní jsou bibliografickou raritou. Nejnovější plnobarevné atlasy Německa (2000) a Nizozemska (2008) lze zakoupit v internetových obchodech vydavatelů. Existují specializovaná místa na mšicích, například aphid.aphidnet.org, ale na nich jsou prezentovány fragmentární pouze druhy brambor. Při analýze obsahu pasti bychom neměli ztratit ze zřetele možnost proniknout do nich cikád a psyllidů (foto 8,9), které nesou sloupec a virus Zebra chipsů, který již pronikl do Evropy.
Foto 8. Cikáda Foto 9. Psillida
Počet zachycených mšic se převede na index vektorového tlaku (IVD). Mšice broskve se berou v úvahu v reálných jednotkách, všechny ostatní druhy se vynásobí koeficientem škodlivosti. Ve skutečnosti je formát škodlivosti mšic broskví převeden do jedné měrné jednotky. Pokud je tedy chyceno 20 kusů mšice bramborové, pak pro výpočet indexu bude jejich počet 20x0,2 = 4 jednotky. Celkové množství vyjádřené jako mšice broskev je indexem vektorového tlaku. Je logičtější považovat IVD u perzistentních druhů mšic za nejproblematičtější. Index méně než dvou jednotek je zcela bezpečný, zelený. Od 2 do 10 - žlutá barva, stav pohotovosti, přijetí ochranných opatření podle uvážení podniku. IED nad 10 vyžaduje použití ochranných prostředků proti mšicím. Toto je ověřeno certifikační autoritou. Nepřijetí ochranných opatření je základem pro snížení třídy semen nebo vydání příkazů ke zničení vrcholků. Prahová hodnota škodlivosti mšice (10 jednotek mšice broskve) byla stanovena v průběhu zvláštních studií stupně infekce semenového materiálu při různých vektorových tlacích. Infekce viry se významně zvyšuje, pokud počet mšic přesáhne práh, u menších množství není rozdíl mezi úrovněmi infekce významný. V souladu se zelenou a žlutou hladinou IVD tedy ochranná opatření nemají účinek, neovlivňují úroveň infekce a nemá smysl je provádět.
V některých evropských zemích se pro všechny monitorovací body provádí výpočet celkové (kumulované) IIA od začátku vegetačního období (obr. 1). Byly stanoveny mezní hodnoty celkové IWD, po které certifikační služba vydá objednávku na sečení a vysušení vrcholů na osivových plochách. Jaká je tato mezní hodnota? V Nizozemsku v současné době IWD - 80 jednotek mšice broskve (Haverkort A., 2018). Tyto ukazatele nejsou specifikovány v národních oficiálních pravidlech certifikace. Je však zdůrazněno, že při vydávání příkazu k sečení vrcholů se nezohledňuje pouze akumulovaný index tlaku vektoru, ale také odolnost odrůd proti virové infekci (podle této charakteristiky existuje oficiální gradace pěstovaných odrůd), počet rostlin s příznaky virů zjištěných při terénní kontrole, provádějící ochranné opatření proti mšicím. Farmářům je na splnění předpisu dáno dva (Nizozemsko) až tři (Skotsko) dny. Nedodržení předpisu vede k odmítnutí certifikace nebo ke snížení třídy osiva.
Kvalifikované nepřetržité monitorování vektorů virů ve mšicích poskytuje operační porozumění úrovni infekčního pozadí a umožňuje vám přijímat ochranná opatření ne rutinně, ale podle potřeby, čímž šetříte značné prostředky na přípravky na ochranu rostlin. Kromě toho je pěstitelům osiva v EU poskytována služba varování před mšicemi na začátku léta. V systému ústavů pro výzkum rozpočtu funguje několik sacích lapačů (foto 10), které detekují nosiče ve vzduchu ve vysokých nadmořských výškách. Jeden sací lapač poskytuje přesnou předpověď v okruhu 100 km. O takové službě můžete jen snít, ale poskytnuté informace vám umožní správně vykonávat kontrolu na úrovni jednotlivého podniku a transformovat získané informace do provozních opatření ke kontrole virových onemocnění, s přihlédnutím k situaci, která se vyvinula v konkrétním roce a v konkrétních oblastech. Seznam těchto opatření zahrnuje různé techniky izolace a ochrany semenných ploch.
2. Prostorová izolace. Distribuce produkce semen brambor v regionech s minimálním infekčním pozadím vektorů virových chorob je prováděna ve všech zemích rozvinutého pěstování brambor. V Nizozemsku je tedy produkce semen soustředěna na severní pobřežní poldr (obr. 2).
Dlouhodobá pozorování potvrdila, že v této oblasti je infekční pozadí jedenkrát a půlkrát nižší a kritická sezónní úroveň dočasných respiračních infekcí se vyskytuje v průměru 26. července, o dva týdny později ve srovnání s jihem země. (Haverkort A., 2018). To je jasně vidět na obr. 1: na severu je IED zelená, na jihu červená. Lze dojít k závěru, že na jihu Nizozemska je produkce semen brambor extrémně riskantní a o dalších jižních zemích není co říci. Nezapomeňte však na relativitu. Pokud nechcete odpočívat proti hranici Nizozemska a jedete na jih celé Belgie, pak na severu Francie, v pobřežní oblasti Lamanšského průlivu, je zde zóna produkce semen brambor této země. Francie zaujímá druhé místo na světě, pokud jde o vývoz sadby brambor. To znamená vysoce kvalitní produkt, zatímco oblast produkce semen ve Francii se nachází 700 km jižně od nizozemských polderů. Pěstitelé osiva díky vysoké úrovni technologie a organizace vyrábějí hodnotné zboží, ačkoli ze zřejmých důvodů není možné vidět výsledky sledování mšic ve veřejné doméně.
Oblast skotských semen brambor je soustředěna na severovýchodě, na pobřeží (obr. 3). Pokud se podíváte na anglické sledování mšic v posledních letech, pak je v této zóně infekční pozadí dvakrát nižší než ve střední Anglii. Ukazuje se však, že ve samotném Skotsku existují oblasti s ještě méně mšicemi, na jihovýchodě hranice s Severním Irskem. Proč se zde pěstují sadbové brambory?
Je zřejmé, že kvůli menší vhodnosti půdy pro mechanické složení a skalnatost. Zaměříme-li se pouze na mšice, bylo by logické umístit veškerou produkci semen brambor EU do Skandinávie. V tomto směru byly podniknuty určité kroky. Doslova 200 km od polárního kruhu, na 64. rovnoběžce, je finština, jedna z pěti evropských HG, zóna produkce semen brambor (foto 14). Na ploše 1000 30 hektarů se ročně pěstuje až 300 tisíc tun sadbových brambor. Klimatické podmínky jsou minimálně dostatečné: vegetační období je od května do října, velmi dlouhé denní světlo na začátku vegetačního období, je chladno a dostatek srážek je až 4 mm (obr. XNUMX).
Infekční pozadí mšic bylo důkladně studováno nezávislými vědci (Kirchner S. et al., 2013) pomocí žlutých a sacích lapačů. Za týden spadne do pasti 20 až 3000 5 mšic (obr. 10). Existuje však pouze 20–XNUMX% virových nosičů, zbytek tvoří nespecifické druhy stromů a keřů. Broskvové mšice se na severu prakticky nenacházejí, mšice bramborové se vyskytují příležitostně.
Pokračování článku bude zveřejněno v časopise Potato System No. 3, 2020.
COP