Sergey Banadysev, doktor i landbrugsvidenskab, leder af avlsprogrammet for Doka-Gene Technologies LLC
Sværhedsgraden af kartoffelvirussygdomme øges konsekvent. I de senere år udtrykkes skaden fra dem ikke kun i et fald i udbyttet, men også i en forværring af knolders omsættelighed. Nekrotiske stammer af YBK, WLRK, mop-top og ranglevira gør kartofler ikke-standardiserede, mens symptomerne på nye stammer på bladene bliver mindre og mindre markante. Y-virussen bliver især problematisk (Foto 1-4). Der er ingen resistensgener over for dets nekrotiske stammer; det er umuligt at oprette sorter med høj resistens ved hjælp af klassiske selektionsmetoder. Overvejelse af biologien og egenskaberne ved de forårsagende agenser for virussygdomme er ikke genstand for denne artikel (der er mere end nok information om dette emne), den største opmærksomhed vil blive lagt på analysen af de tilgængelige muligheder for at opnå frømateriale af høj kvalitet til virussygdomme.
Først og fremmest skal du præcisere selve konceptet med høj kvalitet. Kravene i standarderne indeholder strenge restriktioner for den eksterne manifestation af virussygdomme, og i en række lande, herunder Den Russiske Føderation, er den interne, latente infektion af knolde desuden begrænset. Samtidig er der mange nuancer af regulering af tolerancer for virussygdomme, og nogle af dem er signifikante (tabel 1). Lad os finde ud af detaljerne.
Ved første øjekast synes de hollandske standarder for latent infektion at være meget strenge: kun en 1,4% tolerance i eliten. Men NAKs manual for intern analyseprocedure forklarer dette og gør det klart. Obligatorisk er kontrollen af latent infektion i superelitkategorien og derover. Analysen udføres af PCR og kun på Y-virus. 50 knolde kombineres i en PCR-prøve. En batch betragtes som standard, hvis ikke mere end en prøve ud af fire eller højst to prøver ud af otte, eller tre prøver ud af 12 viser en positiv reaktion, afhængigt af det samlede antal knolde i prøven, der analyseres. En tolerance på 0,6% opnås fra antagelsen, at der i en prøve på 50 knolde kun er en inficeret. Men dette er i det ideelle tilfælde, teoretisk set kan alle 50 knolde i en kombineret prøve på 50 knolde inficeres. Og derefter skal tallet for den faktiske skjulte infektion af partiet være 25%, ikke 0,6%.
Realisterne i vurderingen af latent infektion er skottene og amerikanerne. Skotland er hjemsted for et af de fem stærkt godkendte højkvalitets (HG) EU-kartoffelfrøbeskyttede områder. Det vil sige, dette er en produktionszone af materiale af højeste kvalitet. Imidlertid kræver certificeringsregler der ikke obligatorisk verifikation af latent infektion. Ja, det anbefales at gøre det, men niveauet for latent infektion påvirker ikke certificeringsresultaterne. I USA vurderes knoldinfektioner ved hjælp af den klassiske jordkontrolmetode. I efteråret udtages prøver fra alle partier, der er certificeret, og sendes til Hawaii eller Florida. Der er ingen vinter, knolde plantes straks i jorden og evalueres ved den visuelle manifestation af virussygdomme i vækstsæsonen. Og med rette afspejles ikke enhver skjult infektion i blade og afgrøder, nogle gange forbliver den latent i mange år uden at forårsage nogen skade. I februar opnås resultater med en specifik faktisk manifestation af de eksisterende virussygdomme på afkomplanterne. Købere af frø får det samme billede, men senere. Disse oplysninger bestemmer det endelige resultat af den årlige certificering, og den vigtigste forårsimplementering udføres under hensyntagen til disse oplysninger.
UNECE, Tyskland, Frankrigs standarder S-1 sørger også for og anvender vurderingen af vira i direkte afkom. Efter høstning er det nødvendigt at tage prøver på 100 knolde, vokse i et drivhus og evaluere manifestationen af virussygdomme på bladene. I det væsentlige er dette også jordkontrol, kun i lukket jord, en dyrere mulighed. Laboratorietest udføres kun i kontroversielle tilfælde. Men der er en modsigelse i den samme S-1-standard, da muligheden for ikke kun at bruge det visuelle, men også laboratoriemetoden er nævnt i afsnittet om evalueringsproceduren. Specialister forstår, at ved ELISA eller PCR flere gange flere virusplanter påvises end visuelt.
Hvad angår de latente infektionshastigheder, der blev indført af GOST 33996-2016 i 2018 i Den Russiske Føderation, sørger de for laboratorieundersøgelser uden en visuel vurdering af det voksede afkom og er unikke med hensyn til forklaring. I henhold til den nye standard er kun en vurdering af den latente forurening af det originale frømateriale obligatorisk: SSE og højere. Men noten åbner enorme muligheder for improvisation og improvisation: “Bemærk. For masser af kartofler af superelit, elite og reproduktion, der kommer i omløb i lande, der har vedtaget standarden, udføres laboratorietest på anmodning fra producenten eller leverandøren af læggekartofler. De maksimalt tilladte normer for begrænsning af virus- og / eller bakterieinfektion i henhold til resultaterne af laboratorieundersøgelse af knoldprøver kan fastlægges i aftaler (kontrakter) om levering af læggekartofler efter aftale mellem parterne. For parterne i ES-kategorien må det maksimale niveau for UVK-begrænsning i henhold til resultaterne af laboratorietest ikke overstige 10%. ” Disse tre forslag har omdannet standarden fra et strengt og utvetydigt dokument til juridisk vrøvl, en kilde til afklaring af producenters og kunders forhold, et klagemiddel. Hvordan kan man tillade (i det væsentlige erstatte standarden) og stole på parternes aftale om kvalitetsspørgsmål, fordi sælgers og købers interesser ikke kan falde sammen her. Hvordan kan de samme standarder fastlægges for forskellige kategorier, fordi et fald i kvalitet, som det uundgåeligt gengiver. Og en anden bestemmelse i standard 33996-2016 - vurderingen af latent infektion med virussygdomme - må udføres af både ELISA og PCR. På trods af det faktum, at disse metoders følsomhed varierer i størrelsesorden. Men standarden er godkendt og iværksat, overholdelse af dens normer og krav er obligatorisk for alle frøvirksomheder.
Kartoffelfrøproduktion udføres i øjeblikket i alle lande med udviklet kartoffeldyrkning på en såkaldt virusfri basis. Dyrkning af celler og væv i kombination med termokemoterapi og mikroklonal forplantning tillader opnåelse af det oprindelige frømateriale med nul virusindhold i kartoffelceller. Men du skal forstå to punkter: nul betyder ikke et fuldstændigt fravær, men muligheden for at være til stede i en mængde under følsomhedstærsklen for de tilgængelige molekylære diagnostiske metoder. Og at slippe af med vira betyder ikke at gøre kartofler resistente over for vira. Uden pålidelig beskyttelse mod reinfektion med virussygdomme bliver sund kartoffelfrø en type F-1-hybrider, hvor kun den første generation giver fremragende resultater, og med efterfølgende reproduktion opstår der et kraftigt fald i ydeevne. Køb af læggekartofler i et års dyrkning i regioner med et stressende klima og en høj smitsom baggrund er almindeligt anvendt, herunder i den sydlige del af Den Russiske Føderation. Men med en sådan ordning med tilvejebringelse af frømateriale skal frøene være i tilstrækkelig mængde og til en rimelig, overkommelig pris. Hele pointen med markfasen af kartoffelfrøproduktion er at maksimere overkommelig frøproduktion, mens den stramt indeholder geninfektion. Næsten alle obligatoriske og specielle organisatoriske, metodologiske og teknologiske foranstaltninger og operationer er rettet mod dette. En plante og knolde inficeret med en virus kan ikke helbredes, og kampen mod virussygdomme udtrykkes i forebyggelse af planteinfektion af bladlus og mekanisk. Lad os overveje nogle af de vigtigste aspekter af virussygdomsadministration, der skal behandles på højeste niveau.
1. Redegørelse og respons på dynamikken og artssammensætningen af virus bladlus. Overførsel af vira af bladlus fra syge planter til sunde sammen med den første infektion af plantematerialet og mekanisk overførsel er hovedårsagen til geninfektion af læggekartofler. De fleste vira forbliver virulente og forbliver på bladlusens mund i flere timer. I løbet af denne tid kan bladlus flyve titusinder af kilometer fra haven, deponering, såning af lav kvalitet og ende i frøplanteskoler. Det er nødvendigt at observere denne proces i frøavlende marker næsten kontinuerligt - fra plantning til fuldstændig tørring af toppe. Det skal bemærkes, at i alle lande med udviklet kartoffeldyrkning udføres bladlusovervågning med betydelig deltagelse af budgetfinansiering og inddragelse af førende forskningsinstitutter. Resultaterne af overvågning og reaktion fra frøvirksomheder skal tages i betragtning i løbet af certificeringen. Statens plantebeskyttelsestjeneste arbejdede tidligere som dette i vores land. I øjeblikket udføres overvågning i den russiske føderation af kartofler af en eller anden grund kun for Colorado-kartoffelbaglen, hvilket ikke er et problem i kommerciel kartoffeldyrkning. Derfor skal enhver professionel frøvirksomhed uafhængigt kontrollere bladlusvektorer ved hjælp af standardteknikker. Og det er ret gennemsigtigt og samlet, du skal bare kende de vigtige detaljer. Grundlaget for bladlusovervågningssystemet er Merikes gule fælder (foto 5). De skal installeres lige over plantens højde på et område, der er ryddet for alle planter i umiddelbar nærhed af kartoffelmarken. (Afgrødebeskyttelsesfagfolk kan få et ret nøjagtigt skøn over antallet af bladlus ved direkte at se på 100 blade af det øverste, midterste og nederste niveau langs markens diagonal.)
Fangede vinger bladlus skal opsamles ugentligt og artssammensætning bestemmes. Evnen til at bære vira i forskellige bladlusarter varierer markant. Den mest skadelige - grøn fersken bladlus (foto 6,7) har en effektivitet lig med en, alle andre har meget lavere koefficienter (tabel 2,3). Skadelighedsfaktorerne for bladlusarter blev foreslået af engelske forskere (Felton B. et al., 2013) og bruges overalt. De er forskellige for Y-virussen og VLK, det vil sige for forskellige mekanismer til virusoverførsel. Særligt farlige arter, der koloniserer kartofler, dvs. dem, der beboer kartofler, danner vingefrie former, der også bærer vira. Disse inkluderer fersken, kartoffel, stor kartoffel, havtorn, havtorn bladlus. De resterende arter, der betragtes, koloniserer ikke kartofler, men bærer vira under transit i processen med testinjektioner på jagt efter sædvanlige foderafgrøder. Bestemmelse af artssammensætningen af vingede bladlus kræver høj kvalifikation og tilstedeværelsen af et mikroskop. Grundlæggende identifikatorer af bladlus blev offentliggjort for 40-50 år siden og er nu en bibliografisk sjældenhed. De seneste fuldfarveatlaser fra Tyskland (2000) og Holland (2008) kan købes i forlags online-butikker. Der er specialiserede steder på bladlus, f.eks. Aphid.aphidnet.org, men på dem præsenteres rent kartoffelarter fragmentarisk. Når man analyserer indholdet af fælder, bør man ikke miste synet af muligheden for at få i sig cikader og psyllider (foto 8,9), som bærer søjlen og Zebra chips-virussen, der allerede er trængt ind i Europa.
Foto 8. Cikader Foto 9. Psillida
Antallet af fangst af bladlus konverteres til vektortrykindekset (IVD). Der tages hensyn til fersken bladlus i reelle enheder, alle andre arter ganges med skadelighedskoefficienten. Faktisk konverteres de til en måleenhed, formatet for skadevirkningen af fersken bladlus. Så hvis der er fanget 20 stykker kartoffel bladlus, for at beregne indekset, vil antallet være 20x0,2 = 4 enheder. Den samlede mængde med hensyn til fersken bladlus er vektortrykindekset. Det er mere logisk at betragte IVD for ikke-vedvarende bladlusarter som den mest problematiske. Et indeks på mindre end to enheder er helt sikkert, grønt. Fra 2 til 10 - gul farve, beredskabstilstand, træffe beskyttelsesforanstaltninger efter virksomhedens skøn. En IED over 10 kræver brug af beskyttelsesudstyr mod bladlus. Dette bekræftes af certifikatmyndigheden. Undladelse af at tage beskyttelsesforanstaltninger er grundlaget for at sænke frøklassen eller give ordrer om at ødelægge toppe. Tidsluftsskadethedsgrænsen (10 enheder ferskenbladlus) blev etableret i løbet af specielle undersøgelser af infektionsgraden af frømateriale ved forskellige vektortryk. Infektion med vira stiger markant, hvis antallet af bladlus overskrider tærsklen, med mindre mængder er forskellen mellem infektionsniveauer ikke signifikant. Derfor, med et grønt og gult niveau af en IVD, giver beskyttelsesforanstaltninger ikke en effekt, påvirker ikke infektionsniveauet, og der er ingen mening i at udføre dem.
I nogle europæiske lande foretages beregningen af den samlede (akkumulerede) IIA fra begyndelsen af vækstsæsonen for alle overvågningspunkter (fig. 1). Der er fastlagt grænseværdier for den samlede IWD, hvorefter certificeringstjenesten udsender en ordre på klipning og udtørring af toppe i såplotter. Hvad er denne grænseværdi? I Holland er IWD i øjeblikket 80 enheder ferskenbladlus (Haverkort A., 2018). Disse indikatorer er ikke specificeret i de nationale officielle certificeringsregler. Men det understreges, at når der udstedes en ordre til plæneklipning, tages ikke kun det akkumulerede vektortrykindeks i betragtning, men også resistens af sorter mod virusinfektion (der er en officiel gradering af dyrkede sorter i henhold til denne egenskab), antallet af planter med symptomer på vira identificeret under en feltinspektion, der udfører beskyttende foranstaltninger mod bladlus. Landmænd har lov til at overholde recepten fra to (Holland) til tre (Skotland) dage. Manglende overholdelse af recepten fører til afvisning af certificering eller nedgradering af frøklassen.
Kvalificeret kontinuerlig overvågning af bladlusvektorer af virussygdomme giver en operationel forståelse af niveauet af den infektiøse baggrund og giver dig mulighed for at træffe beskyttelsesforanstaltninger ikke rutinemæssigt, men efter behov og derved spare betydelige midler på plantebeskyttelsesmidler. Derudover leveres advarselsservice om bladlus til EU-frøavlere. I systemet med budgetforskningsinstitutter fungerer flere sugefælder (foto 10), der registrerer luftfartsselskaber i luften i store højder. Én sugefælde giver en nøjagtig prognose inden for en radius på 100 km. Du kan kun drømme om en sådan tjeneste, men de givne oplysninger giver dig mulighed for korrekt at udøve kontrol på niveauet for en individuel virksomhed og omdanne de modtagne oplysninger til operationelle foranstaltninger til bekæmpelse af virussygdomme under hensyntagen til den situation, der har udviklet sig i et bestemt år og inden for bestemte områder. Listen over disse foranstaltninger inkluderer forskellige teknikker til isolering og beskyttelse af frøplotter.
2. Rumlig isolering. Distributionen af kartoffelproduktion i regioner med en minimal infektiøs baggrund af virussygdomsvektorer praktiseres i alle lande med udviklet kartoffeldyrkning. Så i Holland koncentreres frøproduktionen om de nordlige kystpoldere (fig. 2).
Langsigtede observationer har bekræftet, at i dette område er den smitsomme baggrund halvanden gang lavere, og det kritiske sæsonmæssige niveau af midlertidige luftvejsinfektioner forekommer i gennemsnit den 26. juli, to uger senere sammenlignet med det sydlige land. (Haverkort A., 2018). Dette kan tydeligt ses i fig. 1: I nord er IED'en grøn, i den sydlige er den rød. Det kan konkluderes, at frøproduktionen af kartofler i det sydlige Holland er ekstremt risikabel, og der er intet at sige om flere sydlige lande. Men glem ikke relativitet. Hvis du ikke hviler mod grænsen til Holland og kører syd for hele Belgien, så i det nordlige Frankrig, i kystregionen ved den engelske kanal, er der en zone med frøproduktion af kartofler i dette land. Frankrig er nummer to i verden med hensyn til eksport af kartoffelkartofler. Dette indebærer et produkt af høj kvalitet, mens det franske frøproduktionsområde ligger 700 km syd for de hollandske poldere. Frøavlere producerer på grund af det høje niveau af teknologi og organisation værdige varer, skønt det af åbenlyse grunde ikke er muligt at se resultaterne af bladlusovervågning i det offentlige rum.
Den skotske kartoffelfrøregion er koncentreret i den nordøstlige del af kysten (fig. 3). Hvis man ser på den engelske overvågning af bladlus i de senere år, så er den smitsomme baggrund i denne zone to gange lavere sammenlignet med det centrale England. Men det viser sig, at i Skotland selv er der områder med endnu færre bladlus, i sydøst, grænsen til Nordirland. Hvorfor dyrkes læggekartofler der?
Naturligvis skyldes landets mindre egnethed til mekanisk sammensætning og stenighed. Hvis vi kun fokuserer på bladlus, ville al frøproduktion af EU-kartofler være logisk at placere i Skandinavien. Visse skridt i denne retning er taget. Bogstaveligt talt 200 km til Polarsirklen, på den 64. parallel, er der en finsk, en af de fem europæiske HG, zone for frøproduktion af kartofler (foto 14). Der dyrkes årligt op til 1000 tusind tons læggekartofler på et område på 30 ha. Klimatiske forhold er minimalt tilstrækkelige: vækstsæsonen er fra maj til oktober, en meget lang dagslys i begyndelsen af vækstsæsonen, det er køligt, og nok nedbør er op til 300 mm (fig. 4).
Bladlusens smitsomme baggrund er grundigt undersøgt af uafhængige forskere (Kirchner S. et al., 2013) ved hjælp af gule og sugefælder. Fra 20 til 3000 bladlus falder i fælden om ugen (fig. 5). Men der er kun 10-20% af virusbærere blandt dem, resten er uspecifikke træ- og buskarter. Ferskenbladlus findes praktisk talt ikke i nord, kartoffelbladlus findes lejlighedsvis.
Fortsætningen af artiklen vil blive offentliggjort i tidsskriftet Potato System No. 3, 2020.
COP