Chemap Agro s.r.o.

Příznaky, šíření a kontrola bakteriální kroužkovitosti bramboru

28. 04. 2017 Ing. Iveta Pánková, Ph.D. a kol. Choroby Zobrazeno 507x

V letech 2012 až 2015 byl zaznamenán zvýšený počet pozitivních nálezů původce bakteriální kroužkovitosti bramboru, karanténní bakterie Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (Spieckermann & Kotthoff 1914) Davis et al. 1984 (Cms) v partiích sadbových brambor mnoha genotypů.

Agromanualshop.cz- Figaro - glyfosát za výhodnou cenu

V České republice se provádí kontroly sadbového materiálu bramboru na přítomnost Cms od roku 1995. Přes mnohaleté uplatňování nulové tolerance Cms podle Směrnice Rady 93/85/EHS a vynaložení vysokých nákladů na testování sadbových hlíz se v EU nedocílilo úplné eradikace patogenu. V ČR došlo po počátečním radikálním snížení počtu pozitivních výskytů v posledních letech k jejich opětovnému nárůstu. Po zahájení testování sadbových hlíz na přítomnost původce bakteriální kroužkovitosti bramboru došlo zavedením a kontrolou dodržování vhodných agrotechnických postupů, sanitárních opatření a správným nakládáním s odpadem, které brání horizontálnímu šíření choroby, k postupnému snížení pozitivních nálezů. Dodržování osevních postupů, důsledné odstraňování plevelných hlíz, důsledné čištění a dezinfekce strojů, třídících linek, pracovních nástrojů, skladovacích a přepravních prostor a jejich vybavení, skleníků, apod. vedlo k významné redukci možnosti horizontálního šíření choroby. Doporučené postupy a opatření se stala rutinní záležitostí u většiny podniků zabývajících se především šlechtěním a množením brambor. Přesto počet pozitivních výskytů Cms po roce 2010 začal stoupat a dosáhl maxima v teplotně nadprůměrném roce 2015.

Po důsledné kontrole a postupném vyloučení všech možných cest horizontálního šíření původce bakteriální kroužkovitosti byla pozornost zaměřena na možnost přenosu patogenu z matečných na dceřiné hlízy, tedy na vertikální šíření. Byly nalezeny možné cesty vstupu infikovaného materiálu do procesu šlechtění a množení sadbových hlíz. Na základě zjištěných skutečností byl navržen postup, jak co nejvíce minimalizovat možnosti těchto vstupů.

Bakteriální kroužkovitost bramboru v našich zeměpisných šířkách doposud nezpůsobuje žádné ztráty v průběhu vegetace, na výnosu sklizně, ani během skladování. Nepoškozuje lidské zdraví. Největší ekonomické ztráty jsou způsobeny nulovou tolerancí patogenu v sadbovém materiálu a z toho vyplývajícími mimořádnými rostlinolékařskými opatřeními (MRO) uvalenými na podniky s pozitivním výskytem.

Příznaky choroby na nadzemních částech rostliny bramboru

Projevy choroby v polních podmínkách ČR nelze vizuálně odhalit. Příznaky bakteriálního vadnutí na nadzemních částech rostliny jsou obecně v polních podmínkách velmi vzácné, jsou zaměňovány s příznaky abiotických poruch. Rostliny infikované Cms se neliší vzrůstem, zabarvením rostliny, dobou kvetení, ani nedochází k významné redukci počtu a velikosti vytvořených dceřiných hlíz v porovnání se zdravou rostlinou. Řada publikovaných fotografií bohužel zaměňuje příznaky abiotického svinování a vadnutí listů nebo dokonce projevy virových chorob bramboru na listech rostliny s příznaky bakteriální kroužkovitosti bramboru.

Původce choroby, grampozitivní bakterie Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, kolonizuje cévní svazky rostlin a hlíz bramboru, kde se jen velmi pomalu množí. Teplotní optimum pro tuto bakterii je 20–22 °C. V porovnání s jinými, zejména gramnegativními bakteriálními patogeny bramboru, např. karanténní bakterií Ralstonia solanacearum nebo pektinolytickými bakteriemi z rodu Dickeya, Pectobacterium nebo Pseudomonas, se Cms množí za optimálních teplotních podmínek 3× až 4× pomaleji. S teplotou klesající pod 15 °C se rychlost množení výrazně zpomaluje. Při teplotách kolem 0 °C se prakticky nemnoží, pouze přežívá.

První příznaky bakteriální kroužkovitosti jsou patrné na listech hlavně ve vyšších patrech rostliny a jsou lehce přehlédnutelné. Vadnutí probíhá vždy od okraje listů, kraje listů se krabatí a následně se začínají svinovat. Vlivem nerovnoměrného zásobování živinami a vodou postupně se ucpávajícími cévami může docházet k pozvolné deformaci listů (obr. 1A, 1B). Během tohoto procesu nedochází k výrazným barevným změnám listů. Ty následují až po konečném ucpání cévních svazků. Ve snaze vyvolat charakteristické příznaky choroby na rostlinách bramboru byly provedeny kombinované umělé infekce matečných hlíz a rostlin různých genotypů bramboru řadou koncentrací od 102 do 108 buněk/ml virulentního kmenu Cms. Klíčky pěti matečných hlíz jednotlivých odrůd byly narušeny a namočeny do suspenze Cms o dané koncentraci. Po zaschnutí byly zasazeny. Vzešlé rostliny bramboru byly inokulovány cca za 3 týdny injikací suspenze Cms do stonku, cca 5 cm nad bází. Koncentrace inokula byla stejná jako při namáčení naklíčené matečné hlízy, z které rostlina vyrostla. Kontrolní matečné hlízy a z nich vyrostlé rostliny bramboru byly inokulovány vodou. Při ideálních teplotních a vlhkostních podmínkách pro rozvoj choroby v karanténním skleníku se podařilo u náchylnějších odrůd bramboru vyvolat typické příznaky - zasychání a svinování okrajů listů, deformace a postupné vadnutí částí nebo celých listů až po více než 3 týdnech po inokulaci virulentním kmenem Cms o koncentraci 104 buněk/ml a vyšší (obr. 2). Ani při umělé infekci vysokou koncentrací patogenu (108 buněk/ml) se nepodařilo během vegetace u žádného genotypu bramboru vyvolat totální kolaps rostlin. Zpravidla odumřelo několik listů nebo částí listů v blízkosti místa inokulace rostliny, na ostatních listech docházelo postupně v průběhu celého vegetačního cyklu k zavadání a svinování listů.

I v případě citlivých indikátorových rostlin lilku vejcoplodého (Solanum melongena L.) využívaných v biologických testech pro detekci patogenu se daří spolehlivě vyvolat příznaky choroby až po více než 4 týdnech po inokulaci virulentním kmenem o koncentraci 103 buněk/ml a vyšší (obr. 3). A to pouze za předpokladu, že tyto rostliny infikujeme virulentním kmenem a v jejich raném stadiu růstu, ideálně ve stadiu 2 pravých listů. Čím později rostliny infikujeme, tím obtížnější je vyvolat příznaky choroby. Ze starších rostlin lilku může být patogen reizolován, aniž by vyvolal jakékoliv vnější příznaky choroby.

Rostliny lilku i bramboru byly během pokusů s umělými infekcemi zasazeny v růstových nádobách v běžném půdním substrátu a nebyly přihnojovány. V polních podmínkách jsou rostliny bramboru intenzivně vyživovány, případně zavlažovány. Rostliny, tedy i cévní svazky jsou mohutnější než u rostlin v nádobách a šance pomalu se množícího patogenu přerušit přívod živin a vody do nadzemních částí vitálních rostlin, a tím vyvolat jejich kolaps, je v našich klimatických podmínkách nulová.

Obr. 1: Rostliny bramboru po umělé infekci vysokou koncentrací patogenu (od 106 do 108 buněk/ml); A - první příznaky cévního vadnutí jsou patrné na listech hlavně ve vyšších patrech rostliny, listy se krabatí a svinují, B - vlivem nerovnoměrného zásobování živinami a vodou postupně se ucpávajícími cévami a dochází k deformaci listů
Obr. 1: Rostliny bramboru po umělé infekci vysokou koncentrací patogenu (od 106 do 108 buněk/ml); A - první příznaky cévního vadnutí jsou patrné na listech hlavně ve vyšších patrech rostliny, listy se krabatí a svinují, B - vlivem nerovnoměrného zásobování živinami a vodou postupně se ucpávajícími cévami a dochází k deformaci listů

Obr. 2: Příznaky bakteriální kroužkovitosti bramboru na rostlinách po umělé infekci virulentním kmenem Cms řadou koncentrací od 105 do 108 buněk/ml virulentního kmenu Cms v porovnání s kontrolou
Obr. 2: Příznaky bakteriální kroužkovitosti bramboru na rostlinách po umělé infekci virulentním kmenem Cms řadou koncentrací od 105 do 108 buněk/ml virulentního kmenu Cms v porovnání s kontrolou

Obr. 3: Rostlina lilku vejcoplodého (Solanum melongena L.) 6 týdnů po umělé infekci Cms (od koncentrace 107 do 101 buněk/ml)
Obr. 3: Rostlina lilku vejcoplodého (Solanum melongena L.) 6 týdnů po umělé infekci Cms (od koncentrace 107 do 101 buněk/ml)

Příznaky choroby na hlízách bramboru

Ani vizuální kontrola cévních svazků hlíz podélně rozkrojených v pupkové části nemusí odhalit infekci Cms. Infikované cévní svazky středně až silně napadených hlíz jsou o několik odstínů tmavší v porovnání s cévními svazky zdravých hlíz dané odrůdy. Ztmavnutí cévních svazků může být způsobeno i původci dalších chorob, abiotickými faktory nebo desikanty. V případě velmi silné infekce Cms mohou být cévní svazky rozložené a při zmáčknutí z hlízy vytéká kašovitá hmota (obr. 4). Z pletiva v těsné blízkosti rozložených cévních svazků lze provést úspěšnou izolaci patogenu. Nález takto silně napadených hlíz je v našich zeměpisných šířkách vzácný. Zkušený hodnotitel je schopný odhalit na základě vizuálního porovnání s cévními svazky zdravých hlíz podezřelé hlízy. Na základě několikaletého porovnání vizuálního posouzení cévních svazků hlíz a výsledků jejich testování determinačním imunoabsorpčním sendvičovým testem (DAS ELISA), je zaškolený pracovník schopen odhalit s více jak 75% spolehlivostí středně až silně infikované hlízy. Tyto hlízy jsou pak jednoznačně pozitivně vyhodnocené detekčními metodami - kromě DAS ELISA testu i metodami real-time PCR (např. fluorescenční metoda SYBR-Green) s využitím několika setů primerů a v biologickém testu. Předpokládáme, že obdobného výsledku by bylo dosaženo i při porovnání vizuálního hodnocení a imunofluorescenčního testu (IF). Většina slabě až středně infikovaných cévních svazků hlíz v době sklizně zůstává bez příznaků diskolorace. A to i přesto, že koncentrace patogenu při přechodu z matečné hlízy na rostlinu a následně při přechodu z rostliny do dceřiných hlíz pomalu roste. U bezpříznakových hlíz je koncentrace patogenu v cévních svazcích hlíz nedostatečná na jejich devastaci, která by následně mohla vést k jejich napadení a rozkladu sekundárními patogeny na poli nebo během skladování. Nižší obsah patogenu umožní jeho přežití v hlízách a vertikální přenos do další generace.

Ani ponechání infikované hlízy v půdě nepředstavuje významné riziko. Cévní patogen Cms je úzce specializovaný na brambory, potenciálně může přežívat v některých druzích plevelů z čeledi Solanaceae, ve volné půdě ale nepřežívá. Pokud infikované hlízy přežijí zimu, je snaha, pokud je to možné, je stejně jako plevele likvidovat herbicidy. Namátkové testování plevelných hlíz a některých druhů plevelů prováděné v letech 2004–2008 neprokázalo přítomnost Cms. Vzhledem k malému počtu pozitivních nálezů původce bakteriální kroužkovitosti bramboru v těchto letech nebyly tyto kontroly prováděny v návaznosti na jeho potvrzený výskyt. Při odhalování původců ztrát při skladování hlíz často dochází k záměně Cms s pektinolytickými bakteriemi. Některé druhy těchto bakterií, které jsou běžně přítomné na povrchu hlíz, pronikají drobnými poraněními do dužniny a zde se intenzivně množí i při nízkých skladovacích teplotách. Zejména bakterie z rodu PectobacteriumPseudomonas dužninu rozloží během několika dní a hlízy „tečou“. Oproti tomu Cms je lokalizován v cévních svazcích, při nízkých teplotách se téměř nemnoží a rozklad hlíz sám o sobě nevyvolává. Pouze u hlíz oslabených silnou infekcí Cms se bortí cévní svazky a hlízy jsou sekundárně napadány bakteriálními nebo houbovými patogeny, které je následně mohou zcela rozložit.

Obr. 4: Cévní svazky infikované Cms; A - při silné infekci z hlízy vytéká exsudát, B - středně silná infekce
Obr. 4: Cévní svazky infikované Cms; A - při silné infekci z hlízy vytéká exsudát, B - středně silná infekce

Vertikální přenos infekce

Vertikální přenos infekce z matečných hlíz na dceřiné hlízy přes rostliny bramboru může probíhat několik let zcela skrytě. Navyšování koncentrace patogenu při přechodu z jedné generace na následnou je za stávajících teplotních podmínek střední Evropy velmi pozvolné. Patogen je obvykle zjištěn až po několika přesadbách, když dosáhne koncentrace zachytitelné některou z imunochemických nebo molekulárně genetických metod a vyvolá příznaky cévního vadnutí na rostlinách lilku a je z nich reizolován. Rychlost nárůstu koncentrace patogenu v cévních svazcích rostlin a hlíz je ovlivněna pouze teplotami v průběhu vegetační sezony. Teplejší počasí vede k jeho rychlejšímu pomnožení. Vysoké teploty v létě roku 2015 vedly k zachycení zvýšeného počtu dosud latentně probíhajících infekcí. Po teplotně průměrné vegetační sezoně roku 2016 dosud nebyl hlášen žádný Cms pozitivní vzorek. Na základě znalostí chování patogenu a vyhodnocení praktických postupů při šlechtění a množení brambor byla navržena opatření, jak řetěz vertikálního přenosu přerušit a do budoucna ho zcela vyloučit.

Třístupňová kontrola vstupních šlechtitelských a množitelských materiálů bramboru

Navržený třístupňový proces zahrnuje důslednou několikanásobnou kontrolu veškerých výchozích šlechtitelských a zdrojových materiálů genotypů bramboru i novošlechtění. Každý materiál je během jedné vegetační sezony třikrát otestován. V první fázi jsou vizuálně kontrolovány matečné hlízy. Ve druhé fázi jsou detekčními metodami v průběhu vegetace kontrolovány rostliny bramboru a dceřiné hlízy (obr. 5). Ve třetí fázi jsou detekčními metodami kontrolovány rostliny in vitro po převodu materiálů do tkáňových kultur.

V jednotlivých stupních kontroly jsou veškeré podezřelé vzorky hlíz nebo rostlin okamžitě vyřazovány. Pouze materiál, který je zcela negativní v celém procesu kontroly od matečné hlízy až po tkáňovou kulturu, může být dále použit pro šlechtění nebo množení. Cílem celého procesu kontroly je vytvořit co nejvhodnější podmínky pro pomnožení patogenu a intenzivním systematickým mnohonásobným testováním materiálu determinačními metodami ve všech vegetačních stadií maximálně zvýšit pravděpodobnost jeho záchytu. Pro podporu množení Cms jsou matečné a dceřiné hlízy před hodnocením 4–6 týdnů inkubovány při teplotě 22 °C. Pro zvýšení počtu testovaných vzorků je po vizuálním hodnocení jedna polovina každé matečné hlízy zasazena do růstové nádoby v ideálních podmínkách karanténního skleníku a druhá polovina je pěstována v polních podmínkách.

Obr. 5: Třístupňová kontrola vstupních šlechtitelských a množitelských materiálů bramboru - ve druhé fázi jsou detekčními metodami v průběhu vegetace kontrolovány rostliny bramboru vyrostlé z jedné poloviny matečné hlízy
Obr. 5: Třístupňová kontrola vstupních šlechtitelských a množitelských materiálů bramboru - ve druhé fázi jsou detekčními metodami v průběhu vegetace kontrolovány rostliny bramboru vyrostlé z jedné poloviny matečné hlízy

Preventivní opatření proti šíření infekce Cms

Nejvýznamnějším preventivním opatřením proti vertikálnímu šíření patogenu je systematické testování porostů sadby a sadbových hlíz. Bohužel při současné nulové toleranci Cms v sadbě je systematické opakované testování sice velmi nákladnou, ale jedinou cestou jak se tomuto požadavku přiblížit. Opakováním třístupňové kontroly u perspektivních šlechtitelských a množitelských materiálů po dobu několika let by se mělo docílit přerušení vertikálního přenosu patogenu z matečných hlíz na dceřiné. Ztráta jedné vegetační sezony nutné pro otestování výchozích materiálů je menší komplikací, než řešení důsledků vyplývajících z pozdějších pozitivních nálezů.

Význam vertikálního šíření původce bakteriální kroužkovitosti bramboru byl v posledních letech prokázán pozitivní výskyty v komerčních stupních sadby. S každým stupněm přesadby roste pravděpodobnost, že dojde k namnožení patogenu na hranici detekovatelnosti doporučených determinačních metod a biologického testu. Nemnožit sadbový materiál do nižších komerčních stupňů A nebo dokonce B je vedle systematického testování vstupních materiálů nejvýznamnějším preventivním opatřením proti šíření patogenu.

Dodržování osevního postupu a všech sanitárních opatření bránících horizontálnímu přenosu původce bakteriální kroužkovitosti bramboru je samozřejmým předpokladem pro přiblížení se k požadavku jeho nulového výskytu v sadbě brambor.

Příspěvek byl zpracován s finanční podporou Ministerstva zemědělství ČR, projektu NAZV č. QJ1310218 a institucionálního projektu RO0417.

Ing. Iveta Pánková, Ph.D., Ing. Václav Krejzar, Ph.D.;Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., Praha - Ruzyně

foto: V. Krejzar

Příznaky, šíření a kontrola bakteriální kroužkovitosti bramboru

Obr. 1: Rostliny bramboru po umělé infekci vysokou koncentrací patogenu (od 106 do 108 buněk/ml); A - první příznaky cévního vadnutí jsou patrné na listech hlavně ve vyšších patrech rostliny, listy se krabatí a svinují, B - vlivem nerovnoměrného zásobování živinami a vodou postupně se ucpávajícími cévami a dochází k deformaci listů
Příznaky bakteriální kroužkovitosti bramboru na rostlinách po umělé infekci virulentním kmenem Cms řadou koncentrací od 105 do 108 buněk/ml virulentního kmenu Cms v porovnání s kontrolou
Rostlina lilku vejcoplodého (Solanum melongena L.) 6 týdnů po umělé infekci Cms (od koncentrace 107 do 101 buněk/ml)
Cévní svazky infikované Cms; A - při silné infekci z hlízy vytéká exsudát, B - středně silná infekce
Třístupňová kontrola vstupních šlechtitelských a množitelských materiálů bramboru - ve druhé fázi jsou detekčními metodami v průběhu vegetace kontrolovány rostliny bramboru vyrostlé z jedné poloviny matečné hlízy

Související články

Uplatňování systému integrované ochrany rostlin v souvislosti se změnou legislativy - Rezistence ječmene vůči padlí

19. 08. 2017 Doc. Ing. Antonín Dreiseitl, CSc.; Agrotest fyto, s.r.o., Kroměříž Choroby Zobrazeno 197x

Fungicid nové generace představen na poli

16. 08. 2017 Ing. Petr Štěpánek, Ph.D.; Agromanuál Choroby Zobrazeno 243x

Choroby sóje

14. 08. 2017 Ing. Peter Mižík; Agrofert, o. z. Choroby Zobrazeno 199x

Rezistence obilnin vůči viru žluté zakrslosti ječmene

03. 08. 2017 Ing. Jana Chrpová, CSc. a kol. Choroby Zobrazeno 232x

Na které mořidlo byste měli letos vsadit?

02. 08. 2017 Ing Renata Salavová; Syngenta Czech s.r.o. Choroby Zobrazeno 223x

Další články v kategorii Choroby

Agro Aliance
Syngenta Czech s.r.o.
AG NOVACHEM s.r.o.
Insekticid Huter SPU
AgromanaualShop.cz Roundup

Kalendář akcí

Prohlédnout vše

Upozornění

Veškeré údaje uvedené na webu www.agromanual.cz jsou pouze informativní, při použití přípravků se řiďte etiketou přípravku.

Anketa

Jak se Vám líbí nové názvosloví chorob a používáte je?
14%
6%
2%
24%
4%
50%
detail