Ziemniak Polski 2010 nr 4
HARMONIZACJA OCENY
HARMONIZACJA OCENY
ODPORNOŚCI ODMIAN ZIEMNIAKA
ODPORNOŚCI ODMIAN ZIEMNIAKA
NA PORAŻENIE PRZEZ GRZYB
NA PORAŻENIE PRZEZ GRZYB
SYNCHYTRIUM ENDOBIOTICUM
SYNCHYTRIUM ENDOBIOTICUM
.
IDENTYFIK
IDENTYFIKACJA PATOTYPÓW
CJA PATOTYPÓW
S. ENDOBIOTICUM
S. ENDOBIOTICUM
dr Jarosław Przetakiewicz
IHAR – PIB, Pracownia Organizmów Kwarantannowych w Radzikowie 05-870 Błonie, e-mail: j.przetakiewicz@ihar.edu.pl
omimo upływu ponad 100 lat od pierw-szego wykrycia S. endobioticum w Euro-pie (za Malec 1983), nadal nie udało się roz-wiązać wielu problemów związanych z tym patogenem. Wprowadzenie do uprawy od-mian ziemniaka odpornych na patotyp 1(D1) znacznie ograniczyło jego występowanie. Problem jednak dotyczy kilkudziesięciu in-nych patotypów S. endobioticum, które wy-kazują podwyższoną wirulencję w porówna-niu z podstawowym patotypem 1 (D1), prze-łamując odporność odmian na patotyp 1(D1).
P
Jeśli chodzi o ocenę odporności odmian ziemniaka na różne patotypy S.
endobioti-cum, nie ustalono dotychczas wspólnej
me-todyki w krajach UE. Podobnie jest z identyfi-kacją patotypów grzyba. Dyrektywa Rady UE 69/464 (UE 1964) wskazuje jedynie, że od-miany oporne to takie, które reagują na zara-żenie czynnikiem chorobotwórczym w taki sposób, że nie istnieje ryzyko wtórnej infek-cji. Dyrektywa ta nie precyzuje również, jaką metodę należy zastosować, aby stwierdzić brak wtórnych infekcji.
Znacznie większe uściślenia zawiera Pro-tokół Diagnostyczny EPPO PM 7/28 (OEPP/EPPO 2004), w którym do oceny od-porności i identyfikacji patotypów S.
endo-bioticum są zalecane testy biologiczne:
Spieckermanna (Spieckermann, Kothoff 1924) i Glynne-Lemmerzahla (Glynne 1925; Lemmerzahl 1930; Noble, Glynne 1970) oraz testy polowe. W Protokole Diagnostycznym
EPPO PM 3/59 (OEPP/EPPO 1999) zaleca-ne są również testy doniczkowe lub testy ru-lonowe Potocka (Potocek 1977). W konse-kwencji prawie w każdym kraju jest stosowa-na jedstosowa-na z wymienionych metod, a stosowa-nawet metody, które nie figurują w Protokołach Dia-gnostycznych EPPO. Przykładem może być metoda stosowana w Scottish Agricultural Science Agency, gdzie używa się do inokula-cji kiełków ziemniaka zarodników pływko-wych grzyba pozyskiwanych bezpośrednio z zarodni przetrwalnikowych (Browning, Dar-ling 1995). W Holandii stosuje się metodę Spieckermanna (Spieckermann, Kothoff 1924), w Republice Czeskiej – testy rulono-we Potocka (Potocek 1977), w Niemczech i Polsce – metodę Glynne-Lemmerzahla (Ma-linowska, Butrymowicz 2007; Przetakiewicz 2008a, 2009). Metoda Glynne-Lemmerzahla również różni się na niektórych etapach jej stosowania, co może w pewnych warunkach dawać odmienne wyniki końcowe.
Harmonizacja metodyki oceny odporności na S. endobioticum
W 2006 roku na zlecenie European Seed Association (ESA) w Luneburgu odbyło się pierwsze spotkanie ekspertów zajmujących się testowaniem odporności ziemniaka na S.
endobioticum. Przygotowany raport
stwier-dzał, że jedynie metoda Glynne-Lemme-r-zahla powinna być używana do identyfikacji patotypów S. endobioticum. Testy polowe, doniczkowe, a nawet test Spieckermanna, 1
Ziemniak Polski 2010 nr 4
wykazują znacznie niższą czułość i nie po-winny być stosowane w tego typu bada-niach. Takie stwierdzenie skomplikowało sprawę, ponieważ większość patotypów za-chodnich była wykrywana w warunkach polo-wych. Kiedy znajdowano porażone przez S.
endobioticum rośliny na plantacji odmiany
ziemniaka dotychczas uznawanej za odpor-ną, stwierdzano, że rozwinął się nowy pato-typ grzyba. Późniejsze badania wykazywały zwykle, że nowy patotyp był bardziej wiru-lentny i porażał większość odmian uznawa-nych dotychczas za odporne. Taka sytuacja wystąpiła po raz pierwszy w roku 1942, gdy wykryto patotyp 2 (G1) (Braun 1942). W Pol-sce po raz pierwszy bardziej wirulentny pato-typ – 2(Ch1) – wykryto w roku 1961 w miej-scowości Chromów (Malec 1981). Patotypy te często w testach laboratoryjnych porażały znacznie więcej odmian w porównaniu z te-stami polowymi, co oczywiście znacznie komplikuje współczesną identyfikację (opartą tylko na testach laboratoryjnych) i wymaga nowelizacji Protokołu Diagnostycznego EPPO PM 7/28.
W 2006 roku odbyły się w Wageningen University and Research Centre w Holandii warsztaty na temat różnych metod oceny od-porności genotypów ziemniaka na S.
endo-bioticum. Stwierdzono zgodnie, że metoda
powinna być jedna, co w przyszłości pozwoli na wzajemne honorowanie wyników przez poszczególne kraje członkowskie i wyelimi-nuje konieczność autoryzacji odmian.
Autoryzacja odporności na porażenie przez S. endobioticum zagranicznych od-mian ziemniaka w Polsce
Wyniki badań przeprowadzonych w Polsce, dotyczących odporności na S. endobioticum zagranicznych odmian ziemniaka, są niepo-kojące. Od chwili wstąpienia Polski do UE w IHAR w Radzikowie oceniono odporność na patotyp 1(D1) łącznie 161 zagranicznych od-mian. Czterdzieści pięć z nich uznano za po-datne. Wśród tych 45 zdyskwalifikowanych 28 wykazywało krańcową podatność. Naj-więcej podatnych było wśród francuskich od-mian ziemniaka. Prawie 80% autoryzowa-nych odmian była krańcowo podatna. Wyni-ka to stąd, że we Francji nie wykonuje się obecnie oceny odporności na S.
endobioti-cum.
Wśród odmian czeskich prawie połowa (46%) została uznana za podatne na raka ziemniaka. Stosowana w Republice Czeskiej metoda rulonowa jest bardzo podobna do te-stów doniczkowych. Czułość tej metody po-zwala na wykrycie krańcowo podatnych od-mian charakteryzujących się silną reakcją naroślotwórczą.
W hodowli holenderskiej około 30% od-mian, które poddano autoryzacji, było podat-nych na patotyp 1(D1) S. endobioticum. Sto-sowana w Holandii metoda Spieckermanna budzi również wiele zastrzeżeń, jeśli chodzi o czułość. Wpływ tej metody na ocenę od-porności genotypów ziemniaka był w IHAR obszernie badany i porównywany z metodą Glynne-Lemmerzahla (Przetakiewicz, Kope-ra 2007; Przetakiewicz 2008b). Wnioski pły-nące z uzyskanych wyników pozwalają stwierdzić, że test Spieckermanna jest tań-szy i prosttań-szy w wykonaniu, stwarza to jed-nak ryzyko nieprawidłowej oceny i niewyeli-minowania wszystkich rodów podatnych na raka. Ocena laboratoryjna metodą Spiecker-manna nie pozwala na odróżnienie odmian odpornych od takich, które charakteryzują się niskim stopniem odporności – słabo po-datnych.
W hodowli niemieckiej około 15% odmian oceniono jako podatne na patotyp 1(D1) S.
endobioticum. Jednak wśród tych 15%
pra-wie wszystkie były słabo podatne, w stopniu 4 w 5-topniowej skali (Przetakiewicz 2009). Stosowana w Niemczech metoda Glynne--Lemmerzahla jest bardzo podobna do pol-skiej metodyki. Różnice w obu metodach również są niewielkie. Główna z nich wynika z odmiennego podejścia do oceny stopnia porażenia kiełków ziemniaka inokulowanych zarodnikami pływkowymi S. endobioticum. W polskiej ocenie bierze się pod uwagę przede wszystkim reakcję gospodarza na infekcję patogenem. W razie braku takiej reakcji po 2-3 tygodniach od inokulacji dany genotyp ocenia się jako krańcowo podatny. Nato-miast do genotypów słabo podatnych zalicza się takie, które po 2-3 tygodniach inkubacji reagują tzw. bardzo późnymi reakcjami ne-krotycznymi. Równocześnie w innych miej-scach tego samego pędu lub na poddanych inokulacji sąsiednich pędach tej samej bulwy brak jest widocznych nekroz gospodarza i 2
Ziemniak Polski 2010 nr 4
jest zauważalna proliferacja epidermy – re-akcja naroślotwórcza.
Zgodnie z niemiecką metodyką do geno-typów krańcowo podatnych zalicza się tylko te, które reagują silną proliferacją, dając po około 4 tygodniach inkubacji duże narośla rakowe. Do genotypów słabo podatnych zali-czane są takie, które wykazują słabą prolife-rację z widocznymi nekrozami, jednak wa-runkiem koniecznym do zakwalifikowania ich do słabo podatnych jest obecność w tkan-kach gospodarza zarodni przetrwalnikowych grzyba. W razie braku zarodni przetrwalniko-wych genotyp jest zaliczany do słabo odpor-nych.
Należy podkreślić, że przedstawione po-wyżej wyniki oceny zagranicznych odmian dotyczyły tylko tych genotypów, które były zgłoszone do autoryzacji, i nie odzwiercie-dlają całości zagranicznej hodowli.
„Ring testy”
Brak wzajemnego honorowania wyników oceny odporności odmian na raka ziemniaka przez państwa UE doprowadził do tzw. „ring testów”, które mają na celu harmonizację metody oceny odporności odmian ziemniaka na S. endobioticum, jak również identyfikację patotypów grzyba. Wspólna metodyka bę-dzie podstawą do nowelizacji Protokołu Dia-gnostycznego PM 7/28 (OEPP/EPPO 2004), do realizacji którego są zobligowane wszyst-kie państwa członkowswszyst-kie UE oraz kraje na-leżące do Europejskiej i Śródziemnomorskiej Organizacji Ochrony Roślin (EPPO). Z pierwszych ustaleń wynika, że metoda polo-wa nie będzie stosopolo-wana w przyszłości do identyfikacji patotypów S. endobioticum.
Kolejna zmiana dotyczy oceny odporności odmian ziemniaka na S. endobioticum. Za-równo do identyfikacji patotypów, jak i do oceny odporności genotypów ziemniaka bę-dzie stosowana metoda Glynne-Lemme-r-zahla, która jest w użyciu od wielu lat za-równo w Polsce, jak i w Niemczech. Obecnie obie wersje metody oceny odporności są po-równywane w Polsce, Niemczech i Holandii. Pierwsze wyniki wykazały kompatybilność metody niemieckiej i polskiej.
Istotne dla uzyskania porównywalnych wyników wydaje się odpowiednie inokulum, którego używa się w tej metodzie. W meto-dzie Glynne-Lemmerzahla jako inokulum
wy-korzystywane są świeże narośla rakowe za-wierające zarodnie letnie grzyba. Liczba tych zarodni, a więc i liczba zarodników pływko-wych uzyskiwanych do inokulacji, ma zasad-nicze znaczenie dla ostatecznego wyniku. Im więcej pływek grzyba zainfekuje pędy ziem-niaka, tym silniejsza będzie reakcja gospo-darza. W wypadku słabej presji patogenu wiele genotypów ziemniaka może wykazy-wać wystarczającą odporność, by uznać je za odporne, jednak w rzeczywistości mogą być słabo podatne lub nawet krańcowo po-datne, jeśli tylko presja patogenu będzie wyższa.
Wszystkie różnice w ocenie odmian ziem-niaka wynikają głównie z tego, że jakość sto-sowanego inokulum jest różna w różnych ośrodkach naukowych. Harmonizacja musi więc dotyczyć także tego, aby jakość inoku-lum była porównywalna i bardzo wysoka.
Kolejnym elementem do ustalenia jest liczba odmian różnicujących, czyli tzw. teste-rów służących do identyfikacji poszczegól-nych patotypów. Harmonizacja identyfikacji będzie dotyczyć tylko najważniejszych pato-typów, tj. 1(D1), 2(G1), 6(O1), 8(F1) i 18(T1). Tylko patotyp 1(D1) nie nastręcza proble-mów, jeżeli chodzi o jego identyfikację. Od-różnienie patotypu 1(D1) od pozostałych wi-rulentnych patotypów również jest bardzo proste. Podobnie jest z patotypem 2(G1), który łatwo odróżnić od 1(D1), 6(O1), 8(F1) i 18(T1) przy użyciu odmiany Saphir. Dla po-zostałych patotypów konieczne jest pozyska-nie nowych testerów, które będą pozwalały na ich identyfikację w testach laboratoryj-nych metodą Glynne-Lemmerzahla. Sorty-ment odmian różnicujących w Protokole Dia-gnostycznym PM 7/28 również nie pozwala na identyfikację polskich patotypów 2(Ch1) i 3(M1). Każde państwo unijne, które ma na swoim terytorium aktywne ogniska wirulent-nych patotypów S. endobioticum, musi okre-ślić wirulencję tych patotypów i zapropono-wać testery do ich identyfikacji.
Występujące na terenie Polski patotypy
S. endobioticum są badane pod względem
ich wirulencji na polskich odmianach ziem-niaka i na testerach z Protokołu Diagno-stycznego PM 7/28. Ich ocena jest porówny-wana z wynikami uzyskanymi dla najważniej-szych patotypów grzyba z regionu EPPO: 1(D1), 2(G1), 6(O1), 8(F1) i 18(T1).
Ziemniak Polski 2010 nr 4
Literatura
1. Braun H. 1942. Biologische Spezialisierung bei
Synchytrium endobioticum (Vorläufige Mitteilung). – Z. PflKrankh. PflSchutz 5, 11: 481:486; 2. Browning I. A., Darling M. 1995. Development of potato wart
sus-ceptibility testing in Scotland. – Potato Res. 38: 363- -370; 3. Dyrektywa Rady nr 69/464/EEC z dnia 8 grudnia 1969 roku w sprawie zwalczania raka
ziem-niaka. – Dz. Urz. WEL 323, 24.12.1969); 4. Glynne M.
D. 1925. Infection experiments with wart disease of
potato Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. – Ann. Appl. Biol. 12: 34-60; 5. Lemmerzahl J. 1930. Neues vereinfachtes Infektionsverfahren zur Prüfung von Kartoffelsorten auf Krebsfestigkeit. – Züchter 2: 799-297; 6. Malec K. 1981. Biotypy grzyba S.
endo-bioticum (Schilb.) Perc. w Polsce. – Z prac Inst.
Ziemn.: 1--38; 7. Malec K. 1983. Rak ziemniaka
(Syn-chytrium endobioticum /Schilb./Perc.). – Z prac Inst.
Ziemn.: 1- -25; 8. Malinowska E., Butrymowicz
J. 2007. Patotypy Synchytrium endobioticum (Schilb.)
Perc. występujące na terenie Polski. – Biul. IHAR 243: 205-217; 9. Noble M., Glynne M. D. 1970. Wart disease of potatoes. – FAO Plant Prot. Bull. 18: 125-135; 10. OEPP/EPPO 1999. EPPO Standards PM 3/59 Synchytrium endobioticum: soil tests and
res-cheduling of previously infested plots. – EPPO Bull. 29: 225-231; 11. OEPP/EPPO 2004. EPPO Standards PM 7/28 Synchytrium endobioticum. – EPPO Bull. 34: 155-157; 12. Potocek J. 1977. Quantitative determina-tion of resting zoosporangia of the potato wart patho-gen in soil samples. – Ochr. Rost. 13: 251-256; 13.
Prze-takiewicz J. 2008a. Assessment of the
resist-ance of potato cultivars to Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. in Poland. – EPPO Bull. 38: 211-215;
14. Przetakiewicz J. 2008b. Porównanie dwóch
me-tod oceny stopnia porażenia kiełków ziemniaka patoty-pem 1(D1) grzyba Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc. – Biul. IHAR 248: 67-76; 15. Przetakiewicz J.
2009. Propozycja zmiany polskiej skali oceny
odporno-ści odmian ziemniaka na raka ziemniaka zgodnie z Protokołem Diagnostycznym EPPO PM 7/28. – Biul. IHAR 254: 169-177; 16. Przetakiewicz J., Kopera K.
2007. Porównanie przydatności metody:
Glynne-Lem-mer-zahla i Spieckermanna do oceny odporności ziemniaka (Solanum tuberosum L.) na Synchytrium
endobioticum (Schilb.) Perc. patotyp 1 (D1) dla potrzeb
testów masowych. – Biul. IHAR 243: 235-244; 17.
Spieckermann A., Kothoff P. 1924. Die Prüfung von
Kartoffeln auf Krebsfestigkeit. Dtsch. Landwirtw. Press 51 (11): 114-115
