Nasiennictwo i odmianoznawstwo
ŚREDNIA ODPORNOŚĆ ODMIAN NA WIRUS Y
W PRODUKCJI ZIEMNIAKÓW W POLSCE TO ZA MAŁO
prof. dr hab. Mirosława Chrzanowska, mgr Krystyna Michalak IHAR, Zakład Genetyki i Materiałów Wyjściowych Ziemniaka Oddział w Młochowie, 05-831 Młochów, e-mail: mlochow@ihar.edu.pl
Polsce występuje kilka wirusów, które mają znaczenie gospodarcze w upra-wie ziemniaków. Wirus Y ziemniaka (Potato virus Y, PVY) w ostatnich 20 latach stał się najgroźniejszy, gdyż oprócz słabego, lecz szybko szerzącego się szczepu nekrotycz-nego (PVYN W) występuje coraz częściej szczep silny (PVYNTN), który może wywoły-wać objawy nekroz na bulwach wielu od-mian. Choroba zwana po angielsku Potato Tuber Necrotic Ringspot Disease (PTNRD), a po polsku nekrotyczną pierścieniową cho-robą bulw, przejawia się w postaci płytkich nekrotycznych pierścieni, które w wielu przy-padkach mogą stanowić wrota wtórnych za-każeń zwłaszcza bakteriami powodującymi gnicie bulw (Chrzanowska 2004).
Różne szczepy wirusa Y wywołują zróżni-cowane i zmienne objawy chorobowe w za-leżności od odmiany ziemniaka i warunków zewnętrznych. Plony bulw są zależne m.in. od nasilenia objawów chorobowych. Według wielu różnych autorów wirus Y powoduje zmniejszenie plonu bulw od 14 do 88% (Chrzanowska 1985). Szczepy, które mogą wywoływać nekrotyczną chorobę bulw, po-garszają wygląd zewnętrzny ziemniaków przeznaczonych do bezpośredniej konsump-cji, a także do przetwórstwa. Ostatnio wyka-zano, że wirusy mogą powodować pogor-szenie wartości surowca przeznaczonego do przerobu np. na chipsy. Wirus Y może być przyczyną nierównomiernego rozmieszcze-nia cukrów w miąższu, a w związku z tym nierównomiernego zabarwienia chipsów, szarych i brunatnych plam (Tomassoli i in.1999, Chrzanowska 2004).
Fragmentaryczne badania zdrowotności roślin w próbach pobranych z pola z odmian najczęściej obecnie uprawianych w okoli-cach Warszawy wskazują na wysoki procent porażenia (Chrzanowska 2004). Od kilku lat w centralnej Polsce uprawiane są znajdujące się w rejestrze odmiany jadalne Irys i Irga, a także wchodząca na rynek Lady Claire, oraz Saturna i Courlan dla przetwórstwa. Ponadto uprawia się do produkcji chipsów odmiany Hermes, Erntestolz, Atlantic i Lady Rosetta. Żadna z nich (oprócz odmiany Irga) nie ma odporności na wirus Y wyższej niż 5,5 w przyjętej skali 1-9, gdzie 9 jest odpornością najwyższą, można powiedzieć – bezwzględ-ną.
Porażenie tych odmian w produkcji oce-niane w próbach 100-200-bulwowych przy-wożonych przez producentów sięga nawet 100% roślin (rys.1).
W 2004 r. na 113 odmian wpisanych do rejestru 34 miały odporność na wirus Y oce-niona wcześniej na 4,0 do 5,5 (Kamasa 2004). Z tej grupy Bryza, Irys i Perkoz od kilku lat nie były wysadzane na polach w Młochowie, natomiast zdrowotność roślin pozostałych odmian oceniano w próbie oczkowej po jednorazowym rozmnożeniu w polu, w źródłach infekcji, czyli w warunkach tzw. prowokacyjnych (Pietrak 2001). Odmia-ny, których odporność oceniono wcześniej na 4-4,5, poraziły się w 69,1%, a ocenione na 5-5,5 – w 54,5%. (tab. 1). Do 30% roślin porażonych wirusem Y stwierdzono tylko u odmian Augusta, Cekin, Lady Florina, Nora i Pirol, badanych w latach 2000-2002, gdy średnie porażenie wynosiło 30-60%.
Rys. 1 Porażenie roślin wirusem Y w próbach z plantacji produkcyjnych ziemniaka w 2002-2004 w centralnej Polsce
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Sa tu rn a Lady R o s e tt a C our la n He rm e s A tl ant ic E rntes tol z L ady C lai re Ir y s
YNTN silny YN W słaby
* materiał świeżo wymieniony z sadzeniaków kwalifikowanych
Tabela 1 Porażenie wirusem Y odmian ziemniaka po jednorocznym rozmnożeniu
w warunkach prowokacyjnych (procent roślin porażonych) Lata badań* Ocena odporności 1994* 1998 1999 2000 2002 Zakres porażenia (%) Śred-nia (%) 4-4,5 L.Claire Redstar Victoria Velox Innovator Saturna Clarissa Folva Krasa L.Florina Ramos Amora Impala Bondeville Raja 26,7-100 69,1 5-5,5 Asterix Gloria Panda Timate Salto Rosalind Zebra Ditta Fresco Latona Satina Nora Augusta Pirol Cekin 5,9-100 54,5 Średnia 76,8 77,8 68,6 32,0 60,0 62,6 55,5 61,4 70,0 46,0 38,4 38,4-70,0 54,3 Wzorce(5,5) 6-7,5 86,0 46,0 11,8 1,7 22,7 1,7-86,0 33,6
*ocena weryfikacyjna, rośliny rosły w źródłach infekcji w roku poprzedzającym
Największe zagrożenie wirusem Y obser-wowano w latach 1993 i 1997, gdy odmiany testowane w 1994 i 1998 wykazały poraże-nie średnio powyżej 75%, a wzorce różporaże-nie – od 46 do 86%. Różnica w średnim procencie porażenia roślin między grupami odmian o odporności 4-4,5 i 5-5,5 wyniosła 15%, przy poziomie porażenia ponad 50%.
Część odmian wykazała po jednorocznym rozmnożeniu w źródłach infekcji aż 80-100%
porażonych roślin: Velox, Innovator, Saturna, Lady Claire, Redstar, Timate i Salto.
W produkcji ziemniaków tak wysoki pro-cent roślin występuje dopiero po kilkuletnim procesie rozmnażania, ale wiadomo, że przy 10-procentowym poziomie porażenia sadze-niaków już po roku uzyskuje się potomstwo bulwowe porażone w 30% (Chrzanowska 2004).
W ostatnich latach obserwuje się duże zróżnicowanie szczepów wirusa Y. Wiado-mo, że występują różnice w reakcji odmian na różne szczepy. Do inokulacji roślin ziem-niaka w warunkach szklarniowych zastoso-wano więc cztery szczepy wirusa Y: PVYo
szczep normalny, PVYN Ny stary szczep nekrotyczny, PVYNTN identyfikowany w Pol-sce coraz częściej od 1994 r. i łagodny dla ziemniaka szczep nekrotyczny PVYN W, któ-ry jest najbardziej rozpowszechniony i spra-wia wiele kłopotów w nasiennictwie. Ocenę przeprowadzono wg procedury stosowanej w
oddziale IHAR w Młochowie (Chrzanowska 2001). Oceniono reakcję roślin na zakażenie i utworzono dwie grupy odmian: podatne, gdy wszystkie rośliny uległy infekcji, i rela-tywnie odporne, gdy nie wszystkie rośliny uległy infekcji, a proces infekcji rozwijał się powoli (tab. 2). Oceniano również bulwy ro-ślin inokulowanych szczepem PVYNTN
. Ob-jawy choroby PTNRD były obserwowane w 4. i 12. tygodniu przechowywania bulw w temperaturze pokojowej. Reakcję nekrotycz-ną wykazało 8 odmian: Clarissa, Ditta, Nora, Perkoz, Redstar, Salto, Saturna i Zebra.
Tabela 2 Odporność odmian ziemniaka na 4 szczepy PVY i nekrotyczna reakcja bulw na PVYNTN
Lp. Odporność polowa Odmiana Y o YN Ny YNTN YNWi 1. 5,5 Ditta nt 2. 5,5 Gloria 3. 5,5 Irys 4. 5,5 Nora nt 5. 5,5 Rosalind 6. 5 Asterix 7. 5 Augusta 8. 5 Bryza 9. 5 Fresco 10. 5 Latona 11. 5 Panda 12. 5 Perkoz nt 13. 5 Pirol 14. 5 Salto nt 15. 5 Satina 16. 5 Timate 17. 5 Zebra nt 18. 4,5 Clarissa nt 19. 4 Impala 20. 4 Innovator 21. 4 Krasa 22. 4 Lady Claire 23. 4 Redstar nt 24. 4 Saturna nt* 25. 4 Velox
nt – reakcja nekrotyczna bulw, choroba PTNRD * słabe objawy nekroz na bulwach
relatywnie odporne
Wyniki oceny podatności i reakcji odmian wskazują, że na szczepy nekrotyczne wirusa Y odmiany są bardziej podatne niż na stary szczep nienekrotyczny, tzw. zerowy (PVYO). Podatność na różniące się między sobą szczepy nekrotyczne, najbardziej powszech-ny obecnie w Polsce łagodpowszech-ny szczep wirusa Y (PVYN W) i szczep ostry (PVYNTN), jest podobna. Kilkanaście badanych odmian po-chodzenia zagranicznego wykazało podat-ność na infekcję wszystkimi czterema szczepami wirusa Y.
Jakie znaczenie mają odmiany podatne na wirus Y w produkcji, popularności odmian i produkcji nasiennej? W 2004 r. w rejestrze było 30% odmian nie dość odpornych na infekcję wirusem Y ziemniaka. W 2005 r. wpisano 15 nowych odmian, z których 8 wy-kazywało podatność na wirus Y (Kamasa 2005, Michalak 2005). Tak więc udział
od-mian nie dość odpornych wzrósł z 30 do 33%.
W 2004 r. odmiany nie dość odporne zajmowały w produkcji nasiennej 36,23% areału (PIORIN 2004). Najsilniej rozmnożo-na była odmiarozmnożo-na Saturrozmnożo-na, która zrozmnożo-nalazła się na drugim miejscu po odpornej na wirus Y odmianie Vineta, a także odmiany Innovator, Asterix i Satina, która była na 11 miejscu. Produkcja sadzeniaków odmian podatnych w stosunku do pozostałych odmian odporniej-szych na wirus Y jest procentowo podobna. Tendencja ta jest jednak niepokojąca. Od-miany, które wymagają częstszej wymiany sadzeniaków niż odmiany odporne na wiru-sy, nie mają szansy na utrzymanie lub po-lepszenie zdrowotności, ponieważ produkcja sadzeniaków tych odmian w Polsce jest za mała (tab. 3).
Tabela 3 Wielkość produkcji nasiennej w 2004 r. odmian ziemniaka
o odporności na wirus Y ocenionej na 4-5,5 w skali 1-9 Wielkość areału produkcji sadzeniaków (ha) Odmiana Odporność na PVY w skali 1-9 Odmiana Odporność na PVY w skali 1-9 Brak Bondeville Panda 4,5 5 Perkoz Timate 5 5 1,5-10 Amora Cekin Fianna Folva Gloria 4 5 5 4,5 5,5 Irys Krasa Lady Claire Lady Florina Raja 5,5 4 4 4,5 4,5 11,0-30 Ditta Latona Nora Ramos 5,5 5 5,5 4 Redstar Salto Zebra 4 5 5 31,0-70 Augusta Clarissa Fresco Impala 5 4,5 5 4 Pirol Rosalind Victoria Velox 5 5,5 4 4 82,4 146,5 210.0 302,0 316,7 Bryza Satina Asterix Innovator Saturna 5 5 5 4 4 Jak wynika z przedstawionych danych, sytuacja w produkcji ziemniaków pod wzglę-dem zagrożenia wirusem Y na przeważają-cym obszarze Polski jest zła. W Polsce cen-tralnej porażenie ziemniaków produkowa-nych na cele przetwórcze sięgało w latach
2002-2004 aż 100% roślin. Liczba odmian nie dość odpornych na wirus Y w ostatnich latach gwałtownie się zwiększyła. Poza od-mianami wpisanymi do rejestru uprawia się odmiany przydatne do produkcji chipsów, wyłącznie pochodzenia zagranicznego,
bar-dzo podatne na zakażenie wirusem Y, a po-nadto wrażliwe na nekrotyczną chorobę bulw, jak np. odmiany Hermes, Courlan czy Erntestolz. Nastąpiło pogorszenie się zdro-wotności w rejonach produkcji tych odmian.
Udział ostrego szczepu wirusa Y (PVY
NTN) w ostatnich latach zwiększył się,
osiąga-jąc na poszczególnych plantacjach wyjątko-wo nawet 70%. Najczęściej porażenie ostrym szczepem PVY wynosiło 8-30% ro-ślin w badanych próbach. Do ubiegłego roku ostry szczep wirusa Y był częściej wykrywa-ny w roślinach ziemniaka uprawiawykrywa-nych na Śląsku i w centralnej Polsce, a o występo-waniu tego szczepu na północy Polski były tylko wzmianki. Identyfikacja szczepów wiru-sa Y w roślinach tytoniu uprawianych w oko-licach Grudziądza i Augustowa pozwoliła na stwierdzenie, że szczep ten szerzy się rów-nież w dawnej, najlepszej dla produkcji sa-dzeniaków, I strefie zagrożenia (Doroszew-ska – inf. ustna). W pojedynczych próbach ze stacji prowadzących nasiennictwo ziem-niaka wykrywano wiosną 2005 r. obecność PVYNTN.
W Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Ro-ślin prowadzone są kompleksowe badania obejmujące monitoring szczepów wirusa Y, mszyc - wektorów tego wirusa, udoskonala-nie metod wykrywania i identyfikacji szcze-pów oraz badania związane z hodowlą od-pornościową ziemniaka. Zaobserwowane ostatnio zmiany skłaniają do refleksji. Wpro-wadzenie dużej liczby odmian ziemniaka nie dość odpornych na wirus Y będzie się
przy-czyniać do dalszego pogorszenia sytuacji w produkcji i nasiennictwie i dlatego potrzebna jest dyskusja oraz podjęcie kroków napraw-czych.
Literatura
1. Chrzanowska M. 1985. Symptomatologia chorób
wirusowych ziemniaka. [W:] Biologia ziemniaka. Pod red. W. Gabriela. PWN Warszawa: 279-296; 2.
Chrza-nowska M. 2001. Ocena odporności i reakcji rodów
oraz odmian ziemniaka na szczepy wirusa Y ziemnia-ka (PVY). Monogr. Rozpr. Nauk. IHAR Radzików 10/2001: 41-44; 3. Chrzanowska M. 2004. Nasilenie w występowaniu chorób wirusowych ziemniaka. – Ochr. Rośl. 7/8: 25-28; 4. Kamasa J. 2004. Ziemniak. [W:] Lista opisowa odmian roślin rolniczych. Cz. 2. Okopo-we. StrączkoOkopo-we. COBORU Słupia Wielka: 15-42;
5. Kamasa J., Lenartowicz T. 2005. Charakterystyka
Krajowego Rejestru Odmian Ziemniaka. Rejestr od-mian ziemniaka na rok 2005. [W:] Nasiennictwo i ochrona ziemniaka. Konf. nauk.-szkol. Kołobrzeg, 10- -11.03.2005. IHAR ZNiOZ Bonin: 28-32; 6. Michalak
K. 2005. Uproszczony system oceny odporności
ziem-niaka na wirusy w doświadczeniach przedrejestro-wych. [W:] Nasiennictwo i ochrona ziemniaka. Konf. nauk.-szkol. Kołobrzeg, 10-11.03.2005. IHAR ZNiOZ Bonin: 78-80; 7. Pietrak J. 2001. Ocena odporności na wirusy rodów hodowlanych i odmian zagranicznych ziemniaka w doświadczeniach rejestrowych. Monogr. Rozpr. Nauk. IHAR Radzików 10/2001: 32-34; 8.
To-massoli L., Lumia V., Ghedini R., Cerato C. 1999.
Severe outbreak of potato tuber necrotic ringspot dis-ease (PTNRD) in Italy. – Proc.10th EAPR Vi-rol.Sec.Meet. Baden, Austria 5-10 July 1998: 110-115
