Sergey Banadysev, doktor för jordbruksvetenskaper, chef för avelsprogrammet för Doka-Gene Technologies LLC
Skadligheten hos virussjukdomar i potatis ökar ständigt. Under senare år uttrycks skadan från dem inte bara i en minskning av utbytet utan också i en försämring av knölarnas kommersiella kvalitet. Nekrotiska stammar av YBK, VLK, mop-top och rattlevirus gör potatis icke-standard, medan symtomen på nya stammar på bladen blir mindre uttalade. Y-viruset blir särskilt problematiskt (Foto 1-4). Det finns inga resistensgener mot dess nekrotiska stammar; det är omöjligt att skapa sorter med hög resistens med klassiska selektionsmetoder. Hänsyn till biologin och egenskaperna hos de orsakande medlen för virussjukdomar är inte föremål för denna artikel (det finns mer än tillräckligt med information om detta ämne), den största uppmärksamheten kommer att ägnas analysen av de tillgängliga möjligheterna för att erhålla högkvalitativt frömaterial för virussjukdomar.
Först och främst måste du klargöra själva konceptet med hög kvalitet. Kraven i standarderna föreskriver strikta begränsningar för yttre manifestation av virussjukdomar, och i ett antal länder, inklusive Ryska federationen, är den interna, latenta infektionen av knölar dessutom begränsad. Samtidigt finns det många nyanser av att reglera toleranser för virussjukdomar, och några av dem är signifikanta (tabell 1). Låt oss ta reda på detaljerna.
Vid första anblicken verkar de nederländska standarderna för latent infektion vara mycket stränga: endast en 1,4% tolerans hos eliten. Men NAK: s interna analysprocedurmanual förklarar detta och gör det klart. Obligatoriskt är kontrollen av latent infektion i superelitkategorin och över. Analysen utförs av PCR och endast på Y-viruset. 50 knölar kombineras i ett PCR-prov. En sats betraktas som standard om inte mer än ett prov av fyra, eller högst två prover av åtta, eller tre prover av 12 visar en positiv reaktion, beroende på det totala antalet knölar i provet som analyseras. En tolerans på 0,6% erhålls från antagandet att i ett prov på 50 knölar endast finns en infekterad. Men detta är i det ideala fallet, teoretiskt sett kan alla 50 knölar i ett kombinerat prov på 50 knölar infekteras. Och då bör siffran för partiets faktiska dolda infektion vara 25%, inte 0,6%.
Realisterna vid bedömningen av latent infektion är skotterna och amerikanerna. Skottland är hem till ett av de fem högt godkända högkvalitativa EU-potatisfröskyddade områdena. Det vill säga, detta är en produktionszon av material av högsta kvalitet. Certifieringsregler där kräver dock inte obligatorisk verifiering av latent infektion. Ja, det rekommenderas att göra det, men nivån på latent infektion påverkar inte certifieringsresultaten. I USA bedöms knölinfektioner med den klassiska metoden för jordkontroll. På hösten tas prover från alla partier som är certifierade och skickas till Hawaii eller Florida. Det finns ingen vinter, knölar planteras omedelbart i jorden och utvärderas av den visuella manifestationen av virussjukdomar under växtsäsongen. Och med rätta, inte alla dolda infektioner återspeglas i bladen och grödorna, ibland förblir den i en latent form under många år utan att orsaka någon skada. I februari uppnås resultat med en specifik faktisk manifestation av de befintliga virussjukdomarna på avkomman. Köpare av frön kommer att ha samma bild, men senare. Denna information bestämmer det slutliga resultatet av årlig certifiering, och den viktigaste vårens implementering genomförs med hänsyn till denna information.
UNECE, Tyskland, Frankrike standarder S-1 föreskriver och använder också bedömningen av virus i direkt avkomma. Efter skörd är det nödvändigt att ta prover av 100 knölar, växa i ett växthus och utvärdera manifestationen av virussjukdomar på bladen. I huvudsak är detta också jordkontroll, endast i stängd mark, ett dyrare alternativ. Laboratorietest utförs endast i kontroversiella fall. Men det finns en motsägelse i samma S-1-standard, eftersom möjligheten att inte bara använda det visuella utan också laboratoriemetoden nämns i avsnittet om utvärderingsförfarandet. Specialister förstår att genom ELISA eller PCR upptäcks flera virusväxter flera gånger än visuellt.
När det gäller de latenta infektionshastigheterna som infördes av GOST 33996-2016 2018 i Ryssland, tillhandahåller de laboratorietestning, utan en visuell bedömning av det odlade avkommet, och är unika vad gäller förklaring. Enligt den nya standarden är endast en bedömning av den latenta föroreningen av det ursprungliga utsädesmaterialet obligatoriskt: SSE och högre. Men anteckningen öppnar enorma möjligheter för improvisation och improvisation: ”Notera. För massor av superelit-, elit- och reproduktionsfröpotatis som kommer i omlopp i länder som har antagit standarden utförs laboratorietestning på begäran av producenten eller leverantören av utsädespotatis. De maximalt tillåtna normerna för begränsning av viral och / eller bakteriell infektion enligt resultaten av laboratorietestning av knölprover kan fastställas i avtal (kontrakt) för leverans av utsädespotatis efter överenskommelse med parterna. För parterna i ES-kategorin får den maximala nivån av UVK-begränsning enligt resultaten av laboratorietester inte överstiga 10%. ” Dessa tre förslag har förvandlat standarden från ett strikt och otvetydigt dokument till laglig nonsens, en källa för att klargöra relationerna mellan producenter och kunder, ett klagomålsverktyg. Hur kan man tillåta (i huvudsak ersätta standarden) och förlita sig på parternas överenskommelse i kvalitetsfrågor, eftersom säljarens och köparens intressen inte kan sammanfalla här. Hur kan samma standarder fastställas för olika kategorier, eftersom en kvalitetsminskning eftersom den oundvikligen återger. Och en annan bestämmelse av standard 33996-2016 - bedömningen av latent infektion med virussjukdomar - får utföras av både ELISA och PCR. Trots det faktum att känsligheten hos dessa metoder varierar i storleksordning. Men standarden är godkänd och genomförd, efterlevnad av dess normer och krav är obligatoriskt för alla utsädesföretag.
Potatisfröproduktion sker för närvarande i alla länder med utvecklad potatisodling på så kallad virusfri basis. Odlingen av celler och vävnader i kombination med termokemoterapi och mikroklonal förökning möjliggör erhållande av det ursprungliga frömaterialet med noll virusinnehåll i potatisceller. Men du måste förstå två punkter: noll betyder inte en fullständig frånvaro, utan möjligheten att vara närvarande i en mängd under känslighetströskeln för de tillgängliga molekylära diagnostiska metoderna. Och att bli av med virus betyder inte att potatis är resistent mot virus. Utan tillförlitligt skydd mot återinfektion med virussjukdomar blir friska potatisfrön en typ av F-1-hybrider, där endast den första generationen ger utmärkta resultat och med efterföljande reproduktion uppstår en kraftig nedgång i prestanda. Inköp av utsädespotatis under ett års odling i regioner med ett stressande klimat och en hög smittsam bakgrund är vanligt förekommande, även i södra Ryska federationen. Men med ett sådant system för att tillhandahålla utsäde, måste fröna vara i tillräcklig mängd och till ett rimligt, överkomligt pris. Hela poängen med produktionsfasen för potatisfrö är att maximera överkomliga utsädesvolymer medan de tätt innehåller återinfektion. Nästan alla obligatoriska och speciella organisatoriska, metodologiska och tekniska åtgärder och operationer är inriktade på detta. En växt och knölar som är infekterade med ett virus kan inte botas, och kampen mot virussjukdomar uttrycks i förhindrande av växtinfektion av bladlus och mekaniskt. Tänk på flera viktiga aspekter av hantering av virussjukdomar som måste behandlas på högsta nivå.
1. Redovisning och svar på dynamiken och artskompositionen hos virus bladlöss. Överföringen av virus av bladlus från sjuka växter till friska, tillsammans med den första infektionen av planteringsmaterialet och mekanisk överföring, är den främsta orsaken till återinfektion av utsädespotatis. De flesta virus förblir virulenta och förblir på bladlusens mun i flera timmar. Under denna tid kan bladlöss flyga tiotals kilometer från trädgården, deponi, sådd av låg kvalitet och hamna i fröplantor. Det är nödvändigt att iaktta denna process i utsädesodlingsfält praktiskt taget kontinuerligt - från plantering till fullständig torkning av topparna. Det bör noteras att i alla länder med utvecklad potatisodling genomförs bladlusövervakning med betydande deltagande av budgetfinansiering och medverkan av ledande forskningsinstitut. Resultaten av övervakningen och svaret från utsäde företag måste tas med i beräkningen under certifieringen. Statens växtskyddstjänst brukade fungera så här i vårt land. För närvarande utförs av någon anledning övervakning i Ryska federationen av potatis endast för Colorado-potatisbaggen, vilket inte är ett problem vid kommersiell potatisodling. Därför måste alla professionella fröföretag oberoende kontrollera bladlusvektorer med standardtekniker. Och det är ganska transparent och enhetligt, du behöver bara veta de viktiga detaljerna. Grunden för bladlusövervakningssystemet är Merikes gula fällor (foto 5). De måste installeras strax ovanför växternas höjd på ett område som rensas från alla växter i omedelbar närhet av potatisfältet. (Skyddspersonal kan få en rimligt exakt uppskattning av antalet bladlöss genom att direkt se de övre, mellersta och nedre 100 bladen längs fältets diagonal.)
Fångade påskyndade bladlöss bör samlas in varje vecka och artsammansättningen bestämmas. Förmågan att bära virus i olika arter av bladlus skiljer sig väsentligt. Den mest skadliga - grön persika bladlus (foto 6,7) har en effektivitet lika med en, alla andra har mycket lägre koefficienter (tabell 2,3). Skadefaktorerna för bladlusarter föreslogs av engelska forskare (Felton B. et al., 2013) och används överallt. De skiljer sig åt för Y-virus och VLK, det vill säga för olika mekanismer för virusöverföring. Särskilt farliga arter som koloniserar potatis, d.v.s. de som bor potatis bildar vinglösa former som också bär virus. Dessa inkluderar persika, potatis, stor potatis, havtorn, vinträd bladlus. De återstående arter som beaktas koloniserar inte potatis, utan bär virus under transport i processen med testinjektioner på jakt efter vanliga fodergrödor. Bestämning av artens sammansättning av winged bladlus kräver hög kvalificering och närvaron av ett mikroskop. Grundläggande identifierare av bladlöss publicerades för 40-50 år sedan och är nu en bibliografisk sällsynthet. De senaste fullfärgsatlaserna från Tyskland (2000) och Nederländerna (2008) kan köpas i förlagets onlinebutiker. Det finns specialiserade platser på bladlusar, till exempel aphid.aphidnet.org, men på dem presenteras rent potatisarter fragmentariska. När man analyserar fällans innehåll bör man inte tappa synen på möjligheten att komma in i cikader och psyllider (foto 8,9), som bär kolumnen och Zebra chips-viruset som redan har trängt in i Europa.
Foto 8. Cikader Foto 9. Psillida
Antalet bladlöss som fångats omvandlas till vektortryckindex (IVD). Persika bladlöss beaktas i verkliga enheter, alla andra arter multipliceras med skadlighetskoefficienten. I själva verket konverteras de till en måttenhet, formatet för skadlighet för persikabladbladar. Så om 20 bitar potatis bladlus fångas, för att beräkna indexet kommer antalet att vara 20x0,2 = 4 enheter. Den totala mängden i termer av persika bladlus är vektortryckindex. Det är mer logiskt att betrakta IVD för icke-persistenta bladlusarter som den mest problematiska. Ett index på mindre än två enheter är helt säkert, grönt. Från 2 till 10 - gul färg, beredskapstillstånd, vidta skyddsåtgärder enligt företagets bedömning. En IED över 10 kräver användning av skyddsutrustning mot bladlöss. Detta verifieras av certifikatutfärdaren. Underlåtenhet att vidta skyddsåtgärder är grunden för att sänka frönsklassen eller utfärda order om att förstöra topparna. Tröskeln för bladskadlighet (10 enheter persikblad) fastställdes under speciella studier av infektionsgraden av frömaterial vid olika vektortryck. Infektion med virus ökar avsevärt om antalet bladlöss överskrider tröskeln, med mindre mängder är skillnaden mellan infektionsnivåer inte signifikant. Följaktligen ger skyddsåtgärder inte en effekt, med en grön och gul nivå av en IVD, påverkar inte infektionsnivån och det är ingen mening att genomföra dem.
I vissa europeiska länder utförs beräkningen av den totala (ackumulerade) IRA från början av växtsäsongen för alla övervakningspunkter (figur 1). Gränsvärden för den totala IWD har fastställts, varefter certifieringstjänsten utfärdar en order för klippning och uttorkning av toppar i utsäde. Vad är detta gränsvärde? I Nederländerna för närvarande IWD - 80 enheter persikluslöss (Haverkort A., 2018). Dessa indikatorer anges inte i de nationella officiella certifieringsreglerna. Men det betonas att vid utfärdandet av en order för klippning av toppar tas inte bara det ackumulerade vektortryckindexet med i beräkningen, utan också resistens hos sorter mot virusinfektion (det finns en officiell gradering av odlade sorter enligt denna egenskap), antalet växter med symptom på virus som upptäcks under en fältinspektion, som utför skyddande åtgärder mot bladlus. Jordbrukare får från två (Nederländerna) till tre (Skottland) dagar för att uppfylla receptet. Underlåtenhet att följa receptet leder till nekande av certifiering eller nedgradering av utsädesklassen.
Kvalificerad kontinuerlig övervakning av bladlus som bär virussjukdomar ger en operativ förståelse för nivån på den smittsamma bakgrunden och låter dig vidta skyddsåtgärder inte rutinmässigt utan efter behov, vilket sparar betydande medel på växtskyddsmedel. Dessutom tillhandahålls varningstjänster för bladlus tidig sommar till EU: s utsädeodlare. I systemet för budgetforskningsinstitut fungerar flera sugfällor (foto 10) som upptäcker bärare i luften på stora höjder. En sugfälla ger en exakt prognos inom en radie av 100 km. Du kan bara drömma om en sådan tjänst, men den information som tillhandahålls gör att du kan utöva kontroll på ett enskilt företagsnivå, omvandla den information som mottas till operativa åtgärder för att kontrollera virussjukdomar, med hänsyn till situationen som har utvecklats under ett visst år och inom specifika områden. Listan över dessa åtgärder innehåller olika tekniker för att isolera och skydda utsäde.
2. Rumslig isolering. Distributionen av utsädespotatisproduktion i regioner med en minimal infektiös bakgrund av virala sjukdomsvektorer utövas i alla länder med utvecklad potatisodling. Så i Nederländerna koncentreras fröproduktionen till de norra kustpoldrarna (Fig. 2).
Långtidsobservationer har bekräftat att den smittsamma bakgrunden i detta område är en och en halv gånger lägre, och den kritiska säsongsnivån för tillfälliga luftvägsinfektioner förekommer i genomsnitt den 26 juli, två veckor senare jämfört med södra landet. (Haverkort A., 2018). Detta kan tydligt ses i Fig. 1: I norr är IED grön, i söder, röd. Det kan dras slutsatsen att fröproduktionen av potatis i södra Nederländerna är extremt riskabel och att det inte finns något att säga om fler södra länder. Men glöm inte relativitet. Om du inte vilar mot gränsen till Nederländerna och kör söderut hela Belgien, så finns det i norra Frankrike, i den engelska kanalens kustregion, en zon med fröproduktion av potatis i detta land. Frankrike rankas som nummer två i världen när det gäller export av utsädespotatis. Detta innebär en högkvalitativ produkt, medan det franska fröproduktionsområdet ligger 700 km söder om de nederländska poldrarna. Fröodlare producerar på grund av den höga nivån på teknik och organisation värdefulla varor, även om det av uppenbara skäl inte är möjligt att se resultaten av bladlössövervakning i allmänhetens område.
Den skotska potatisfröregionen är koncentrerad i nordost, vid kusten (fig. 3). Om du tittar på den engelska övervakningen av bladlöss de senaste åren, är den smittsamma bakgrunden två gånger lägre i den här zonen jämfört med centrala England. Men det visar sig att i Skottland själv finns områden med ännu färre bladlöss, i sydost, gränsen till Nordirland. Varför odlas utsädespotatis där?
Uppenbarligen på grund av landets mindre lämplighet för mekanisk sammansättning och stenighet. Om vi bara fokuserar på bladlöss, skulle all fröproduktion av EU-potatis vara logisk att placera i Skandinavien. Vissa steg i denna riktning har tagits. Bokstavligen 200 km till Polcirkeln, på den 64: e parallellen, finns en finsk, en av de fem europeiska HG-områdena för utsädsproduktion av potatis (foto 14). Upp till 1000 tusen ton utsädespotatis odlas där årligen på ett område på 30 hektar. Klimatförhållandena är minimalt tillräckliga: växtsäsongen är från maj till oktober, en mycket lång dagsljus i början av växtsäsongen, det är svalt och en tillräcklig mängd nederbörd är upp till 300 mm (fig. 4).
Den smittsamma bakgrunden av bladlus studerades grundligt av oberoende forskare (Kirchner S. et al., 2013) med gula och sugfällor. Från 20 till 3000 bladlöss faller i fällan per vecka (Bild 5). Men bland dem finns det bara 10-20% av virusbärare, resten är icke-specifika träd- och buskarter. Peach bladlöss förekommer praktiskt taget inte i norr, potatis bladlöss finns ibland.
Fortsättningen av artikeln kommer att publiceras i tidskriften Potato System No. 3, 2020.
Polisen