Ziemniak Polski 2013 nr 4

Transkrypt

1 24 Ziemniak Polski 2013 nr 4 GUZAK JAWAJSKI (MELOIIDOGYNE JAVANIICA) W DWU PRZESYŁKACH ZIEMNIAKÓW JADALNYCH IMPORTOWANYCH Z EGIPTU DO POLSKI dr Witold Karnkowski, mgr Marta Saldat, mgr Agata Kaczmarek* GIORiN, Centralne Laboratorium w Toruniu, ul. Żwirki i Wigury 73, Toruń w.karnkowski@piorin.gov.pl *obecny adres: The James Hutton Institute, Invergowrie, Dundee, DD2 5DA, Szkocja G uzaki (Meloidogyne spp.) są osiadłymi endopasożytami roślin wyższych. Osobniki młodociane (J2) przenikają do korzeni roślin najczęściej przez stożek wzrostu lub w jego bezpośrednim sąsiedztwie. W korzeniu osobniki młodociane samic stopniowo nieruchomieją i powiększają objętość ciała. Dorosła samica ma kształt kulisty lub butelkowaty i jest całkowicie nieruchoma.

2 Ziemniak Polski 2013 nr 4 25 Niektóre gatunki guzaków mogą także rozwijać się w bulwach ziemniaka. Wśród nich szczególne znaczenie mają dwa blisko spokrewnione ze sobą gatunki: guzak amerykański (Meloidogyne chitwoodi Golden et al.) i guzak holenderski (Meloidogyne fallax Karssen), które mają status organizmów kwarantannowych we wszystkich państwach członkowskich Unii Europejskiej, a także w innych krajach spoza UE. W Polsce nie notowano dotąd przypadku wystąpienia M. chitwoodi lub M. fallax, jednak ze względu na możliwość ich pojawienia się u nas pracownicy Wojewódzkich Inspektoratów Ochrony Roślin i Nasiennictwa (WIORiN) prowadzą poszukiwania obu tych gatunków nicieni zarówno w ziemniakach krajowych, jak i pochodzących z importu. W kwietniu 2010 r. pracownicy WIORiN w Łodzi pobrali w sklepie jednej z dużych sieci handlowych próbkę ziemniaków jadalnych pochodzących z Egiptu (próbka nr 1). W trakcie badań w Laboratorium Wojewódzkim WIORiN w Sieradzu nie stwierdzono żadnych widocznych zewnętrznych objawów porażenia. Jednak po zdjęciu skórki stwierdzono w miąższu brązowe nekrotyczne zmiany o średnicy ok. 0,5-1,0 mm, wskazujące na obecność samic guzaków (fot. 1B). W kwietniu 2011 r. pracownicy WIORiN w Kielcach pobrali, także w sklepie jednej z sieci handlowych, próbkę ziemniaków również pochodzących z Egiptu (próbka nr 2) i stwierdzili podobne objawy porażenia wewnętrznego przez guzaki, przy braku wyraźnych objawów zewnętrznych (fot. 1A). Laboratorium Wojewódzkie w Kielcach potwierdziło obecność w tej próbce samic guzaków z rodzaju Meloidogyne. Celem badań było jednoznaczne określenie przynależności gatunkowej nicieni znajdujących się w obu próbkach. A B Fot. 1. Bulwa ziemniaka pochodząca z partii importowanej z Egiptu, porażona przez guzaki. A widoczne małe okrągławe zgrubienia na powierzchni; B widoczne objawy porażenia wewnętrznego nekrotyczne plamki o średnicy 0,5-1,0 mm (fot. T. Konefał) Materiał i metody Szczegółowe badania dotyczące identyfikacji nicieni prowadzono w Centralnym Laboratorium Głównego Inspektoratu Ochrony Roślin i Nasiennictwa w Toruniu. Do ekstrakcji osobników guzaków z miąższu bulw zastosowano metodę enzymatyczną rekomendowaną przez Europejską i Śródziemnomorską Organizację Ochrony Roślin EPPO (OEPP/EPPO 2006, 2009). Samice guzaków wyekstrahowane z bulw poddano w pierwszej kolejności analizom molekularnym w celu potwierdzenia lub wykluczenia obecności gatunków kwarantannowych M. chitwoodi i M. fallax. Materiał pobrany do badań w 2010 r. (próbka nr 1) analizowano w pierwszej kolejności z zastosowaniem testu PCR-ITS pozwalającego na stwierdzenie, czy nicienie należą do rodzaju Meloidogyne, a następnie z zastosowaniem metody RFLP-PCR (OEPP/EPPO 2009). Badania na materiale pobranym w 2011 r. (próbka nr 2) przeprowadzono z zastosowaniem rekomendowa-

3 26 Ziemniak Polski 2013 nr 4 nych przez EPPO metod PCR-JMV, PCR- SCAR, PCR-ITS i RFLP-PCR (OEPP /EPPO 2009). Wobec negatywnych wyników testów molekularnych przeprowadzonych na materiale wyizolowanym z obu próbek (wykryto gatunki Meloidogyne spp. inne niż kwarantannowe), dalszą identyfikację nicieni prowadzono na podstawie budowy morfologicznej uprzednio spreparowanych samic i osobników młodocianych, na podstawie publikacji Karssena (1999) oraz materiałów odniesienia. Wyniki Testy molekularne ujawniły obecność w obu próbkach ziemniaków osobników z rodzaju Meloidogyne (fot. 4, 7, 8) należących do jednego z gatunków Meloidogyne incognita (Kofoid et White 1919) (Chitwood 1949) lub M. javanica (Treub 1885) (Chitwood 1949). Wykluczono przynależność do kwarantannowych gatunków Meloidogyne chitwoodi i M. fallax (fot. 5, 6). W wyniku obserwacji cech morfologicznych samic i osobników młodocianych (obecności samców nie stwierdzono) oraz ich pomiarów (tab. 1) zidentyfikowano nicienie występujące w obu próbach jako należące do gatunku M. javanica (fot. 2). Tabela 1 Cechy morfologiczne oraz średnie wymiary samic i osobników młodocianych J2 stwierdzonych w obu próbkach ziemniaków Próbka Ziemniaki pobrane w 2010 r. Ziemniaki pobrane w 2011 r. Samice kształt regionu perinealnego i punktowanie oskórka (tak/nie) region perinealny z silnie rozwiniętymi liniami bocznymi, które wyraźnie oddzielają jej część grzbietową i brzuszną (fot. 2); brak punktowania oskórka w okolicy odbytu region perinealny z silnie rozwiniętymi liniami bocznymi, które wyraźnie oddzielają jej część grzbietową i brzuszną; brak punktowania oskórka w okolicy odbytu (fot. 2) L ( µ m) długość sztyletu ( µ m), szerokość ( µ m) i kształt jego guzików sztylet = 14,25 szerokość guzików = 2,0 guziki sztyletu poprzecznie wydłużone, zaokrąglone sztylet = 14,50 szerokość guzików = 1,63 guziki sztyletu poprzecznie wydłużone, zaokrąglone Osobniki młodociane J2 dlugość ogona i przezroczystej części ogona ( µ m) oraz kształt ogona ogon = 55 przezroczysta część ogona = 17 ogon stożkowaty, zaokrąglony na końcu (fot. 3) ogon = 53,75 przezroczysta część ogona = 11,75 ogon stożkowaty, zaokrąglony na końcu (fot. 3) pozycja hemizonidu na wysokości kanalika wydalniczego na wysokości kanalika wydalniczego

4 Ziemniak Polski 2013 nr 4 27 Fot. 2. Płytki perinealne Meloidogyne javanica. Strzałkami zaznaczono wyraźnie widoczne linie boczne (fot. W. Karnkowski) Fot. 3. Ogon osobnika Meloidogyne javanica (fot. W. Karnkowski) Fot. 4. Rozkład produktów PCR w żelu agarozowym po analizie RFLP (próbka nr 1, 2010 r.) 1, 9, 17 marker DNA (100 bp DNA ladder, Fermentas); 2-4 Meloidogyne spp., traw. RsaI (~900, 760 bp), 5 Meloidogyne fallax, traw. RsaI (~630, 130 bp), 6 Meloidogyne chitwoodi, traw. RsaI (~760 bp), 6 Meloidogyne hapla, traw. RsaI (brak produktu, oczekiwany produkt dla M. hapla ~620, 140 bp); Meloidogyne spp., traw. DraI (~500, 400, 220, 200, 180 bp), 13 Meloidogyne fallax, traw. DraI (~650, 110 bp), 14 Meloidogyne chitwoodi, traw. DraI (~660, 100 bp), 15 Meloidogyne hapla, traw. DraI (brak produktu, oczekiwany produkt dla M. hapla ~360, 380 bp); 8, 16 kontrola negatywna trawienia (fot. A. Kaczmarek)

5 28 Ziemniak Polski 2013 nr Fot. 5. Rozkład produktów PCR JMV w żelu agarozowym (próbka nr 2, 2011 r.) 1, 28 marker DNA (100 bp DNA Ladder, Invitrogen); 2-21 materiał z próbki nr 2, 22, 23 Meloidogyne fallax (~670 bp); 24, 25 Meloidogyne chitwoodi (~540 bp); 26 kontrola negatywna PCR; 27 kontrola negatywna elektroforezy (fot. M. Saldat) Fot. 6. Rozkład produktów PCR SCAR w żelu agarozowym (próbka nr 2, 2011 r.); 1, 28 marker DNA (100 bp DNA Ladder, Invitrogen); 2-21 materiał z próbki nr 2, 22, 23 Meloidogyne fallax (~515 bp); 24, 25 Meloidogyne chitwoodi (~800 bp); 26 kontrola negatywna PCR; 27 kontrola negatywna elektroforezy (fot. M. Saldat) Fot. 7. Rozkład produktów RFLP w żelu agarozowym (próbka nr 2, 2011 r.) (trawienie DraI); 1, 27 marker DNA (100 bp DNA Ladder, Invitrogen); 2-21 materiał z próbki nr 2; 22, 23 Meloidogyne fallax (~650, 110 bp); 24, 25 Meloidogyne chitwoodi (~660, 100 bp); 26 kontrola negatywna PCR; 27 kontrola negatywna trawienia (fot. M. Saldat)

6 Ziemniak Polski 2013 nr Fot. 8. Rozkład produktów RFLP w żelu agarozowym (próbka nr 2, 2011 r.) (trawienie RsaI); 1, 27 marker DNA (100 bp DNA Ladder, Invitrogen); 2-21 materiał z próbki nr 2; 22, 23 Meloidogyne fallax (~630, 130 bp); 24, 25 Meloidogyne chitwoodi (~760 bp); 26 kontrola negatywna trawienia (fot. M. Saldat) Dyskusja Guzak jawajski jest gatunkiem notowanym w uprawach gruntowych wyłącznie w strefie klimatu ciepłego. W czasie badań ziemniaków pochodzących z porażonej uprawy na Malcie (Vovlas i in. 2005) stwierdzono bardzo silne objawy porażenia w postaci niewielkich płaskich wyrośli powodujących silną deformację bulw, pod skórką zaś nekrotyczne plamki o średnicy ok. 0,5-1,0 mm, które były miejscami występowania samic guzaków, podobnymi do zaobserwowanych później w próbkach badanych w Polsce. Wnioski Wyniki badań wskazują, że guzaki (Meloidogyne spp.) mogą być przenoszone wraz z bulwami i mogą być obecne w ziemniakach jadalnych znajdujących się w handlu. Guzak jawajski jest notowany w Polsce wyłącznie w szklarniach, głównie na ogórkach i pomidorach. Mógłby rozwijać się także na ziemniakach, lecz uprawianych w zasadzie też tylko w szklarniach. Rozwój szkodnika na ziemniakach uprawianych w gruncie jest możliwy, zwłaszcza w przypadku wysadzenia porażonego materiału sadzeniakowego, jednak gatunek ten nie jest w stanie przezimować w gruncie w naszych warunkach klimatycznych, gdyż niskie temperatury zimą doprowadziłyby do likwidacji powstałych ognisk szkodnika. Znacznie większy problem mogłoby spowodować pojawienie się na ziemniakach importowanych do Polski guzaków Meloidogyne chitwoodi i M. fallax. Są to gatunki kwarantannowe, stąd ich obecność pociągnęłaby konieczność podjęcia urzędowych zabiegów zwalczania. Literatura 1. Karssen G The plant-parasitic nematode genus Meloidogyne Goldi 1892 (Tylenchida) in Europe. PH.D. Thesis, Ghent University: 160 pp; 2. OEPP/ EPPO EPPO Standards. PM 3/69 Meloidogyne chitwoodi and M. fallax: Sampling potato tubers for detection. Bull. OEPP 36: ; 3. OEPP/EPPO EPPO Standards. PM 7/41 (2) Meloidogyne chitwoodi and M. fallax. Bull. OEPP 39: 5-17; 4. Vovlas N. M., Mifsud D., Landa B. B., Castillo P Pathogenicity of the root-knot nematode Meloidogyne javanica on potato. Plant Path. 54: