Nová štúdia pod vedením Texas A&M AgriLife výskumníci odhalili určitú odolnosť voči chorobe zebry čip u niektorých divých druhov zemiakov.
Ako uvádza Paul Schattenberg AgriLife dnesŠtúdia 52 divých druhov zemiakov – z ktorých jeden bol rezistentný a tri boli tolerantné voči chorobe – sa uskutočnila ako súčasť snahy identifikovať novú genetickú odolnosť voči chorobe, ktorá ovplyvňuje produkciu zemiakov na celom svete.
Štúdium, "Identifikácia a charakterizácia odolnosti proti lupienkom zemiakovej medzi voľne žijúcimi druhmi Solanum“ sa nedávno objavilo vo vedeckom časopise Hranice v mikrobiológii.
Primárnym riešiteľom štúdie bol Kranthi Mandadi, Ph.D., a Výskum spoločnosti Texas A&M AgriLife vedec na Texas A&M AgriLife Research and Extension Center vo Weslaco a docent v Texas A&M's Katedra patológie a mikrobiológie rastlín.
Spoluriešiteľmi štúdie sú Isabel Vales, Ph.D., docentka AgriLife Research a šľachtiteľka zemiakov, Bryan-College Station, a Carlos Avila, Ph.D., docent AgriLife Research a šľachtiteľ zeleniny, Weslaco, obaja v Katedra záhradníckych vied; a Freddy Ibanez, Ph.D., vedec AgriLife Research v centre a odborný asistent v Texas A&M Entomologické oddelenie.
Ďalšími zapojenými do štúdie boli vedci z Texas A&M AgriLife Research Victoria Mora, MS, Manikandan Ramasamy, Ph.D., Mona Damaj, Ph.D. a Sonia Irigoyen, Ph.D., v centre Weslaco, ako aj Veronica Ancona, Ph.D., rastlinný patológ a docent na Texaská univerzita A&M – Kingsville.
Financovanie štúdie bolo poskytnuté prostredníctvom Texas A&M AgriLife's Program grantov na osivo pre choroby vektorov hmyzu.
„Tento typ výsledku bol presne taký, aký si predstavoval výskum AgriLife, keď sme sa rozhodli financovať granty na osivo pre choroby vektorov hmyzu,“ povedal Henry Fadamiro, Ph.D., hlavný vedecký pracovník a pridružený riaditeľ AgriLife Research a prodekan, Texas A&M. Vysoká škola poľnohospodárstva a prírodných vied. „Radi by sme sa poďakovali texaskému zákonodarcovi za financovanie žiadosti o výnimočnú položku IVD spoločnosti AgriLife Research, ktorá umožnila tieto granty na osivo. Ich neustála podpora je neoceniteľná."
Čo je choroba zebrieho čipu?
Zebra čip je komplexné ochorenie v dôsledku jeho spojenia s nekultivovateľnou baktériou Candidatus Liberibacter solanacearum a prenosu hmyzím vektorom, lupienkou zemiakovou. Prvýkrát hlásené v Saltillo v Mexiku a následne v južnom Texase bola choroba zistená v mnohých iných štátoch a komerčných regiónoch sveta, kde sa pestujú zemiaky. Ak sa to nezačiarkne, môže to mať za následok straty na úrode zemiakov až o 94 %.
Nadzemné symptómy rastlín postihnutých zebrou čipkou zahŕňajú fialové sfarbenie mladých listov, zvinutie vrchných listov smerom nahor, prítomnosť vzdušných hľúz, vädnutie, zakrpatený rast a odumieranie rastlín.
"Hľuzy ovplyvnené zebrou čipkou majú nízku kvalitu, vykazujú hnednutie cievnych prstencov a hnedé škvrny," povedal Mandadi. "Tieto lupienky majú tiež horkú chuť a pri vyprážaní tmavohnedé pruhované vzory podobné zebrám."
Povedal, že choroba v konečnom dôsledku znižuje výnos a kvalita hľúz sa stáva nepredajnou.
"Ak sa choroba ponechá nekontrolovaná, môže sa stať významnou škodou pre produkciu zemiakov."
Prečo štúdium?
Zemiaky sa pestujú vo viac ako 160 krajinách a po pšenici, kukurici a ryži sa považujú za štvrtú najdôležitejšiu plodinu základnej výživy. Je bohatým zdrojom sacharidov a poskytuje ďalšie základné živiny, ako je vláknina, vitamíny, minerály, bielkoviny a antioxidanty.
"Zemiaky sú dôležitou potravinovou plodinou na celom svete," povedal Mandadi. "Keďže dopyt po čerstvých a spracovaných zemiakových produktoch celosvetovo rastie, je potrebné riadiť a kontrolovať nové choroby, ako je zebra čip."
V Texase sa zemiaky pestujú vo všetkých regiónoch, ktoré majú značné množstvo komerčnej produkcie zeleniny. Komerčné plochy na pestovanie zemiakov sa nachádzajú v oblastiach South Plains, Panhandle a Rolling Plains, ako aj v oblastiach Winter Garden a Rio Grande Valley.
"V Texase sa zaoberáme problémami s čipmi zebry už viac ako 20 rokov," povedal Vales. "Za ten čas sa choroba stala všadeprítomnou a rozšírila sa nielen v tomto štáte, ale aj v iných štátoch produkujúcich zemiaky."
Baktéria a hmyzí vektor spojený s ochorením zebry čip môže ovplyvniť aj iné zeleninové plodiny a produkty vrátane paradajok, papriky a mrkvy.
Vales uviedol, že súčasné stratégie manažmentu zebrích čipov sa točia predovšetkým okolo kontroly vektora lupeňov insekticídmi alebo zmenou kultúrnych praktík, ako je načasovanie dátumov výsadby, aby sa oddialila expozícia populácii lupienky.
"Ale obe majú len okrajové výhody a zatiaľ čo používanie chemických opatrení pomohlo kontrolovať populáciu lupeňov, tento prístup je spojený s vysokými nákladmi a potenciálom zvýšenej odolnosti proti insekticídom," povedala. "To je dôvod, prečo je identifikácia a šľachtenie novej genetickej odolnosti a tolerancie k zebrovému čipu ďalšou dôležitou cestou na dosiahnutie integrovanej ochrany proti škodcom."
Vales povedal, že predchádzajúce štúdie hlásili odchýlky v preferencii psyllidu pre divé druhy zemiakov a ich chovné klony.
Výsledky štúdie
"Posledné štyri roky náš tím študoval prístupy na kontrolu choroby zebrích čipov vďaka počiatočnému financovaniu z projektov spojených s grantovým programom pre choroby vektorov hmyzu," povedal Mandadi.
Rastlinný materiál 52 divorastúcich zemiakov patriacich do sekty Solanum. V štúdii sa použil panel rozmanitosti Petota, vypestovaný z pravých zemiakových semien získaných z amerického Národného systému rastlinných zárodkov vo Wisconsine.
"V divokej zbierke hľuznatých druhov Solanum prítomných v paneli Petota boli identifikované nové zdroje odolnosti proti čipom zebry," povedal Mandadi. "Tento panel divých zemiakov je taxonomicky dobre charakterizovaná a rôznorodá zbierka, z ktorej možno ťažiť cenné vlastnosti zemiakov."
Niekoľko z 52 prírastkov bolo náchylných a stredne náchylných, pričom vykazovali určité rolovanie listov smerom nahor, chlorózu a zakrpatenie rastlín, povedal Mandadi.
"Ale po skríningu, fenotypových hodnoteniach a kvantifikácii baktérií v prírastkoch infikovaných lupienkami prenášajúcimi baktérie sme identifikovali jeden prírastok odolný voči zebrím čipom, Solanum berthaultii, spolu s tromi ďalšími prírastkami, ktoré boli mierne tolerantné voči zebrím čipom."
Zdroj: https://www.potatonewstoday.com
Tri prírastky identifikované v štúdii ako stredne tolerantné voči čipu zebry boli S. kurtzianum, S. okadae a S. raphanifolium.
Mandadiho tím tiež zistil, že S. berthaultii má husté žľaznaté listové trichómy a táto listová štrukturálna modifikácia by mohla byť jedným z faktorov zodpovedných za veľkú časť pozorovanej odolnosti proti zebrím čipom.
"Listová časť produkuje lepkavú látku, ktorá, ako sa zdá, prichytí lupeň na rastline, keď s ňou príde do kontaktu," vysvetlil Mandadi. "V dôsledku toho mnoho lupienkov zomrie pred rozmnožovaním, čím sa zníži prenos baktérie do rastlín."
Poznamenal, že divoký zemiak S. berthautii pochádza z Bolívie, ktorá susedí s Peru, historicky identifikovaným ako „rodisko“ pestovaných zemiakov.
Povedal, že S. berthaultii je sľubným zdrojom rezistencie na lupienky zebry, ktorú možno ďalej študovať, aby sme pochopili mechanizmy rezistencie hmyzu a začleniť ju do systému produkcie zemiakov.
"Mohlo by sa to použiť pri šľachtení nových kultivarov zemiakov alebo dokonca ako 'pasca', ktorú možno vysadiť vedľa tradičnejších kultivarov zemiakov ako spôsob, ako pomôcť eliminovať lupene," povedal Mandadi.
Poznamenal tiež, že podobné prístupy pri identifikácii novej genetickej rezistencie a tolerancie u voľne žijúcich druhov rastlín by mohli pomôcť kontrolovať ďalšie ničivé choroby plodín, ako je pleseň zemiaková, zelenánie citrusov, Pierceova choroba hrozna a vädnutie banánov.