Sergey Banadysev, dottore in scienze agrarie, capo del programma di allevamento di Doka-Gene Technologies LLC
La nocività delle malattie virali delle patate è in costante aumento. Negli ultimi anni, il danno da loro si esprime non solo in una diminuzione della resa, ma anche in un deterioramento della commerciabilità dei tuberi. I ceppi necrotici dei virus YBK, WLRK, mop-top e rattle rendono le patate non standard, mentre i sintomi di nuovi ceppi sulle foglie stanno diventando sempre meno pronunciati. Il virus Y diventa particolarmente problematico (Foto 1-4). Non esistono geni di resistenza ai suoi ceppi necrotici; è impossibile creare varietà ad alta resistenza utilizzando metodi di selezione classici. La considerazione della biologia e delle caratteristiche dei patogeni delle malattie virali non è oggetto di questo articolo (ci sono informazioni più che sufficienti su questo argomento), l'attenzione principale sarà rivolta all'analisi delle opportunità disponibili per ottenere materiale di semi di alta qualità per le malattie virali.
Prima di tutto, devi chiarire il concetto stesso di alta qualità. I requisiti degli standard prevedono rigorose restrizioni sulla manifestazione esterna di malattie virali e in numerosi paesi, inclusa la Federazione Russa, l'infezione interna e latente dei tuberi è ulteriormente limitata. Allo stesso tempo, ci sono molte sfumature nella regolazione delle tolleranze per le malattie virali e alcune di esse sono significative (Tabella 1). Scopriamo i dettagli.
A prima vista, gli standard olandesi per l'infezione latente sembrano essere molto rigorosi: solo una tolleranza dell'1,4% nell'élite. Ma il manuale della procedura di analisi interna della NAK spiega questo e lo chiarisce. Obbligatorio è il controllo dell'infezione latente della categoria superelite e superiore. L'analisi viene eseguita mediante PCR e solo sul virus Y. 50 tuberi sono combinati in un campione di PCR. Un lotto è considerato standard se non più di un campione su quattro, o non più di due campioni su otto, o tre campioni su 12 mostrano una reazione positiva, a seconda del numero totale di tuberi nel campione analizzato. Una tolleranza dello 0,6% si ottiene dal presupposto che in un campione di 50 tuberi ce n'è solo uno infetto. Ma questo è nel caso ideale, teoricamente, tutti i 50 tuberi in un campione combinato di 50 tuberi possono essere infettati. E quindi la cifra dell'effettiva infezione nascosta del partito dovrebbe essere del 25%, non dello 0,6%.
I realisti nella valutazione dell'infezione latente sono gli scozzesi e gli americani. La Scozia ospita una delle cinque aree protette di semi di patata dell'UE di alta qualità (HG) altamente approvate. Cioè, questa è una zona di produzione di materiale di altissima qualità. Tuttavia, le regole di certificazione non richiedono la verifica obbligatoria dell'infezione latente. Sì, si consiglia di farlo, ma il livello di infezione latente non influisce sui risultati della certificazione. Negli Stati Uniti, le infezioni da tubero sono valutate utilizzando il metodo di controllo del suolo classico. In autunno, i campioni vengono prelevati da tutti i lotti soggetti a certificazione e spediti alle Hawaii o in Florida. Non c'è inverno, i tuberi vengono immediatamente piantati nel terreno e valutati dalla manifestazione visiva di malattie virali durante la stagione di crescita. E giustamente, non tutte le infezioni nascoste si riflettono nelle foglie e nei raccolti, a volte rimangono latenti per molti anni senza causare alcun danno. Entro febbraio, i risultati sono ottenuti con una specifica manifestazione effettiva delle malattie virali esistenti sulle piante della prole. Gli acquirenti di semi avranno la stessa immagine, ma in seguito. Queste informazioni determinano il risultato finale della certificazione annuale e l'implementazione principale della primavera viene effettuata tenendo conto di queste informazioni.
Gli standard S-1 dell'UNECE, Germania, Francia prevedono e utilizzano anche la valutazione dei virus in discendenza diretta. Dopo la raccolta, è necessario prelevare campioni di 100 tuberi, crescere in una serra e valutare la manifestazione di malattie virali sulle foglie. In sostanza, questo è anche il controllo del suolo, solo in terreni chiusi, un'opzione più costosa. I test di laboratorio vengono eseguiti solo in casi controversi. Ma c'è una contraddizione nello stesso standard S-1, poiché la possibilità di utilizzare non solo il metodo visivo, ma anche il metodo di laboratorio è menzionata nella sezione sulla procedura di valutazione. Gli specialisti comprendono che dall'ELISA o dalla PCR vengono rilevate più volte più piante virali che visivamente.
Per quanto riguarda le norme sulle infezioni nascoste introdotte da GOST 33996-2016 nel 2018 nella Federazione Russa, prevedono test di laboratorio, senza una valutazione visiva della prole cresciuta, e sono uniche in termini di spiegazione. Secondo il nuovo standard, è obbligatoria solo una valutazione della contaminazione latente del materiale di base originale: SSE e superiori. Ma la nota apre immense opportunità di improvvisazione e improvvisazione: “Nota. Per molte patate da semi di superelite, elite e riproduzione che entrano in circolazione nei paesi che hanno adottato lo standard, vengono eseguiti test di laboratorio su richiesta del produttore o fornitore di patate da seme. Le norme massime ammissibili per limitare l'infezione virale e / o batterica in base ai risultati degli esami di laboratorio su campioni di tubero possono essere stabilite in accordi (contratti) per la fornitura di patate da semina previo accordo delle parti. Per le parti della categoria ES, il livello massimo di restrizione UVK in base ai risultati delle prove di laboratorio non deve superare il 10%. " Queste tre proposte hanno trasformato lo standard da un documento rigoroso e inequivocabile in assurdità legale, una fonte per chiarire le relazioni di produttori e clienti, uno strumento di reclamo. Come si può consentire (essenzialmente sostituire lo standard) e fare affidamento sull'accordo delle parti su questioni di qualità, perché qui gli interessi del venditore e dell'acquirente non possono coincidere. Come si possono stabilire gli stessi standard per diverse categorie, perché una diminuzione della qualità in quanto si riproduce inevitabilmente. E un'altra disposizione dello standard 33996-2016 - la valutazione dell'infezione latente con malattie virali - può essere eseguita sia da ELISA che da PCR. Nonostante il fatto che la sensibilità di questi metodi vari di un ordine di grandezza. Ma lo standard è approvato e messo in atto, la conformità alle sue norme e ai requisiti è obbligatoria per tutte le imprese sementiere.
La produzione di semi di patata viene attualmente effettuata in tutti i paesi in cui la coltivazione di patate è sviluppata secondo la cosiddetta base priva di virus. La coltura di cellule e tessuti in combinazione con la termo-chemioterapia e la propagazione microclonale consentono di ottenere materiale di seme iniziale con contenuto di virus zero nelle cellule di patata. Ma è necessario capire due punti: zero significa non una totale assenza, ma la possibilità di essere presenti in una quantità inferiore alla soglia di sensibilità dei metodi diagnostici molecolari disponibili. E sbarazzarsi dei virus non significa rendere le patate resistenti ai virus. Senza una protezione affidabile contro la reinfezione da malattie virali, il seme di patata sano diventa un tipo di ibridi F-1, in cui solo la prima generazione dà risultati eccellenti e, con la successiva riproduzione, si verifica un forte calo delle prestazioni. L'acquisto di patate da semina per un anno di coltivazione in regioni con un clima stressante e un elevato background infettivo è ampiamente praticato, anche nel sud della Federazione Russa. Ma con un tale schema di fornitura di semi, i semi devono essere in quantità sufficiente e a un prezzo ragionevole e accessibile. L'intero punto della fase di produzione di semi di patate da campo è massimizzare i volumi di semi accessibili pur contenendo strettamente la reinfestazione. Quasi tutte le misure e le operazioni organizzative, metodologiche e tecnologiche obbligatorie e speciali sono finalizzate a questo. È impossibile curare una pianta e tuberi infettati da un virus e la lotta contro le malattie virali si esprime nella prevenzione dell'infezione delle piante da afidi e meccanicamente. Consideriamo alcuni degli aspetti più importanti della gestione delle malattie virali che devono essere affrontati al massimo livello.
1. Contabilità e risposta alle dinamiche e alla composizione delle specie di afidi virus. Il trasferimento di virus da parte degli afidi dalle piante malate a quelle sane, insieme all'infezione iniziale del materiale di piantagione e al trasferimento meccanico, è la ragione principale della reinfezione delle patate da semina. La maggior parte dei virus rimane virulenta e rimane sulla bocca degli afidi per diverse ore. Durante questo periodo, gli afidi possono volare a decine di chilometri dal giardino, dalla discarica, dalla semina di bassa qualità e finire nei vivai di semi. È necessario osservare questo processo nei campi di coltivazione dei semi praticamente continuamente, dalla semina all'essiccazione completa delle cime. Va notato che in tutti i paesi di coltivazione della patata sviluppata, il monitoraggio degli afidi viene effettuato con una partecipazione significativa dei finanziamenti di bilancio e il coinvolgimento di importanti istituti di ricerca. I risultati del monitoraggio e la risposta ad essi da parte delle imprese sementiere vengono necessariamente presi in considerazione nel corso della certificazione. Il servizio fitosanitario statale lavorava così nel nostro paese. Attualmente, per qualche motivo, il monitoraggio nella Federazione Russa per le patate viene effettuato solo per lo scarabeo della patata del Colorado, che non è un problema nella coltivazione commerciale della patata. Pertanto, qualsiasi azienda di sementi professionale deve controllare in modo indipendente i vettori di afidi utilizzando tecniche standard. Ed è abbastanza trasparente e unificato, devi solo conoscere i dettagli importanti. La base del sistema di monitoraggio degli afidi sono le trappole gialle di Merike (foto 5). Devono essere installati appena sopra l'altezza delle piante, su un'area sgombra da tutte le piante nelle immediate vicinanze del campo di patate. (I professionisti della protezione delle colture possono ottenere una stima ragionevolmente accurata del numero di afidi visualizzando direttamente le 100 foglie superiori, centrali e inferiori lungo la diagonale del campo.)
Gli afidi alati intrappolati dovrebbero essere raccolti settimanalmente e la composizione delle specie determinata. La capacità di trasportare virus in diverse specie di afidi differisce in modo significativo. L'afide verde pesca più dannoso (foto 6,7) ha un'efficienza pari a uno, tutti gli altri hanno coefficienti molto più bassi (Tabella 2,3). I fattori di nocività delle specie di afidi sono stati proposti dagli scienziati inglesi (Felton B. et al., 2013) e sono utilizzati ovunque. Differiscono per Y-virus e VLK, cioè per diversi meccanismi di trasmissione del virus. Specie particolarmente pericolose che colonizzano patate, ad es. quelli che abitano le patate formano forme senza ali che portano anche virus. Questi includono la pesca, la patata, la patata grande, l'olivello spinoso e gli afidi dell'olivello spinoso. Le restanti specie considerate non colonizzano le patate, ma trasportano virus in transito, nel processo di iniezioni di test alla ricerca di colture foraggere abituali. La determinazione della composizione delle specie di afidi alati richiede un'alta qualificazione e la presenza di un microscopio. Gli identificatori fondamentali degli afidi sono stati pubblicati 40-50 anni fa e ora sono una rarità bibliografica. Gli ultimi atlanti a colori della Germania (2000) e dei Paesi Bassi (2008) possono essere acquistati nei negozi online degli editori. Esistono siti specializzati sugli afidi, ad esempio aphid.aphidnet.org, ma su di essi vengono presentate frammentarie specie puramente di patate. Quando si analizzano i contenuti delle trappole, non si deve perdere di vista la possibilità di entrare in esse cicale e psillidi (foto 8,9), che portano la colonna e il virus dei chip Zebra che è già penetrato in Europa.
Foto 8. Cicale Foto 9. Psillida
Il numero di afidi catturati viene convertito nell'indice di pressione vettoriale (IVD). Gli afidi della pesca sono presi in considerazione in unità reali, tutte le altre specie sono moltiplicate per il coefficiente di nocività. In effetti, vengono convertiti in un'unità di misura, il formato della nocività degli afidi di pesca. Quindi, se vengono catturati 20 pezzi di afidi di patate, quindi per calcolare l'indice, il loro numero sarà 20x0,2 = 4 unità. La quantità totale in termini di afide pesca è l'indice di pressione del vettore. È più logico considerare l'IVD per le specie di afidi non persistenti come il più problematico. Un indice inferiore a due unità è completamente sicuro, verde. Da 2 a 10: colore giallo, stato di prontezza, adozione di misure di protezione a discrezione dell'impresa. Un IED superiore a 10 richiede l'uso di dispositivi di protezione contro gli afidi. Ciò è verificato dall'autorità di certificazione. La mancata adozione di misure di protezione è la base per abbassare la classe di semi o emettere ordini per distruggere le cime. La soglia di nocività degli afidi (10 unità di afidi di pesca) è stata stabilita nel corso di studi speciali sul grado di infezione del materiale di semi a diverse pressioni vettoriali. L'infezione da virus aumenta in modo significativo se il numero di afidi supera la soglia, con quantità minori la differenza tra i livelli di infezione non è significativa. Di conseguenza, con un livello verde e giallo di un IVD, le misure protettive non danno un effetto, non influenzano il livello di infezione e non ha senso condurli.
In alcuni paesi europei, per tutti i punti di monitoraggio, viene effettuato il calcolo dell'IRA totale (accumulato) dall'inizio della stagione di crescita (Fig. 1). Sono stati stabiliti i valori limite del totale IWD, dopodiché il servizio di certificazione emette un ordine per lo sfalcio e l'essiccazione delle cime nelle parcelle di semina. Qual è questo valore limite? Nei Paesi Bassi, IWD attualmente - 80 unità di afide della pesca (Haverkort A., 2018). Questi indicatori non sono specificati nelle norme nazionali di certificazione ufficiale. Ma si sottolinea che quando si emette un ordine per la falciatura delle cime, non viene preso in considerazione solo l'indice di pressione vettoriale accumulato, ma anche la resistenza delle varietà all'infezione virale (esiste una gradazione ufficiale delle varietà coltivate secondo questa caratteristica), il numero di piante con sintomi di virus, identificato durante un'ispezione sul campo, che svolge attività protettiva misure contro gli afidi. Agli agricoltori vengono concessi da due (Paesi Bassi) a tre (Scozia) giorni per adempiere alla prescrizione. Il mancato rispetto della prescrizione comporta la negazione della certificazione o il declassamento della classe di sementi.
Il monitoraggio continuo qualificato di afidi-vettori di malattie virali fornisce una comprensione operativa del livello del background infettivo e consente di adottare misure protettive non di routine, ma secondo necessità, risparmiando così fondi significativi sui prodotti fitosanitari. Inoltre, ai coltivatori di sementi dell'UE viene fornito un servizio di avviso di inizio estate sugli afidi. Nel sistema degli istituti di ricerca sul budget, funzionano diverse trappole di aspirazione (foto 10), che rilevano i vettori nell'aria ad alta quota. Una trappola di aspirazione fornisce una previsione accurata entro un raggio di 100 km. Si può solo sognare un tale servizio, ma le informazioni fornite consentono di esercitare correttamente il controllo a livello di singola impresa, trasformando le informazioni ricevute in misure operative per il controllo delle malattie virali, tenendo conto della situazione che si è sviluppata in un determinato anno e in ambiti specifici. L'elenco di queste misure include varie tecniche per isolare e proteggere i lotti di semi.
2. Isolamento spaziale. La distribuzione della produzione di patate da semina in regioni con un background infettivo minimo di vettori di malattie virali è praticata in tutti i paesi di coltivazione di patate sviluppata. Quindi, nei Paesi Bassi, la produzione di sementi si concentra sui polder costieri settentrionali (Fig. 2).
Osservazioni a lungo termine hanno confermato che in questo settore lo sfondo infettivo è una volta e mezzo inferiore e che il livello stagionale critico di infezioni respiratorie temporanee si verifica in media il 26 luglio, due settimane dopo rispetto al sud del paese. (Haverkort A., 2018). Questo può essere chiaramente visto in Fig. 1: a nord, lo IED è verde, a sud, rosso. Si può concludere che nel sud dei Paesi Bassi la produzione di sementi di patate è estremamente rischiosa e non c'è nulla da dire su più paesi del sud. Ma non dimenticare la relatività. Se non ti riposi al confine con i Paesi Bassi e guidi verso sud tutto il Belgio, quindi nel nord della Francia, nella regione costiera del Canale della Manica, c'è una zona di produzione di semi di patate di questo paese. La Francia è al secondo posto nel mondo in termini di esportazioni di patate da semina. Ciò implica un prodotto di alta qualità, mentre l'area di produzione di sementi francese si trova 700 km a sud dei polder olandesi. I coltivatori di semi, a causa dell'elevato livello di tecnologia e organizzazione, producono beni meritevoli, sebbene per ovvi motivi non sia possibile vedere i risultati del monitoraggio degli afidi di dominio pubblico.
La regione scozzese del seme di patata è concentrata a nord-est, sulla costa (Fig. 3). Se si osserva il monitoraggio inglese degli afidi negli ultimi anni, in questa zona lo sfondo infettivo è due volte inferiore rispetto all'Inghilterra centrale. Ma si scopre che nella stessa Scozia ci sono aree con ancora meno afidi, nel sud-est, al confine con l'Irlanda del Nord. Perché lì crescono le patate da semina?
Ovviamente, a causa della minore idoneità del terreno per la composizione meccanica e la rocciosità. Se ci concentriamo solo sugli afidi, allora tutta la produzione di sementi di patate dell'UE sarebbe logica da collocare in Scandinavia. Sono stati fatti alcuni passi in questa direzione. Letteralmente a 200 km dal circolo polare artico, sul 64 ° parallelo, c'è una zona finlandese, una delle cinque HG europee, per la produzione di semi di patate (foto 14). Ogni anno vengono coltivate fino a 1000 mila tonnellate di patate da semina su un'area di 30 ettari. Le condizioni climatiche sono minimamente sufficienti: la stagione di crescita va da maggio a ottobre, ore di luce molto lunghe all'inizio della stagione di crescita, è fresca e piove abbastanza fino a 300 mm (Fig. 4).
Il background infettivo degli afidi è stato studiato a fondo da ricercatori indipendenti (Kirchner S. et al., 2013) utilizzando trappole gialle e aspiranti. Da 20 a 3000 afidi cadono nella trappola a settimana (Fig.5). Ma tra loro ci sono solo il 10-20% dei portatori di virus, il resto sono specie di alberi e arbusti non specifici. Gli afidi della pesca praticamente non si verificano nel nord, occasionalmente si trovano afidi della patata.
La continuazione dell'articolo sarà pubblicata sulla rivista Potato System n. 3, 2020.
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