Sergey Banadysev, maataloustieteiden tohtori, Doka-Gene Technologies LLC: n jalostusohjelman johtaja
Perunoiden virustautien haitallisuus kasvaa jatkuvasti. Viime vuosina niiden aiheuttama vahinko ilmenee paitsi sadon laskuna myös mukuloiden myyntikelpoisuuden heikkenemisenä. YBK-, VLK-, moppi- ja helistinvirusten nekroottiset kannat tekevät perunoista epätyypillisiä, kun taas uusien lehtien kantojen oireet ovat yhä vähemmän havaittavissa. Y-viruksesta tulee erityisen ongelmallinen (kuva 1-4). Sen nekroottisille kannoille ei ole resistenssigeenejä; klassisen valintamenetelmän avulla on mahdotonta luoda lajikkeita, joilla on suuri vastustuskyky. Virustautien patogeenien biologian ja ominaisuuksien huomioon ottaminen ei ole tämän artikkelin aihe (tästä aiheesta on enemmän kuin tarpeeksi tietoa), keskitymme analysoimaan käytettävissä olevia mahdollisuuksia saada korkealaatuista siemenmateriaalia virussairauksiin.
Ensinnäkin, sinun on selvennettävä korkealaatuisen käsite. Standardien vaatimukset edellyttävät tiukkoja rajoituksia virustautien ulkoiselle ilmenemiselle, ja monissa maissa, mukaan lukien Venäjän federaatio, mukuloiden sisäinen, piilevä infektio on lisäksi rajoitettu. Samalla virussairauksien toleranssien säätelyssä on monia vivahteita, ja jotkut niistä ovat merkittäviä (taulukko 1). Selvitetään yksityiskohdat.
Ensi silmäyksellä Alankomaiden piilevän tartunnan standardit vaikuttavat olevan erittäin tiukat: eliitin toleranssi on vain 1,4 prosenttia. Mutta NAK: n sisäinen analyysimenetelmä selittää tämän ja tekee sen selväksi. Pakollinen on superelite-luokan ja sen yläpuolella olevan piilevän infektion hallinta. Analyysi suoritetaan PCR: llä ja vain Y-viruksella. 50 mukulaa yhdistetään yhdessä PCR-näytteessä. Erää pidetään standardina, jos korkeintaan yhdellä näytteestä neljästä tai enintään kahdella näytteellä kahdeksasta tai kolmella näytteellä 12: sta on positiivinen reaktio analysoidun näytteen mukuloiden kokonaismäärästä riippuen. 0,6%: n toleranssi saadaan olettamalla, että 50 mukulan näytteessä on vain yksi tartunnan saanut. Mutta tämä on ihanteellisessa tapauksessa, teoriassa, kaikki 50 mukulaa 50 mukulan yhdistelmänäytteessä voivat olla tartunnan saaneet. Ja sitten puolueen todellisen piilotetun tartunnan pitäisi olla 25%, ei 0,6%.
Realistit piilevän infektion arvioinnissa ovat skotlantilaiset ja amerikkalaiset. Skotlannissa asuu yksi viidestä erittäin hyväksytystä korkealaatuisesta (HG) EU: n perunasiementen suojelualueesta. Tämä on korkealaatuisen materiaalin tuotantoalue. Siellä olevat sertifiointisäännöt eivät kuitenkaan vaadi piilevän infektion pakollista todentamista. Kyllä, on suositeltavaa tehdä se, mutta piilevän tartunnan taso ei vaikuta varmennustuloksiin. Yhdysvalloissa mukulainfektiot arvioidaan käyttämällä klassista maaperän valvontamenetelmää. Syksyllä näytteet otetaan kaikista sertifioitavista eristä ja lähetetään Havaijiin tai Floridaan. Talvea ei ole, mukulat istutetaan heti maaperään ja arvioidaan virustautien visuaalisen ilmenemisellä kasvukauden aikana. Ja oikeutetusti, jokainen piilotettu tartunta ei heijastu lehdissä ja satoissa, joskus se pysyy piilevässä muodossa monien vuosien ajan aiheuttamatta mitään haittaa. Helmikuuhun mennessä on saatu tuloksia olemassa olevien virustautien erityisestä ilmenemisestä jälkeläisillä. Siementen ostajilla on sama kuva, mutta myöhemmin. Nämä tiedot määrittävät vuotuisen varmentamisen lopputuloksen, ja tärkein kevään toteutus toteutetaan ottaen huomioon nämä tiedot.
UNECE: n, Saksan ja Ranskan standardit S-1 myös säätelevät ja käyttävät virusten arviointia suorissa jälkeläisissä. Sadonkorjuun jälkeen on tarpeen ottaa näytteitä 100 mukulasta, kasvaa kasvihuoneessa ja arvioida virustautien ilmeneminen lehtiä. Pohjimmiltaan tämä on myös maaperän valvontaa, vain suljetussa maassa, kalliimpi vaihtoehto. Laboratoriotestit suoritetaan vain kiistanalaisissa tapauksissa. Mutta samassa S-1 -standardissa on ristiriita, koska visuaalisen lisäksi myös laboratoriomenetelmän käyttömahdollisuus mainitaan arviointimenettelyä koskevassa osassa. Asiantuntijat ymmärtävät, että ELISA: lla tai PCR: llä havaitaan viruskasveja useita kertoja enemmän kuin visuaalisesti.
GOST 33996-2016: n vuonna 2018 Venäjän federaatiossa käyttöönottamien piilossa tartunnan normeista säädetään laboratoriotutkimuksista ilman visuaalista arviointia kasvatetuista jälkeläisistä, ja ne ovat selkeitä ainutlaatuisesti. Uuden standardin mukaan vain alkuperäisen siemenmateriaalin piilevän saastumisen arviointi on pakollista: SSE ja korkeampi. Mutta nuotti avaa valtavia mahdollisuuksia improvisointiin ja improvisaatioon: “Merkintä. Laboratoriotestit tehdään siemenperunoiden valmistajan tai toimittajan pyynnöstä niille superelite-, eliitti- ja lisääntymis siemenperunoille, jotka tulevat liikkeeseen maissa, jotka ovat ottaneet standardin käyttöön. Suurimmat sallitut normit virus- ja / tai bakteeri-infektion rajoittamiseksi mukulanäytteiden laboratoriotestien tulosten perusteella voidaan vahvistaa osapuolten sopimuksella siemenperunoiden toimittamista koskevissa sopimuksissa (sopimuksissa). ES-luokan osapuolten UVK-rajoitusten enimmäistaso laboratoriotestien tulosten mukaan saa olla enintään 10%. " Nämä kolme ehdotusta ovat muuttaneet standardin tiukasta ja yksiselitteisestä asiakirjasta lailliseksi hölynpölyksi, lähteeksi tuottajien ja asiakkaiden suhteiden selventämiseksi, valitusvälineeksi. Kuinka voidaan sallia (korvata olennaisesti standardi) ja luottaa osapuolten sopimukseen laatuasioissa, koska myyjän ja ostajan edut eivät voi tässä olla samat. Kuinka samat standardit voidaan vahvistaa eri luokille, koska laadun heikkeneminen sen seurauksena väistämättä. Ja toisen standardin 33996-2016 säännöksen - latentin tartunnan arvioinnin virussairauksista - sallitaan suorittaa sekä ELISA: lla että PCR: llä. Huolimatta siitä, että näiden menetelmien herkkyys vaihtelee suuruusluokkaa. Mutta standardi on hyväksytty ja otettu käyttöön, sen normien ja vaatimusten noudattaminen on pakollista kaikille siemenyrityksille.
Perunansiemenet tuotetaan tällä hetkellä kaikissa maissa, joissa perunanviljely on kehittynyt ns. Viruksettomasti. Solujen ja kudosten viljely yhdessä lämpökemoterapian ja mikroklonaalisen etenemisen kanssa mahdollistaa alkuperäisen siemenmateriaalin, jolla ei ole viruspitoisuutta perunasoluissa. Mutta sinun on ymmärrettävä kaksi asiaa: nolla ei tarkoita täydellistä poissaoloa, vaan mahdollisuutta olla läsnä määränä käytettävissä olevien molekyylidiagnostiikkamenetelmien herkkyysrajan alapuolella. Virusten poistaminen ei tarkoita perunoiden vastustuskykyä viruksille. Ilman luotettavaa suojaa virustautien uudelleeninfektiota vastaan terveellisistä perunansiemenistä tulee eräänlainen F-1-hybridit, joissa vain ensimmäinen sukupolvi antaa erinomaiset tulokset, ja lisääntymisen myötä suorituskyky laskee jyrkästi. Siemenperunoiden ostamista yhden vuoden viljelyä varten alueilla, joilla on stressaava ilmasto ja korkea tartuntatausta, harjoitetaan laajalti, myös Venäjän federaation eteläosassa. Mutta tällaisen siemenmateriaalin toimittamisjärjestelmän avulla siementen on oltava riittävä määrä ja kohtuulliseen, kohtuuhintaan. Peltokasvien siementen tuotantovaiheen koko tarkoitus on maksimoida kohtuuhintaiset siemenmäärät ja samalla tiukasti uudelleentartunta. Lähes kaikki pakolliset ja erityiset organisatoriset, metodologiset ja teknologiset toimenpiteet ja toimet on tarkoitettu tähän. Viruksella tartunnan saanutta kasveja ja mukuloita ei voida parantaa, ja taistelu virustaudeilta ilmaistaan kirvojen aiheuttaman kasvi-infektion estämisessä ja mekaanisesti. Harkitse useita virustautien hallinnan kriittisiä näkökohtia, joihin on puututtava korkeimmalla tasolla.
1. Viruksen kirpeiden dynamiikan ja lajien koostumuksen laskenta ja siihen vastaaminen. Kirvojen virusten siirtyminen sairaista kasveista terveisiin, yhdessä istutusmateriaalin alkuperäisen tartunnan ja mekaanisen siirron kanssa on tärkein syy siemenperunoiden uudelleinfektioon. Suurin osa viruksista pysyy virulentteina ja pysyy kirvojen suussa useita tunteja. Tänä aikana kirvat voivat lentää kymmeniä kilometrejä puutarhasta, kaatopaikalta, huonolaatuisista kylvöistä ja päätyä siementarhoihin. Tätä prosessia on tarpeen tarkkailla siemenviljelyalueilla käytännössä jatkuvasti - istutuksesta latvojen täydelliseen kuivumiseen. On huomattava, että kaikissa kehittyneen perunanviljelyn maissa kirvojen seuranta toteutetaan merkittävällä budjettirahoituksen ja johtavien tutkimuslaitosten osallistumisella. Seurannan tulokset ja siemenyritysten vastaukset niihin on otettava huomioon sertifioinnin yhteydessä. Valtion kasvinsuojelupalvelu toimi aikoinaan näin maassamme. Tällä hetkellä Venäjän federaatiossa jostain syystä perunoita valvotaan vain Coloradon perunakuoriaisen osalta, mikä ei ole ongelma kaupallisessa perunanviljelyssä. Siksi kaikkien ammattimaisten siemenyritysten on kontrolloitava kirvovektoreita itsenäisesti vakiotekniikoita käyttäen. Ja se on melko läpinäkyvä ja yhtenäinen, sinun tarvitsee vain tietää tärkeät yksityiskohdat. Kirvojen seurantajärjestelmän perustana ovat Meriken keltaiset ansat (kuva 5). Ne on asennettava juuri kasvien korkeuden yläpuolelle alueelle, joka on puhdistettu kaikista kasveista perunapellon välittömässä läheisyydessä. (Kasvinsuojeluasiantuntijat voivat saada kohtuullisen tarkan arvion kirvojen lukumäärästä katsomalla suoraan 100 ylä-, keski- ja alareunan lehteä pellon lävistäjältä.)
Loukkuun jääneet siipikarhot on kerättävä viikoittain ja määritettävä lajien koostumus. Kyky kuljettaa viruksia eri kirpulajeissa eroaa huomattavasti. Haitallisimmalla - vihreän persikankirjalla (kuva 6,7) on yhtä suuri hyötysuhde, kaikilla muilla kertoimet ovat paljon alhaisemmat (taulukko 2,3). Englantilaiset tutkijat ehdottivat lehetälajien haitallisuustekijöitä (Felton B. ym., 2013), ja niitä käytetään kaikkialla. Ne eroavat Y-viruksesta ja VLK: sta, toisin sanoen viruksen leviämisen erilaisista mekanismeista. Erityisen vaaralliset lajit, jotka kolonisoivat perunoita, ts. perunan asukkaat muodostavat siipittömiä muotoja, joissa on myös viruksia. Näitä ovat persikka, peruna, iso peruna, tyrni, tyrni-kirvoja. Jäljelle jäävät lajit eivät kolonisoi perunoita, mutta ne kuljettavat viruksia kuljetuksen aikana, injektiokokeissa etsittäessä tavallisia rehukasveja. Siivekäisten kirppujen lajien koostumuksen määrittäminen vaatii korkeaa pätevyyttä ja mikroskoopin läsnäoloa. Lehtikirjojen perustunnisteet julkaistiin 40-50 vuotta sitten, ja ne ovat nyt bibliografinen harvinaisuus. Uusimmat Saksan (2000) ja Alankomaiden (2008) täysväriset atlassit voidaan ostaa kustantajien verkkokaupoista. Lehtikirjoilla on erikoistuneita sivustoja, esimerkiksi aphid.aphidnet.org, mutta niissä puhtaasti perunalajit on esitetty osittain. Ansojen sisältöä analysoitaessa ei pidä unohtaa mahdollisuutta päästä niihin silikageja ja psyllidejä (kuva 8,9), jotka kuljettavat kolonnia ja Zebra-siruvirusta, joka on jo tunkeutunut Eurooppaan.
Kuva 8. Cicadas Kuva 9. Psillida
Pyydettyjen lehetäjien lukumäärä muunnetaan vektoripaineindeksiksi (IVD). Persikka-kirvoja otetaan huomioon todellisissa yksiköissä, kaikki muut lajit kerrotaan haittokerroimella. Itse asiassa ne muunnetaan yhdeksi mittayksiköksi, persikka-lehmien haitallisuuden muotoksi. Joten jos pyydetään 20 perunaperhunpalaa, indeksin laskemiseksi niiden lukumäärä on 20x0,2 = 4 yksikköä. Kokonaismäärä persikka-aphina ilmaistuna on vektoripaineindeksi. On loogisempaa pitää IVD: tä pysymättömien aphien lajien kannalta ongelmallisimpana. Alle kahden yksikön indeksi on täysin turvallinen, vihreä. 2-10 - keltainen väri, valmiustila, suojatoimenpiteiden toteuttaminen yrityksen harkinnan mukaan. Yli 10: n IED edellyttää suojalaitteiden käyttöä kirvoja vastaan. Tämän varmentaja myöntää. Suojatoimenpiteiden laiminlyönti on perusta siemenluokan alentamiselle tai määräysten antamiselle yläosien tuhoamiseksi. Lehtiherkkyyshaittokynnys (10 yksikköä persikkaaphia) määritettiin erityistutkimuksissa siemenmateriaalin tartuntaasteesta erilaisilla vektoripaineilla. Virusinfektiot lisääntyvät merkittävästi, jos kirpeiden lukumäärä ylittää kynnyksen, pienemmillä määrillä ero infektiotasojen välillä ei ole merkittävä. Vastaavasti IVD: n vihreällä ja keltaisella tasolla suojatoimenpiteet eivät anna vaikutusta, eivät vaikuta tartunnan tasoon eikä niitä ole mitään syytä suorittaa.
Joissakin Euroopan maissa kaikkien seurantapisteiden osalta lasketaan IRA: n kokonaismäärä (kertynyt) kasvukauden alusta (kuva 1). IWD: n raja-arvot on määritetty, minkä jälkeen sertifiointipalvelu antaa tilauksen niitolle ja latvojen kuivumiselle siemenalueilla. Mikä on tämä raja-arvo? Alankomaissa IWD on tällä hetkellä 80 yksikköä persikan kirvoja (Haverkort A., 2018). Näitä indikaattoreita ei ole määritelty kansallisissa virallisissa sertifiointisäännöissä. Mutta korostetaan, että kun annat tilauksen latvojen niittämisestä, otetaan huomioon paitsi kertynyt vektoripaineindeksi myös lajikkeiden vastustuskyky virusinfektiolle (viljeltyjen lajikkeiden virallinen porrastus on tämän ominaisuuden mukaan), kasvien määrä, joilla on viruksen oireita, tunnistettu kenttätarkastuksen aikana kirvoja vastaan. Viljelijöillä on kaksi (Alankomaat) - kolme (Skotlanti) päivää aikaa täyttää lääkemääräys. Reseptin noudattamatta jättäminen johtaa sertifioinnin epäämiseen tai siemenluokan alentamiseen.
Virustautien kirvovektorien pätevä jatkuva seuranta antaa operatiivisen käsityksen tarttuvan taustan tasosta ja antaa sinun toteuttaa suojatoimenpiteitä ei rutiininomaisesti, vaan tarpeen mukaan, mikä säästää merkittäviä varoja kasvinsuojeluaineille. Lisäksi EU: n siementuottajille tarjotaan kirvojen alkukesän varoituspalvelu. Budjettitutkimuslaitosten järjestelmässä toimii useita imulukkoa (kuva 10), jotka havaitsevat ilmassa kantajia suurissa korkeuksissa. Yksi imulukko antaa tarkan ennusteen 100 km: n säteellä. Tällaisesta palvelusta voi vain haaveilla, mutta annettujen tietojen avulla voit käyttää valvontaa oikein yksittäisen yrityksen tasolla muuttamalla saadut tiedot operatiivisiksi toimenpiteiksi virustautien torjumiseksi ottaen huomioon tiettynä vuonna ja tietyillä aloilla kehittynyt tilanne. Näiden toimenpiteiden luettelo sisältää erilaisia tekniikoita siemenalueiden eristämiseksi ja suojaamiseksi.
2. Alueellinen eristäminen. Siemenperunatuotannon jakautumista alueille, joilla virustaudin levittäjät ovat minimaalisesti tarttuvia, toteutetaan kaikissa kehittyneen perunanviljelymaan maissa. Joten Alankomaissa siementuotanto on keskittynyt pohjoisen rannikon polderiin (kuva 2).
Pitkäaikaiset havainnot ovat vahvistaneet, että tällä alueella tartuntatausta on puolitoista kertaa matalampi ja väliaikaisten hengitystieinfektioiden kriittinen vuodenajan kriittinen taso tapahtuu keskimäärin 26. heinäkuuta, kaksi viikkoa myöhemmin verrattuna maan eteläosaan. (Haverkort A., 2018). Tämä näkyy selvästi kuvassa 1: pohjoisessa IED on vihreä, etelässä punainen. Voidaan päätellä, että Alankomaiden eteläosissa perunan siementen tuotanto on erittäin vaarallista, eikä eteläisemmissä maissa ole mitään sanottavaa. Mutta älä unohda suhteellisuusteoriaa. Jos et lepää Alankomaiden rajaa vasten ja ajat koko Belgian eteläpuolelle, niin Pohjois-Ranskassa, Englannin kanaalin rannikkoalueella, on tämän maan perunoiden siementuotannon vyöhyke. Ranska on toisella sijalla maailmassa siemenperunan viennissä. Tämä tarkoittaa korkealaatuista tuotetta, kun taas Ranskan siementen tuotantoalue sijaitsee 700 km etelään Hollannin poldereista. Siemenkasvattajat tuottavat korkean teknologian ja organisaation korkean tason vuoksi arvokkaita tavaroita, vaikka ilmeisistä syistä ei ole mahdollista nähdä aphien seurannan tuloksia julkisella alueella.
Skotlannin perunansiemenalue on keskittynyt koilliseen, rannikolle (kuva 3). Jos tarkastelemme kirppujen seurantaa englannissa viime vuosina, niin tällä vyöhykkeellä tarttuva tausta on kaksi kertaa matalampi kuin Keski-Englannissa. Mutta osoittautuu, että itse Skotlannissa on alueita, joilla on vielä vähemmän kirvoja, kaakkoon, Pohjois-Irlannin rajan. Miksi siemenperunoita kasvatetaan siellä?
Ilmeisesti johtuen maan heikommasta soveltuvuudesta mekaaniseen koostumukseen ja kivisyyteen. Jos keskitymme vain kirpeisiin, EU: n perunoiden koko siementuotanto olisi loogista sijoittaa Skandinaviaan. Tietyt vaiheet tähän suuntaan on toteutettu. Kirjaimellisesti 200 km napapiiriin, 64. rinnakkain, on suomalainen, yksi viidestä Euroopan HG: stä, perunoiden siementen tuotantovyöhyke (kuva 14). Siellä kasvatetaan vuosittain jopa 1000 tuhatta tonnia siemenperunoita 30 hehtaarin alueella. Ilmasto-olosuhteet ovat minimaalisesti riittävät: kasvukausi on toukokuusta lokakuuhun, hyvin pitkät kesäajanjaksot kasvukauden alussa, se on viileä ja riittävästi sademäärä on jopa 300 mm (kuva 4).
Kirvojen tarttuvaa taustaa tutkivat perusteettomasti riippumattomat tutkijat (Kirchner S. et al., 2013) käyttäen keltaisia ja imulukkoa. Ansaan putoaa 20 - 3000 kirvaa viikossa (kuva 5). Mutta niiden joukossa on vain 10-20% viruksen kantajia, loput ovat epäspesifisiä puu- ja pensaslajeja. Persikka-kirvoja ei käytännössä löydy pohjoisesta, perunan kirvoja löytyy satunnaisesti.
Artikkelin jatko julkaistaan lehdessä Perunajärjestelmä nro 3, 2020.
Poliisi