Vi fixar starten

www.kws.com
KWS SAAT AG
P. O. Box 14 63
37555 Einbeck
Tel.: 00 49 / 55 61/ 311 -628
Fax: 00 49 / 55 61/ 311 -928
E-Mail: [email protected]
www.kws.com
Vi fixar starten
Innehållsförteckning
2
Vad är Rhizomania ?
4
Ursprung, historia och
spridning av sjukdomen
5
Biologi: virusets livscykel
5
Blad- och rotsymptom
6
Skador och effekter
· Reducerad skörd och kvalitet
· Förändringar av kvalitetsparametrar.
9
Bevis för sjukdomen
10
Vad kan lantbrukaren göra för
att minska rhizomaniahotet ?
· Användning av toleranta sorter
13
Rhizomaniaförädling
· Förädling med konventionella metoder
· Förädling med biotekniska metoder
15
Sammanfattning
· Symptom
· Bevis på sjukdom
18
Framtidsutsikter
18
3
Vad är Rhizomania ?
Rhizomania är en växtsjukdom hos familjen
Chenopodiaceae orsakad av viruset BNYVV (Beet
Necrotic Yellow Vein Virus), som överförs och
sprids av en jordburen svamp, Polymyxa betae.
Ursprung, historia och spridning av sjukdomen
Sjukdomen Rhizomania orsakade betydande skördeförluster i sockerbetsodlingen i norra Italien på
mitten av femtiotalet. De senaste årtiondena har
man funnit Rhizomania på många platser i Europa.
Virussjukdomen sprids med en jordbunden svamp,
Polymyxa betae, och har hittats i alla betydande
områden där det odlas betor, inkl. i USA, CIS,
Kina och Japan.
Fig. 1:
Spridning
av Rhizomania
i Europa
Biologi: virusets livscykel
0,1–10%
10–30%
30– 70%
+70%
Rhizomania är en sjukdom som överförs av Polymyxa betae, en svamp som finns i jorden. Under
optimala förhållande, dvs. en jordtemperatur på
15–25° C, ett neutralt till svagt alkaliskt pH-värde
och en hög markfuktighet, utvecklas s.k. simmande sporer (zoosporer) från de vilande svampsporerna i jorden. Efter det att värdplantan, som förutom sockerbetor också inkluderar andra Beta- och
Chenopodium arter (t.ex. foderbetor, mangold,
rödbetor, och spenat) infekterats, utvecklas plasmodier, som antingen frigör fler zoosporer eller
bildar vilande sporer som kan orsaka infektioner
under åtminstone 20 år framåt.
Rhizomania kan spridas genom förflyttning av jord
vid jordbearbetning, sådd, sprutning, och med
bevattningsutrustning, skördemaskiner och transportfordon. Jordpartiklar kan också spridas med
vatten, (dräneringsvatten, avloppsvatten, bevattning), vind, och t.o.m. på skor, vilt och fåglar.
4
5
Fig. 2:
Mikroskopisk bild
av jordsvampen
Polymyxae betae,
som visar svampens överlevnadsorgan i rotvävnaden hos en ung
sockerbeta.
Fordon behäftade med jord som färdas långa
sträckor och produkter med minimal jordhalt (t.ex.
utsädespotatis) är ofta orsak till smittspridningen.
Fig. 3:
Gula fläckar längs
bladnerven
Under odlingssäsongen utvecklas vid ett högt
infektionstryck, ett antal blad- och rotsymptom
som tyder på brist på näring (kväve, bor och mangan) och vatten.
Enligt de senaste forskningsresultaten kan viruset
inte överföras med betfrön (genom systemisk
infektion), och virusbärande vektorer kan inte
spridas genom processat och pelleterat utsäde.
Insekter och nematoder är inte vektorer.
Blad- och rotsymptom
De rhizomaniasymptom som är viktiga för en
diagnos i fält uppträder både på blad och rot. Endast i extrema fall vissnar plantorna i ett tidigt utvekklingsstadium.
Symptomen på sjukdomen som gett upphov till
namnet gult nervvirus – tydliga gula fläckar längs
bladnerven – observeras sällan och är ett resultat
av en systemisk infektion av viruset.
6
Fig. 4:
Gulnande fläckar
i fält
Typiska bladsymptom visar sig som gula fläckar
i fältet, och kan förväxlas med kvävebrist eller
nematodangrepp. Under torra förhållande kan
plantor vissna trots att jorden har god markfukt på
platsen.
7
Enstaka plantor med ljus färg, långa stjälkar och
ovanligt smala blad indikerar en Rhizomania infektion.
Om man skär i de nedre rotdelarna så finner man
en brun missfärgning, ibland kombinerad med
symptom på förruttnelse orsakad av sekundära
organismer.
Ett tidigt virusangrepp ger upphov till ett hämmat
växtsätt. Andra typiska symptom på roten är bildandet av rotskägg, som beror på ständig död och
nybildning av sidorötterna, och en missformad rot.
Fig. 5:
Enskilda plantor
med förändrad
blast
Fig. 7:
Brun
missfärgning
i roten
Fig. 6: Rotskägg
Skador och effekter
Reducerad skörd och kvalitet
Ovan beskrivna symptom orsakar förluster i rotskörden upp till 80% beroende på angreppets
svårighetsgrad. Förlusten i rotskörd ökar med
angreppets svårighetsgrad.
Innan man får stora skördeförluster så uppenbarar
sig dock ett antal symptom som indikerar infektion
av sjukdomen, utan att nödvändigtvis ge låga
rotskördar som resultat.
8
9
Förändringar av kvalitetsparametrar.
Möjliga indikatorer kan vara förändringar av kvalitetsparametrar som är uppenbara i enstaka lass levererade till fabriken.
· En väldigt låg sockerhalt
Ett alarmerande tecken är en starkt reducerad
rotskörd kombinerad med en låg sockerhalt samt
en ökning av kalium och speciellt natriumvärdena.
P.S. Jordpackning orsakar inte inre missfärgningar
i rötterna.
(upp till 6 % lägre än hos icke angripna betor.)
· Ett relativt högt Natriumtal (en ökning över
10mmol/100g socker eller 2 mmol/100g betor)
kan vara tidiga tecken på en infektion.
· Ett relativt lågt blåtal (runt 5mmol/100g socker
eller 1mmol/100g betor lägre än hos icke
infekterade betor).
· Ett relativt högt innehåll av icke utvinnbart
Alla symptom som beskrivs här ovan kan också
orsakas av andra biologiska och ickebiologiska
faktorer och är därför inte helt tillförlitliga för rhizomania.
Bevis för sjukdomen kan bara säkerställas efter ett
genomförande av ELISA-test på laboratorium.
I detta test extraheras saft från misstänkta rotdelar
och blandas med antikroppar som är specifika
för viruset. Efter ytterliggare analyser får man en
färgreaktion i provet om man hittar rhizomania.
socker.
Den låga sockerhalten och det höga natriumtalet
leder till ökade orenheter i betan.
Om alla parametrar här ovan uppfylls är det med
största sannolikhet troligt att rhizomanian är involverad. Ytterligare tillförlitlighet kan man bara få med
hjälp av test i laboratorium.
Testet kan utföras direkt på rotdelar från plantor där
man misstänker angrepp, eller indirekt på jordprov
från ett misstänkt fält. I jordprovet odlar man en
mottaglig sort i c:a 6–8 veckor under optimala förhållanden, för att sedan ta prov på dessa rotdelar.
Fig. 8:
Genomförande
av Elisa testen
Skador och effekter
Om lantbrukaren upptäcker de ovan beskrivna
symptomen (gulfläckig blast, nedvissnande betor
trots tillräcklig markfukt och hämmat växtsätt) i sitt
betfält, är det möjligt att det är ett rhizomaniaangrepp. Det finns dock viss risk för att förväxla
symptomen med kvävebrist eller ett nematodangrepp.
Närvaro av rotskägg på betorna och missfärgade
områden i pålroten stärker ytterligare misstanken
om ett virusangrepp.
10
11
Denna s.k. fångstplantmetod används när det saknas uppenbara bevis för ett angrepp i ett fält.
Fig. 9:
Fångstplanttest
och direkt test
av rötterna
sådd av
en mottaglig
sort
ackumulering
av vatten
jordprov
tillväxt vid
22– 25° C i
6 – 8 veckor
Spridning av rhizomania i jord involverar en smittbärare, och oftast är människan orsak till smittspridningen.
rötterna
skärs av
Två tillförlitliga
tester för rhizomania: Man tar prov
på rötter från
fångstplantor eller
direkt från betor
där man misstänker ett angrepp.
rotsaft
extraheras
laboratorieanalys
med ELISA metoden
12
Vad kan lantbrukarna göra
för att minska hotet från rhizomania ?
fältprov från
misstänkt beta
Fig. 10:
Odling av fångstplantor i material
från jordprovet.
Rhizomania kan spridas med maskiner och utrustning, men även med skor, som för jord med sig från
ett fält till ett annat.
Vidare kan spridning ske genom bevattning, om
smittan finns i vattnet som används för bevattning.
Därmed är möjligheterna att begränsa smittspridningen små. Lantbrukare och rådgivare som
besöker ett stort antal fält bör rengöra sina skor
mellan varje fält, speciellt i infekterade områden.
Man kan dock inte begära att varje enskild lantbrukare skall rengöra sina maskiner efter varje jordbearbetning innan han flyttar till nästa fält. Detta är
viktigare att ta hänsyn till vid maskinsamverkan och
i de fall man anlitar maskinstation. Dessa orsaker
gör att man har svårt att helt begränsa smittspridningen.
13
Rhizomaniaförädling
Användning av toleranta sorter
Den kontinuerliga vidareutvecklingen av rhizomaniatoleranta sorter, ger i dagsläget lantbrukaren
möjligheten att odla sockerbetor på rhizomaniainfekterade jordar utan risk för skördebortfall. KWS
toleranta sorter uppnår, både vid angrepp och ikke angrepp, en utvinnbar sockerhalt, som ligger på
samma nivå som standardsorterna vid ickeangrepp. Förutom denna vidareutveckling vad gäller
avkastning har även andra kvalitetskännetecken,
som t.ex. blåtalet, kunnat förbättrats. Med sin tolerans mot rhizomania ligger dagens sorter på samma låga blåtal som standardsorterna vid ickeangrepp.
I områden där rhizomania är allmänt förekommande kan användningen av toleranta sorter minska
spridningen av sjukdomen. Det är klart visat att
uppförökningen av viruset har minskat betydligt vid
användning av toleranta sorter jämfört med mottagliga sorter.
Det är viktigt att minimera uppförökningen av viruset, eftersom även de mest toleranta sorterna kan,
under svåra infektionsförhållande, lida skördeförluster. På det här viset kan betodlingen fortskrida
framgångsrikt framtill att det finns helt resistenta
sorter att tillgå. Det är en förhoppning att alla sorter slutligen skulle kunna bli helt resistenta mot rhizomania.
Förädling med konventionella metoder
Den klassiska förädlingen av rhizomaniatoleranta
sorter har alltid varit ett viktigt arbete hos KWS.
Dessa toleranta sorter har tagits fram genom att
korsa in toleranta egenskaper från olika vildbetor.
Denna toleransnivå har sedan kombinerats med
den höga avkastningspotentialen som finns i förädlingsmaterial hos KWS, genom ett återkorsningsprogram utfört i växthus. På detta sätt har
KWS tagit fram toleranta sorter som både vid odling på smittad eller smittfri mark har en avkastning
som nästan är lika hög som hos de icketoleranta
sorter som odlas på icke angripen mark.
Förädling med biotekniska metoder
Förutom klassisk förädling har försök gjorts med
andra biotekniska metoder. På så sätt skulle en
genmodifierad sockerbeta kunna erbjuda en långvarig lösning på rhizomaniaproblematiken, eftersom forskare på sätt och vis har lyckats vaccinera
betan mot sjukdomen.
KWS arbetar med genteknik för att utveckla sockerbetssorter som är resistenta mot virussjukdomen
rhizomania. Forskarna har lyckats isolera genen
som tillverkar virusets skalprotein. Genom att använda cellbiologi och molekylära metoder kan det
vara möjligt att överföra denna genen till sockerbetan, och på så vis framställa en transgenetisk
beta. Beroende på vaccinet, så orsakar den överförda genen en resistenseffekt mot sjukdomen hos
betan.
Man väntar sig snabba och konstanta framsteg inom forskningen kring genteknik för att få bukt med
rhizomania. Odlingen av toleranta sorter motverkar
skördeförluster, men kan ännu inte motverka spridningen av rhizomania viruset. Om man däremot
använder en genetiskt modifierad beta kan man
helt förhindra att viruset utvecklas i värdplantan.
De första försöken har uppvisat uppmuntrande
resultat.
14
15
Genom användandet av genteknik är det möjligt att
överföra vissa specifika egenskaper. Men genteknik kommer inte att ersätta konventionella förädlingsmetoder; de kommer att komplettera varandra.
Med hjälp
av genteknik
genresurser
Traditionellt
Fig. 12:
Förädlingsmetod
Växter av
samma art
Växter, bakterier,
svampar, virus
Utvärdering, isolering,
syntes av gener
Integration
integratie
av gener i
van genen
växtceller
in plantencellen
Variation
2–4 år
Regeneration
regeneratie
tot
av
en hel växt
planten
Fig. 11:
Hur man
producerar
virusresistenta
plantor
En sockerbeta
angripen av
rhizomania
Korsning
Steg 1: Isolering
av viruset från en
angripen beta.
Steg 2: Isolering av
genen som producerar
virusets skalprotein
och överföring av
denna gen till kärnan
hos enskilda sockerbetsceller.
Steg 3: Dessa celler
regenereras till plantor. Virusets skalprotein finns i alla dessa
plantors celler och
utgör en skyddsmekanism mot
invaderande
rhizomaniavirus.
16
Dessutom överförs en markerad gen som
används för
att identifiera
cellerna som
har blivit resistenta.
Utvärdering av
evaluatie
viktiga
anlag
van belangrijke
karaktereigenschappen
FÖRSÖK
jaren, locaties
År, platser,
herhalingen
replikering
Urval
8–12 år
opbrengst
Avkastning,
resistentie
resistens
Urval
Officiella försök
Steg 4:
En rhizomania resistent
sockerbeta.
SORT
17
Sammanfattning
Rhizomania är en virussjukdom som kan orsaka
stora förluster i skörd och betkvalitet.
Symptom
Fläckvis gulfärgning av betblad i fält
Långa bladskaft och smala blad
Dvärgväxt samt utveckling av rotskägg på betor
Brunfärgning av rot efter tvärsnitt.
·
·
·
·
Ytterligare kännetecken
· Ökade natriumvärden
· Lägre sockerhalt
· Lägre blåtal
· Minskad rotskörd
Bevis på sjukdom: ELISA test på laboratorium.
En kemisk kontroll av rhizomania är inte möjlig, den
enda användbara åtgärden för närvarande är
odling av toleranta sorter. En slutlig lösning på
problemet med rhizomania kan bara ske genom
resistensförädling och eventuellt med hjälp av
genteknik.
Framtidsutsikter
Den fortsatta spridningen av virussjukdomen
rhizomania som skulle kunna ha betytt slutet för
sockerbetsodlingen hos många betodlare, kan
kontrolleras genom sockerbetsförädling. De nya
aktuella KWS sorter som finns att tillgå för odlaren
nu ger hög avkastning och en kvalitet som motsvarar den hos standardsorterna under förhållanden
som är fria från angrepp.
18
19