Ziemniak Polski - IHAR

Ziemniak Polski 2005 nr 4
7
IZOLATY WIRUSA S W MATERIAŁACH NASIENNYCH
ODMIAN ZIEMNIAKA UPRAWIANYCH W POLSCE
prof. dr hab. Mirosława Chrzanowska, mgr Helena Zagórska
IHAR, Zakład Genetyki i Materiałów Wyjściowych Ziemniaka
05-831 Młochów, e-mail: [email protected]
W
irus S ziemniaka (Potato virus S, PVS)
jest szeroko w świecie rozpowszechniony i prawdopodobnie w Europie występował od dawna, jeszcze zanim w 1952 r. został opisany w Holandii (Brunt 2001). W Polsce prace nad wirusem S ziemniaka rozpoczęto w latach 1960. i stwierdzono, że występował on w różnym nasileniu (od kilku do
100% roślin) we wszystkich odmianach
ziemniaka uprawianych w Polsce (Gabriel
1988).
W ostatnich latach bardzo mało uwagi
poświęcano temu wirusowi, chociaż w kilku
krajach Europy materiały roślinne badano
pod kątem obecności szczepu wirusa zwanego andyjskim (PVSA), gdyż szczep ten jest
umieszczony w UE na liście organizmów
podlegających kwarantannie. W uprawach w
Wielkiej Brytanii i w Czechach nie wykryto
szczepu andyjskiego, a znaleziono go w
niewielkich próbkach materiałów badawczych z Holandii, Irlandii i Niemiec (Chrzanowska i in. 2000).
Celem pracy jest zwrócenie uwagi na występowanie wirusa S w ziemniaku w Polsce
oraz na badania prowadzone obecnie, a
także na zróżnicowanie izolatów wirusa S
pochodzących z różnych miejsc.
Badanie szczepów wirusa S w świecie
i w Polsce
Znane są dwa szczepy wirusa S: PVSO
(szczep zwykły) i PVYA (andyjski) opisany po
raz pierwszy w 1974 r. w Peru (Hinostroza-Orihuela 1973). Spośród wirusów z rodzaju
Carla w ziemniakach wykryto jeszcze Potato
latent virus (PotLV), który jest wprawdzie
odrębnym wirusem, ale spokrewnionym z
PVS, być może nawet bardziej ze szczepem
andyjskim PVS, i odrębny Potato virus P
(PVP) uważany wcześniej za szczep wirusa
S, umieszczony przez Kerlana pomiędzy
PVS a PotLV (Chrzanowska i in. 2000). Tych
dwóch ostatnich wirusów do tej pory w Polsce nie zidentyfikowano.
Słabe zróżnicowanie między izolatami
PVS opisała Kowalska (1978). Na roślinach
Solanum rostratum, Lycopersicon chilense i
Nicotiana debneyi poszczególne izolaty wirusa S wywoływały objawy o różnym nasileniu, tylko na Phaseolus vulgaris odm. Red
Kidney i Chenopodium quinoa autorka nie
zauważyła różnic w intensywności i charakterze objawów.
Szczep andyjski PVS można odróżnić od
szczepu zwykłego po tym, że na roślinach C.
quinoa wywołuje on najpierw lokalne objawy,
a następnie systemiczną mozaikę, deformację liści i objawy nekroz, podczas gdy szczep
zwykły wywołuje tylko objawy lokalne.
W latach 2000-2004 w Zakładzie Genetyki i Materiałów Wyjściowych Ziemniaka
(ZGiMWZ) w Młochowie zebrano ponad 100
izolatów wirusa S z rodów hodowlanych i
odmian ziemniaka, nadesłanych przeważnie
w stopniu superelity (SE), ze stacji hodowli
twórczej i zachowawczej w Polsce. Izolaty te
wykorzystano do inokulacji trzech gatunków
roślin testowych: N. debneyi, C. quinoa i C.
murale. Stwierdzono różnice w nasileniu
objawów chorobowych, a także w charakterze symptomów (np. chlorotyczne lub nekrotyczne rysunki na C. murale, mniej lub bardziej wyraźne objawy na N. debneyi), ale
żaden z izolatów nie wywołał infekcji systemicznej w roślinach C. quinoa.
Wiadomo, że szczep andyjski PVS jest
zdolny do zakażenia roślin różnych odmian
pomidora, a szczep zwykły zakaża tylko
odm. Nevskij i Zwiezdoczka (Kowalska i in.
1976, Brunt 2001). Wybrano 36 izolatów
PVS i inokulowano 6 odmian pomidora (Lycopersicon esculentum): Alka, Atol, Najwcześniejszy, Nevskij, Rutgers i Złoty Ożarowski. Każda roślina była testowana na
obecność wirusa S za pomocą DAS-ELISA i
z użyciem przeciwciał wyprodukowanych w
IHAR Laboratorium w Gdańsku. Infekcji badanymi izolatami uległa tylko odmiana Nevskij.
8
Ziemniak Polski 2005 nr 4
nych każdej z badanych odmian ziemniaka.
W sumie testowano rośliny 106 odmian (tab.
1). Obecność wirusa S stwierdzono w 68
odmianach. Odmiany porażone prawie w
100% wirusem S (przynajmniej raz w ciągu
czterech lat badań) to: Bartek, Ibis, Irys, Kolia, Korona, Muza, Pasat, Redstar i Rywal, a
odmiany porażone w 80% to Albatros i Krasa. W próbkach 38 odmian pochodzących z
produkcji nasiennej wirusa S nie wykryto.
Reakcja lokalna C. quinoa i brak infekcji
ustrojowej oraz fakt zakażenia jedynie pomidora odm. Nevskij oznacza, że wszystkie
badane izolaty PVS należały do zwykłego
szczepu tego wirusa.
Porażenie odmian ziemniaka
w uprawach nasiennych
W latach 2002-2005 w ZGiMWZ w Młochowie testowano w wiosennych próbach
oczkowych po 20 roślin materiałów elitar-
Tabela 1
Porażenie odmian ziemniaka wirusem S ocenione w próbach zebranych
z produkcji nasiennej w latach 2002-2005 (porażenie średnie)
0%
Amora
Ania
Anielka
Asterix
Augusta
Bryza
Cedron
Danusia
Delikat
Denar
Ditta
Folva
Glada
Gloria
Innovator
Impala
Irga
Jasia
Karlena
Razem
odmian
Klepa
Meduza
Monsun
Neptun
Nora
Raja
Ramos
Rosalind
Sante
Saturna
Sonda
Syrena
Ślęza
Tajfun
Timate
Tokaj
Umiak
Velox
Vineta
38
do 30%
Kuklik
Lord
Maryna
Molli
Mors
Orlik
Pasja
Pirol
Romula
Rudawa
Ruta
Satina
Tara
Triada
Ursus
Victoria
Vitara
Wawrzyn
Wiking
Wigry
Zeus
Zebra
Aksamita
Albina
Alicja
Aster
Balbina
Bard
Baszta
Beata
Bila
Bzura
Cykada
Czapla
Dorota
Drop
Felka
Gabi
Gandawa
Grot
Harpun
Hinga
Ikar
Karatop
Koga
45
Wrażliwość ziemniaka na infekcję,
objawy chorobowe
Straty w plonie bulw odmian całkowicie zainfekowanych wirusem S oceniane są na kilka
do 20% (Brunt 2001). Objawy wywoływane
na ziemniakach przez wirus S są na ogół
słabe. Pogląd taki jest powszechny, jednakże w rzeczywistości wirus S powoduje objawy czasem dość wyraźne. W warunkach
31-60%
Andromeda
Arkadia
Fregata
Gracja
Jantar
Kuba
Łucja
Orłan
Salto
Wolfram
Vistula
Żagiel
12
61-100%
Rywal
Albatros
Bartek
Ibis
Irys
Kolia
Korona
Krasa
Muza
Pasat
Redstar
11
polowych jest to rozjaśnienie zieleni liści,
bardzo słaba deformacja brzegów liści górnych, a bardzo często chlorotyczne lub słabo
nekrotyczne objawy na liściach dolnych. Liście te są często przedwcześnie żółte, czasem z odcieniem miedzianym, występują na
nich chlorotyczne rysunki lub zielone plamki
na żółknącym tle. Szczególnie wyraziste
mogą być objawy na liściach zacienionych
Ziemniak Polski 2005 nr 4
9
roślin uprawianych w szklarni (Chrzanowska
1976). Wielu autorów podkreśla, że wirus S
występuje w kompleksach z innymi wirusami
i wówczas może utrudniać ocenę zdrowotności na podstawie obserwacji.
Trzeba badać izolaty wirusa S, ale na
szczęście do tej pory nie znaleziono w Polsce szczepu andyjskiego PVSA, który znajduje się na liście wirusów kwarantannowych
w Europie.
Odporność odmian ziemniaka na infekcję
Nie prowadzi się oceny stopnia odporności
odmian ziemniaka na wirus S. Gabriel w
1988 r. podawał, że różnice w odporności
odmian są znaczne, a wirus S może sprawiać kłopoty w produkcji zdrowych sadzeniaków zwłaszcza w tych krajach, gdzie porażenie tym wirusem jest normowane (Zagórska i in. 2000).
Odmiany odporne na wirus S, których odporność warunkowana jest obecnością w
nich genu NS , pochodzą od materiałów wyjściowych przygotowywanych w ZGiMWZ w
Młochowie (Chrzanowska 2000). Odmiany
Barycz, Klepa, Meduza i Omulew w warunkach polowych nie ulegają infekcji. Dla wymienionych odpornych odmian znaleziono
markery molekularne SCAR SCG17321 i
ISSR UBC 811660 sprzężone z genem NS,
które mogą być zastosowane do selekcji
form odpornych (Marczewski 2001).
Literatura
1. Brunt A. 2001. Potato virus S (PVS; Genus Carlavirus). [In:] Loebenstein G., Berger P.H., Brunt A.A.,
Lawson R.H. (eds). Virus and virus like diseases of
potatoes and production of seed-potatoes. Kluwer
Acad. Publ.: 109-112; 2. Chrzanowska M. 1976. Objawy powodowane przez wirus S ziemniaka (PVS) na
roślinach ziemniaka prowadzonych w szklarni. Komunikat. – Biul. Inst. Ziemn. 18: 65-69; 3. Chrzanowska
M. 2000. Krańcowa odporność na wirusy Y i X ziemniaka oraz polowa odporność na wirus S ziemniaka w
polskich odmianach ziemniaka. – Biul. IHAR 214: 231-238; 4. Chrzanowska M., Kerlan C., Martin J. 2000.
Wirusy z rodzaju Carlavirus infekujące ziemniaka (Solanum tuberosum) i ich pokrewieństwo z wirusami M i
S ziemniaka. – Rocz. AR Pozn. CCCXXI, Ogrodn. 30:
17-25; 5. Gabriel W. 1988. Les Carlavirus de la
pomme de terre, virus M et virus S: epidemiologie et
protection. – Potato Res. 31: 667-680; 6. Hinostroza-Orihuela A.M. 1973. Some properties of potato virus
S isolated from Peruvian potato varieties. – Potato
Res. 16, 244-250; 7. Kowalska A. 1978. Differences
among isolates of potato virus M and potato virus S. –
Phytopath. Z. 93: 227-240; 8. Kowalska A., Skrzeczkowska S., Pakosińska M. 1976. Przydatność pomidora odm. Nevskij jako rośliny gospodarza wirusa S
ziemniaka. – Biul. Inst. Ziemn. 18: 71-75; 9.
Marczewski W. 2001. Inter-simple sequence repeat
(ISSR) markers for the NS resistance gene in potato
(Solanum tuberosum L.). – J. Appl. Genet. 42 (2): 139144;
10. Zagórska H., Chrzanowska M., Pietrak
J. 2000. Reakcja na wirusy odmian ziemniaka znajdujących się w krajowym Rejestrze Odmian w 2000 roku.
– Biul. IHAR 215: 293-304
Podsumowanie
Wirus S ma małe znaczenie dla produkcji
ziemniaka. W latach 1970. występował on
we wszystkich odmianach uprawianych w
Polsce. W latach 2002-2005 w materiałach
elitarnych ponad 80 badanych odmian nie
został wykryty lub było go bardzo mało. Wirus S nie ma też znaczenia w produkcji nasiennej, ponieważ nie jest normowany.
Trudno natomiast uzyskać rośliny wolne od
niego, z przeznaczeniem do hodowli in vitro,
jeżeli mamy do czynienia z całkowitym porażeniem rodu hodowlanego lub odmiany.