Ecology and control of Dickeya spp. in potato
Czajkowski, R.
Citation
Czajkowski, R. (2011, September 7). Ecology and control of Dickeya spp. in potato. Netherlands Institute of Ecology (NIOO). Retrieved from
https://hdl.handle.net/1887/17810
Version: Corrected Publisher’s Version
License: Licence agreement concerning inclusion of doctoral thesis in the Institutional Repository of the University of Leiden
Downloaded from: https://hdl.handle.net/1887/17810
Note: To cite this publication please use the final published version (if applicable).
Streszczenie
179
STRESZCZENIE
Bakteryjne choroby ziemniaka (Solanum tuberosum L.): czarna nóżka (ang. blackleg) i mokra zgnilizna (ang. soft rot) powodowane przez bakterie z rodzaju Pectobacterium i Dickeya, są przyczyną dużych strat ekonomicznych w produkcji sadzeniaków na całym świecie. Eliminacja możliwości infekcji polega na stosowaniu zabiegów higienicznych oraz stosowaniu certyfikowanego materiału siewnego, wolnego od patogenów. Wykorzystywane do kontroli czarnej nóżki i mokrej zgnilizny rutynowe metody detekcji bakterii Pectobacterium spp. i Dickeya spp. przez narodowe stacje ochrony roślin są niewystarczające, często drogie, o niskim poziomie skuteczności i dużym ryzyku błędów. Brak dobrych i sprawdzonych metod detekcji bakterii z rodzaju Pectobacterium i Dickeya spp.
wynika między innymi z ograniczonej wiedzy o ekologii tych patogenów, ich przeżywalności w środowisku, zajmowanych niszach i podłożu procesów chorobowych.
Do roku 2000 w Europie, główną przyczyną występowania czarnej nóżki ziemniaka były bakterie z rodzaju Pectobacterium (najczęściej P. atrosepticum, także z udziałem P. carotovorum subsp. carotovorum) a infekcje powodowane przez Dickeya spp. miały mały, często bardzo ograniczony udział w patogenezie.
Od roku 2000 notuje się duży wzrost udziału bakterii z rodzaju Dickeya spp. w zachorowaniach roślin ziemniaka na czarną nóżkę i mokrą zgniliznę. Sytuacja ta jest najprawdopodobniej spowodowana pojawieniem się nowego gatunku Dickeya spp. należącego do biowaru 3, wcześniej nie obserwowanego w Europie. Ten nowy gatunek bakterii określono jako D. solani, a jego obecność do tej pory stwierdzono w uprawach ziemniaka w Holandii. Polsce, Finlandii, Niemczech, Belgii. Francji, Wielkiej Brytanii i Izraelu, a ostatnio w także w Szwecji, Gruzji, Armenii i na Ukrainie. Obecność D. solani w wielu europejskich krajach i częste straty w uprawach ziemniaka wskazują, że bakterie D. solani są bardzo wirulentne i świetnie przystosowane do europejskich warunków środowiskowych (w tym do zmian temperatury i wilgotności). Uważa się obecnie, że D. solani stanowi poważne zagrożenie dla produkcji sadzeniaków w Europie a straty finansowe w produkcji sadzeniaków spowodowane przez czarną nóżkę szacuje się na miliony euro rocznie.
Przedmiotem tej pracy doktorskiej było poznanie ekologii bakterii D.
solani (między innymi, ich udziału w infekcji bulw sadzeniaków, dystrybucji bakterii w tkankach bulwy, roli populacji glebowych w rozwoju czarnej nóżki, roli zakażeń liści i łodyg ziemniaka w patogenezie czarnej nóżki i obecności bakterii w bulwach potomnych) oraz wykorzystaniu tej wiedzy do opracowania efektywnej
Streszczenie
180
biologicznej metody ochrony ziemniaka przed zakażeniem z wykorzystaniem bakteryjnych endofitów i bakterii glebowych izolowanych ze zgniłej tkanki bulw ziemniaka
Doświadczenia na bulwach ziemniaków wykazały, że w naturalnie zainfekowanych bulwach, bakterie nie są rozmieszczone równomiernie w całej bulwie, ale, że najliczniejsze populacje bakterii z rodzaju Pectobacterium i Dickeya spp. zlokalizowane są w tkance przewodzącej zakończeń stolonów. Tkanka przewodząca i inne tkanki bulwy oddalone od zakończeń stolonów nie są natomiast skolonizowane przez bakterie albo populacje bakterii w nich występujące są bardzo małe.
W doświadczeniach badających rolę populacji glebowych w patogenezie czarnej nóżki wykazano, że bakterie D. solani po aplikacji do gleby były zdolne do infekcji korzeni zdrowych roślin ziemniaka i wywoływania typowych symptomów chorobowych czarnej nóżki w krótkim czasie. Wykazano także, że bakterie te są zdolne do przemieszczania się w tkance przewodzącej z korzeni do łodyg i liści oraz, co bardzo istotne, do infekowania bulw potomnych poprzez tkankę przewodzącą. Zakażenie gleby przez D. solani powodowało systemiczną infekcje roślinach.
W doświadczeniach badających rolę zakażeń łodyg i liści w patogenezie czarnej nóżki roślin ziemniaka i ich udziale w patogenezie mokrej zgnilizny ziemniaków potomnych wykazano, że bakterie D. solani są zdolne do przemieszczania się z łodyg do korzeni i bulw w tkance przewodzącej.
W doświadczeniach badających możliwość wykorzystania bakterii izolowanych ze zgniłej tkanki bulw ziemniaka do biologicznej kontroli roślin wykazano, że bakterie antagonistyczne są obecne w gnijących tkankach ziemniaka i efektywnie kontrolują zakażenia powodowane przez D. solani w warunkach in vitro i w roślinach. W wyniku tych badań wyizolowano i scharakteryzowano antagonistyczną bakterię Serratia plymuthica A30, którą następnie wykorzystano w eksperymentach szklarniowych. Izolat A30 był zdolny do efektywnej kolonizacji wewnętrznych tkanek ziemniaka, w tym tkanki przewodzącej i ochrony roślin przed zakażeniem. Zainfekowanie bulw ziemniaka D. solani i izolatem A30 powodowało obniżenie zachorowalności roślin ziemniaka na czarną nóżkę.
Bakterie S. plymuthica A30 były zdolne do ochrony roślin ziemniaka przed zakażeniem także po ich aplikacji do gleby w trakcie wysiewu bulw.
Przeprowadzone badania wykazują, że bakterie S. plymuthica A30 mogą stanowić nowy obiecujący biologiczny środek ochrony roślin przeciwko zakażeniom D.
solani powodującymi powstawanie czarnej nóżki i mokrej zgnilizny.
