Kukorica vörösödés (Maize Redness = MR) és vektorai

Átírás

1 Kukorica vörösödés (Maize Redness = MR) és vektorai Kölber Mária Elek Rita Csömör Zsófia Genlogs Biodiagnosztika Kft, Budapest Hévíz, január 12.

2 Az előadás felépítése A fitoplazmákról általában Sztolbur fitoplazma Kukorica vörösödés: Szerb kutatási eredmények Magyar kutatási eredmények ( ) Rovarmonitoring előkísérlet, Nádudvar (2015)

3 A fitoplazmák története 1603 Eperfa törpülés: a fitoplazma tünetek első leírása Eperfa törpülés fitoplazma tünete 1967-ig Vírusnak tekintették a sárgaság és törpülés betegségek kórokozóit 1967-től MLO: Mycoplasma-Like Organisms 1994-től Fitoplazma 2004-től Candidatus Phytoplasma. Egészséges eperfa

4 Fitoplazmák jellemzői Főbb tünettípusok: Levél kanalasodás, aprólevelűség, sárgaság; virágelzöldülés, bokrosodás, törpülés, veszőfásodás elmaradása; termés deformálódás, gumi-gumójúság, hervadás-fonnyadás-elszáradás. Elterjedésük: világszerte A trópusi és szubtrópusi országokban a leggyakoribbak Több száz különböző növényfajon: - kultúrnövényeken - vadon élő fás- és lágyszárú fajokon

5 Fitoplazmák jellemzői Sejtfal nélküli baktériumok (3-rétegű sejthártya) Táptalajon nem tenyészthetőek A növények szállító szöveteiben, rosta csöveiben élnek A növényben lassú a terjedésűk, egyenetlen az eloszlásuk

6 A fitoplazmák átvitele, terjedése Átvitel: -oltással, szemzéssel -aranka és szádorgó fajokkal Terjedés: - fertőzött szaporítóanyaggal (hosszú távra) - szállítószövetből táplálkozó rovar vektorokkal - vektorok: kabócák, levélbolhák Hyalesthes obsoletus Reptalus panzeri R. quinquecostatus Scaphoideus titanus Dictyophara europea

7 A fitoplazma átvitele kabóca vektorral A kórokozó felvétele háncsszövetből Nyálmirígy Emésztő csatorna Hyalesthes obsoletus - a vektor szervezetében a kórokozó szaporodik - a rovar egész életében fertőzőképes marad - fitoplazma átvitel az utódokba nincs Fitoplazma

8 Sztolbur fitoplazma Potato stolbur (16Sr-XII) Candidatus phytoplasma solani

9 Sztolbur fitoplazma kutatás története 1949 Szovjetunió: Első leírása tünetek alapján Magyarország: 1956: Burgonya, paradicsom, fűszerpaprika, dohány, csattanó maszlag (Szirmai, 1956) : Rovarvektorológiai vizsgálatok Hyalesthes obsoletus (Sáringer, Kuroli) Járványtani vizsgálatok ( Petróczy, Milinkó, Gáborjányi, Horváth) 1995-től: Molekuláris kimutatás, azonosítás Természetes gazdanövények keresése: petrezselyem, sárgarépa, zeller, dohány, gyomnövények (MTA NKI, Süle-Viczián-Mergenthaler) Felmérés szőlőn (Növényvédelmi szervezet SZBKI, Kölber-Lázár) Burgonya fajta-összehasonlító kísérletek (Nébih, Gergely) 2009-től: Burgonya járványtani vizsgálatok(genlogs,ember-ács-kölber) Gumóátviteli vizsgálatok (Ember-Kölber) Kukorica vörösödés (Ember-Kölber)

10 Sztolbur fitoplazma gazdasági jelentősége : A Solanaceae kultúrákon járvány 5-10 évente : A betegség elterjedése, jelentősége évente nő : A gazdasági károk csökkentek 2010: A rendkívüli esőzésekben elpusztultak a vektorok, fertőzés csak elszórtan jelentkezett : A vektorok száma évente fokozódik, 2013-tól már jelentős fertőzések alakultak ki (burgonya, paprika, paradicsom, kukorica). 2016: Enyhe tél esetén nagy vektor egyedszám és járvány várható A fiatal növények fogékonyabbak a betegségre, A fertőzés mértéke elérheti a 80%-ot is, és súlyos gazdasági károkat okozhat Késői fertőzés már nem okoz jelentős termésveszteséget 10

11 Gazdanövénykör Sztolbur fitoplazma Solenaceae családból: burgonya, paradicsom, paprika, padlizsán, dohány; gyomnövények (több mint 40 faj, pl. Datura stramonium, Solanum nigrum) Földrajzi elterjedése: Európa, Ázsia Egyéb termesztett növényfajok levendula, petrezselyem, sárgarépa, zeller, repce, szőlő, kukorica, szamóca Vad fajok különböző családokból: Asteraceae (Artemisia vulgaris, Taraxacum officinale) Convolulaceae (Convolvulus spp.) Euphorbiaceae (Euphorbia spp.) Fabaceae (Trifolium spp.) Plantaginaceae (Plantago spp.) Poaceae (Dactylis glomerata) Polygonaceae (Polygonum aviculare) Raninculaceae (Ranunculus spp.) Urticaceae (Urtica dioica) Stolburral fertőzött Convolvulus arvensis

12 Kukorica vörösödés

13 Kukorica vörösödés

14 Kukorica vörösödés A tünetek leírása az 1950-es évek végétől: - Szerbia (Dél-Bánát), - Románia - Bulgária Ellentmondó feltételezések: - fiziológiai okok? - kórokozó? Súlyos termésveszteség a 2000 évek elejétől Szerbiában: Évente 40% - 90% Kórokozó azonosítása molekuláris módszerrel: Stolbur fitoplazma (Duduk-Bertaccini, 2006)

15 Európai elterjedés molekuláris igazolás alapján

16 2012 EPPO Figyelmeztető (Alert) Listán veszélyességi Alert Listgyelmezttető

17 Szerb kutatási eredmények Dr. Jelena Jovic és Dr. Ivo Tosevski Növényvédelmi és Környezetvédelmi Intézet Belgrád-Zemun

18 Kukorica vörösödés Kórokozó: sztolbur fitoplazma, vektora: Reptalus panzeri kabóca (Cixiidae) Tünet: középér-, levél-és szár vörösödés ; majd a növény teljes vörösödése és elszáradása; rendellenes, csökött csövek; hiányos szemképződés. A tünetek 50 éve ismertek; a kórokozó és a vektor azonosítása, a járványok lefolyásának tisztázása csak az utóbbi években

19 Reptalus panzeriszerepe a vörösödés tünetek etiológiájában Átviteli kísérletek beállítása Belgrád-Zemunban

20 Reptalus panzeripopulációdinamikája és a tünetek megjelenése oviposition MR symptoms appearance 01 Jun 15 Jun 28 Jun 04 July 06 July 07 July 17 July 23 July 31 July 08 Avg 13 Avg 20 Avg 01 Sep Collection dates Number of specimens per plot

21 A vörösödés tünetek megjelenése és fejlődése 30 nappal a fertőzés után

22 A vörösödés tünetek megjelenése és fejlődése 29 days 34 days 38 days

23 A vörösödés tünetek megjelenése és fejlődése

24 A vörösödés tünetek fejlődése

25 A vörösödés tünetek fejlődése 55 nappal fertőzés után

26 A kukorica vörösödés és vektorának életciklusa A kukorica vörösödés epidemiológiai ciklusa

27 A betegség fejlődése

28 A betegség fejlődése

29 Termésveszteség

30 A betegség és a vektor elterjedése Szerbiában

31 Következtetések Szerbiában A betegség előfordulása és a tüneterősség periódikusan változó Nagy a környezetei tényezők szerepe a betegség tüneteinek megjelenésében és azok erősségében, Melegebb a tavasz és a nyár: gyakoribbak és súlyosabbak a tünetek, mert a vektor korábban kezd fertőzni, A kukorica -őszi gabona vetésváltás kedvező a vektorok nagyobb arányú túléléséhez, A kukorica késői vetésekor a vektor nagyobb kárt tud okozni a fogékonyabb stádiumú fiatalabb állományban Az Általuk eddig vizsgált hibridek fogékonyak voltak, de van különbség a tüneterősség mértékében Átviteli kísérlek folyamatban további potenciális vektorokkal

32 Magyar kutatási eredmények ( )

33 Kukorica vörösödés Magyarországon Magyar-szerb bilaterális projekt ( ) Felmérés a magyar-szerb határ két oldalán: -potenciális vektorok -tünetes kukoricák -Molekuláris vizsgálatok a Genlogs laboratóriumában Felmérés folytatása csökkentett számú mintával ( ) Minták a Tiszántúlról, Pozitív minták szekvenálása (2014)

34 A felmérés eredménye ( ) - Vörösödés tünetek megtalálása az ország több pontján ( ), - Reptalus panzeri nem fordult elő kukoricában, vagy csak néhány egyed ( ban); - Növekedett az egyedszám burgonyában és szőlőben (2014)

35 A felmérés eredménye ( ) A vörösödést mutató kukoricák egy részében a kórokozó azonosítása ( ): Potato stolbur (16Sr-XII-A) azaz Candidatus phytoplasma solani A szekvenálás megerősítette a PCR eredményeket. A magyar kukorica sztolbur izolátumok filogenetikai helyzete

36 Rovarmonitoring előkísérlet kukoricában Nádudvar, 2015 Elek Rita Béres István András - Csömör Zsófia - Kölber Mária

37 2014 nyarán az állomány 60-80%-a tünetes A laborvizsgálatok igazolták a sztolbur fitoplazma (stolbur phytoplasma, 16SrXII-A, Candidatus Phytoplasma solani ) jelenlétét. 2015: monitoring beállítása az előző évben fertőzött tábla mellett Területe: 5 ha Fajta: Dekalb Vetés időpontja: Betakarítás időpontja: szeptember 25.

38 E C A B D A monitoringozott táblán az 2014-ben őszi búzát termesztettek (A); a jobb oldali szomszédos táblán kukorica volt (B), ahol 2015-ben tritikálé követte a vetésforgóban, A bal oldali táblán kukorica volt 2014-ben és 2015-ben is (C); A monitoringozott tábla országút melletti, azzal párhuzamos, keskeny oldalánál kökénybokros gyomszegély található (D); A tábla szemközti, keskeny oldalánál gyomos öntözőcsatorna húzódik (E).

39 Potenciális rovarvektorok áttelelő lárváinak keresése Reptalus panzeri lárvája őszi gabona gyökerén telel száraz, laza talaj (homok nem!!!) Hyalesthes obsoletus lárvája gyomnövények (csalán, szulák) gyökerén telel palás, laza szerkezetű talajok Reptalus quinquecostatus telelési helye még ismeretlen nedves környezet

40 Hyalesthes obsoletus lárva Hyalesthes obsoletus fészek

41

42

43

44

45 5-6 mm

46

47 Potenciális vektor kabócafajok határozása Hyalesthes obsoletus: imágó könnyen azonosítható Reptalus fajok határozása kifejlett hímek ivarszerve alapján Reptalus panzeri Reptalus quinquecostatus Reptalus spp.

48 MONITORING EREDMÉNYEK NÁDUDVAR, 2015 Legnagyobb egyedszámban előforduló faj: Reptalus quinquecostatus (359 db) Hyalesthes obsoletus: 1 db Reptalus cuspidatus: 1 db Reptalus panzeri: nem találtunk egyetlen példányt sem!!!

49 A Reptalus quinquecostatus rajzásgörbéje Nádudvar, 2015

50 Reptalus quinquecostatus populáció nemek szerinti megoszlása Nádudvar, 2015

51 A Reptalus quinquecostatus populáció haladási iránya Nádudvar, 2015

52 Tünetes növények aránya Nádudvar, % 10% 40-80% 80-90%

53 Kukorica vörösödés (MR) tünetek Nádudvar, 2015

54 Kukorica vörösödés (MR) tünetek Nádudvar, 2015

55 Molekuláris vizsgálatok eredményei Rovarvektorok molekuláris vizsgálata: A megvizsgált 20 Reptalus quinquecostatus-ból 14-ben mutattuk ki a sztolbur fitoplazmát (16SrXII-A, Candidatus Phytoplasma solani ) Az 1 vizsgált Reptalus cuspidatus is pozitív eredményt adott a sztolburra Az 1 vizsgált Hyalesthes obsoletus negatív eredményt adott Növényminták molekuláris vizsgálata: Súlyos aszály növények korai száradása növényi mintavétel sikertelen Betakarítás után 10 kiszáradt csövet vizsgáltunk meg, ebből 3-ból tudtuk kimutatni a kórokozót

56 Sztolbur fitoplazma kimutatása kukorica szemekből Molekuláris vizsgálat 3 különböző időpontban: Közvetlenül betakarítás után nem volt kimutatható 1 hónappal betakarítás után 1 mintából volt kimutatható 2 hónappal betakarítás után 3 mintából volt kimutatható Kezdetben túl sok inhibítor anyag gátolja a kimutatást? A fertőzés a teljesen kiszáradt szemekben is jelen van Magátvitel?

57 Kukorica vörösödés Magyarországon Következtetések A betegség hazánkban jelen van és terjed. A sztolbur fitoplazma a kórokozó, mint Szerbiában. Reptalus panzeri, a szerbiai vektora Magyarországon alacsony egyedszámban él, kukoricán egyetlen példányt sem találtunk. Hazánkban valószínűleg a Reptalus quinquecostatus a vektor, mely nagy egyedszámban van jelen. A Reptalus quinquecostatus a kökény bokrokon rendkívül magas egyedszámban fordul elő. A szemekből még hónapokkal a betakarítás után is kimutatható a kórokozó! Magátvitel? Javaslatok Több éves felmérés szükséges a betegség elterjedésének és az előforduló fitoplazma törzsek megállapítására. Több éves monitoringot és átviteli kísérleteket szükséges végezni a hazai vektor és potenciális vektorfajok meghatározására. Fontos megtalálni a R. quinquecostatus telelőhelyét. Meg kell határozni a fertőzési forrásként szolgáló vad gazdanövényeket. Vizsgálni kell, hogy a fertőzött magból kelő növény fertőzött-e. Toleráns hibridek/vonalak keresésére összehasonlító vizsgálatok szükségesek

58 Köszönöm a figyelmüket!