Rotlesjonsnematode på poteter

Rotlesjonsnematoden er en liten skadedyr, omtrent en millimeter lang. Men den har en overdimensjonert evne til å skade poteter i Canada. Grunnen? Det er en del av et kompleks av skadedyr som forårsaker Potato Early Dying (PED) sykdom, som er ansvarlig for store økonomiske tap av potet i Canada hvert år. 

Canadian Potato Early Dying Network (CanPEDNet) er et program som omfatter 12 ulike forskningsprosjekter som tar sikte på å redusere forekomsten og effekten av Potato Early Dying-sykdommen i Canada. Programmet, som startet på senhøsten 2019, drives gjennom Horticulture 3-klyngen av prosjekter i Canadian Agriculture Partnership AgriScience Program ledet av Canadian Horticultural Council, med støtte fra en lang liste med industrisamarbeidspartnere. Flere prosjekter er fokusert på å identifisere og håndtere arten av skadedyr som er ansvarlig for PED. 

Øverst på listen er Verticillium wilt, a serious fungal disease caused by the pathogen Verticillium georginer – samt minst én art av rotlesjonsnematoder. Det er for tiden kjent mer om førstnevnte enn sistnevnte, hovedsakelig fordi et nematodeproblem er vanskelig å diagnostisere på egen hånd. Dr. Mario Tenuta er professor ved avdelingen for jordvitenskap ved University of Manitoba, og hovedetterforsker av CanPEDNet. 

"Når vi tenker på PED, tenker vi ofte på det som et "kompleks", fordi ja, du kan ha ett patogenproblem - først og fremst er det V. dahliae – men andre steder, som Ontario og Maritimes, har du begge deler Verticillium og rotlesjonsnematoden. Og når de to kombineres [i et felt], har du alvorlig sykdom," sier Tenuta.

Tenuta bemerker at rotlesjonsnematoder lever av poteter ved å stikke ørsmå hull i røttene, gå inn i dem og spise av cellene inni dem. Til slutt forlater de roten og legger egg enten innenfor eller utenfor roten i jorda. Høye nivåer av nematodeskader ser ut som et "usunt rotsystem," sier han, med hemmet vekst, klorose av planten og økt sårbarhet for tørke. Nematodeskader kan være synlige som misfarging av røttene, sier han, og lesjoner kan utvikle seg på tykkere røtter. Sår forårsaket av nematoder kan tillate patogener å komme inn i planten, og forsterke dens problemer.

Det er mange arter av rotlesjonsnematoder i Canada, men spesielt én art er kjent for å forårsake problemer for potetdyrkere: Pratylenchus penetrans.  "Med poteter interagerer denne spesielle arten med V. dahliae for å forverre PED,” forklarer Tenuta. «Med andre ord, skaden ved V. dahliae er forstørret, og du trenger egentlig ikke for mange av nematodene i røttene for å skape problemer.»

P. penetrans har ikke blitt funnet utenfor Øst-Canada eller British Columbia – ennå. En annen nematodeart, Pratylenchus neglectus, er ofte funnet i præriene, og kan være et problem i raps og hvete, sier Tenuta. Men det er foreløpig ikke kjent om P. neglectus er problematisk i poteter. Tenuta sier at Canada er "langt bak" i sin forståelse av nematodeproblemer. "Vi trenger grunnleggende arbeid - hvilke arter er der, hvor de er og deres nivåer. Det er et kritisk første skritt her, sier han.

CanPEDNet tar det skrittet. Dr. Benjamin Mimee er nematolog med Agriculture and Agri-Food Canada ved Saint-Jean-sur-Richelieu Research and Development Center i Quebec. Han leder arbeidet med å sekvensere nematoder funnet i jordprøver samlet over hele Canada for å identifisere hvilke arter som kan samhandle med V. dahliae å vise synergistiske effekter i potet. 

"For tiden har vi testet mer enn 2,500 nematoder," sier Mimee. "Vi har identifisert dem under mikroskopet og ved sekvensering. Etter det reiser vi kolonier av isolater fra hver provins og hver art; vi vil teste patogeniteten deres i løpet av vinteren. "Blant isolatene som er identifisert, vet vi at det er store genetiske forskjeller, og at to arter av nematoder har forskjellige genomer. Vi skal se på hvordan de samhandler med Verticillium og teste om deres interaksjoner med Verticillium er forskjellig. Vi ønsker å vite hvilke arter [og underarter for P. penetrans] er patogene for poteter og fanger opp det reelle skadepotensialet som er tilstede i hvert felt.»

Mimee sier at nøkkelen for dyrkeres evne til å håndtere PED vil være artsidentifikasjon. Arter kan blandes i et felt, eller felt kan ha bare én art, men selv om det er høye nivåer av en art i et felt, med mindre den arten er P. penetrans, kan det hende at produsentene ikke har et problem i det hele tatt. I Alberta jobber Dr. Dmytro Yevtushenko, førsteamanuensis og forskningsleder ved Potato Research Laboratory ved University of Lethbridge, også med identifikasjon av nematodearter som en del av CanPEDNet.

"Det endelige målet for Alberta er å etablere terskelnivåene for Verticillium og nematoder som påvirker utbyttet, sier han – forhåpentligvis innen studiens slutt i slutten av 2022. PED er en av de viktigste sykdommene i Canada. Det er sannsynligvis mer alvorlig i Øst-Canada, men fortsatt til stede i Vest-Canada. Men i motsetning til Øst-Canada har vi fortsatt et veldig blandet bilde av PED – vi er ikke engang sikre på årsakene, sier han. 

"Vi mistenker at [årsaksstoffene til PED i Vest-Canada] kan være forskjellige fra de i Øst-Canada." Yevtushenkos laboratorium har behandlet vevsprøver fra hele provinsen og bekreftet utbredt tilstedeværelse av V. dahliae, selv i felt med lav PED. De har ikke funnet noen P. penetrans, sier han, selv om P. neglectus er tilstede. Laboratoriet hans håper å finne ut om sistnevnte er ansvarlig for økonomisk skade. I januar vil de sette opp et sanntids PCR-system for å begynne å vurdere jord- og planteprøver internt for tilstedeværelse av Verticillium så vel som andre fytopatogener. Produsenter bør ha rask behandling av testresultater, sier han.

Artsidentifikasjon via jordtesting vil være hjørnesteinen i forvaltningen når det gjelder PED, sier Tenuta. Akkurat nå er det litt av et problem for noen produsenter. Det første spørsmålet å svare på er om produsenten har P. penetrans i et felt. "Hvis de gjør det, bør de være bekymret," sier han. «Hvis de har andre arter enn P. penetrans, nå er det et spørsmål om nivåene. De må være veldig høye for at produsenter skal bli bekymret.»

Jordtesting er det "beste middelet" for produsenter til å forstå hva som rammer åkrene deres, sier han. Men ikke alle tester er like. "Du kan få rotlesjonsanalyse. Du må være forsiktig og be om det P. penetrans besluttsomhet, og sørg for at du har tillit til at laboratoriet kan gjøre en god jobb med den besluttsomheten," advarer han. "Ulike arter ser veldig like ut, så det er best hvis det er en molekylær PCR-diagnostikk."

Når tilstedeværelsen av denne arten er bekreftet, har produsentene muligheten til å bruke et nematicid, men disse er ikke 100 prosent effektive og "er ikke det beste alternativet fra et jordøkologisk synspunkt," sier Tenuta. 

Det beste alternativet er å ta en tilnærming til kulturforvaltning, selv om mange avlinger kan være vertskap for nematoder og dermed ikke kan brukes til å bryte opp skadedyrsykluser. Produsenter kan bruke "felleavlinger" som sudangress eller fôrperlehirse, men bør nøye undersøke hva de skal plante som rotasjonsvekster, ettersom Brassicas, mais og til og med fôrbelgvekster kan være verter for nematoder. Det beste alternativet, sier Tenuta, er ofte frokostblandinger. 

Etter hvert som CanPEDNet prosjekterer fremgang, bør produsentene følge med på resultater. "I løpet av det neste året og litt vil vi ha mye informasjon og kunnskap om disse artene," sier han.

/agroteknologi