Šaknų pažeidimo nematodas yra mažas kenkėjas, maždaug vieno milimetro ilgio. Tačiau Kanadoje jis gali sugadinti bulves. Priežastis? Tai dalis kenkėjų komplekso, sukeliančio bulvių ankstyvą mirtį (PED), dėl kurios kasmet Kanadoje patiriami dideli ekonominiai bulvių nuostoliai.
Canadian Potato Early Dying Network (CanPEDNet) – tai programa, apimanti 12 skirtingų mokslinių tyrimų projektų, kuriais siekiama sumažinti bulvių ankstyvos mirties ligos paplitimą ir poveikį Kanadoje. Programa, prasidėjusi 2019 m. rudens pabaigoje, vykdoma per Sodininkystės 3 projektų grupę Kanados žemės ūkio partnerystės AgriScience programoje, kuriai vadovauja Kanados sodininkystės taryba, remiamas ilgas pramonės bendradarbių sąrašas. Keletas projektų yra skirti kenkėjų, atsakingų už PED, identifikavimui ir valdymui.
Sąrašo viršuje yra Verticillium wilt – rimta grybelinė liga, kurią sukelia patogenas Verticillium dahliae – taip pat bent viena šaknų pažeidimo nematodo rūšis. Šiuo metu apie pirmąjį yra žinoma daugiau nei apie pastarąjį, daugiausia dėl to, kad nematodo problemą sunku diagnozuoti atskirai. Dr. Mario Tenuta yra Manitobos universiteto dirvožemio mokslo katedros profesorius ir pagrindinis CanPEDNet tyrėjas.
„Kai galvojame apie PED, dažnai galvojame apie tai kaip apie „kompleksą“, nes taip, jūs galite turėti vieną patogeno problemą – pirmiausia tai V. dahliae – bet kitose vietose, pavyzdžiui, Ontarijuje ir Maritimese, turite abu Verticillium ir šaknies pažeidimo nematodas. Ir kai jie du sujungiami [lauke], jūs sergate sunkia liga“, – sako Tenuta.
Tenuta pažymi, kad šaknų pažeidimo nematodai minta bulvėmis, šaknyse pradurdami mažytes skylutes, patenka į jas ir minta viduje esančiomis ląstelėmis. Galų gale jie palieka šaknį ir deda kiaušinius šaknies viduje arba išorėje dirvoje. Didelis nematodų pažeidimo lygis atrodo kaip „nesveika šaknų sistema“, sako jis, su sulėtėjusiu augimu, augalo chloroze ir padidėjusiu pažeidžiamumu sausrai. Pasak jo, nematodų pažeidimai gali būti matomi kaip pakitusi šaknų spalva, o storesnėse šaknyse gali atsirasti pažeidimų. Nematodų sukeltos žaizdos gali leisti patogenams patekti į augalą ir apsunkinti jo problemas.
Kanadoje yra daug šaknų pažeidimo nematodų rūšių, tačiau žinoma, kad bulvių augintojams problemų kelia ypač viena rūšis: Pratylenchus penetrans. „Su bulvėmis ši konkreti rūšis sąveikauja V. dahliae pasunkinti PED“, – aiškina Tenuta. „Kitaip tariant, žala V. dahliae yra padidintas, ir jums tikrai nereikia per daug nematodų šaknyse, kad kiltų problemų.
P. penetrans dar nerasta už Rytų Kanados ar Britų Kolumbijos ribų. Kita nematodų rūšis, Pratylenchus neglectus, dažniausiai randamas prerijose ir gali būti rapsų ir kviečių problema, sako Tenuta. Tačiau dar nežinoma, ar P. neglectus yra problemiškas bulvėse. Tenuta sako, kad Kanada labai atsilieka nuo nematodų problemų supratimo. „Mums reikia atlikti pagrindinį darbą – kokios rūšys yra, kur jos yra ir jų lygis. Tai pirmas svarbus žingsnis“, – sako jis.
„CanPEDNet“ imasi šio žingsnio. Dr. Benjamin Mimee yra Kanados žemės ūkio ir žemės ūkio maisto produktų nematologas Saint-Jean-sur-Richelieu tyrimų ir plėtros centre Kvebeke. Jis vadovauja pastangoms nustatyti nematodus, rastus visoje Kanadoje surinktuose dirvožemio mėginiuose, kad nustatytų, kurios rūšys gali sąveikauti su V. dahliae parodyti sinergetinį poveikį bulvėms.
"Šiuo metu mes išbandėme daugiau nei 2,500 nematodų", - sako Mimee. „Mes juos identifikavome po mikroskopu ir nustatydami seką. Po to mes auginame izoliatų kolonijas iš kiekvienos provincijos ir kiekvienos rūšies; mes patikrinsime jų patogeniškumą per žiemą. „Žinome, kad tarp identifikuotų izoliatų yra didžiulių genetinių skirtumų ir kad dviejų rūšių nematodų genomai skiriasi. Pažiūrėsime, kaip jie bendrauja Verticillium ir patikrinkite, ar jie sąveikauja su Verticillium yra skirtingi. Norime sužinoti, kurioms rūšims [ir porūšiams P. penetrans] yra patogeniški bulvėms ir užfiksuoja tikrą kiekvieno lauko žalos potencialą.
Mimee sako, kad raktas į augintojų gebėjimą valdyti PED bus rūšių identifikavimas. Rūšys gali būti maišomos lauke arba laukuose gali būti tik viena rūšis, bet net jei lauke yra daug rūšių, nebent ta rūšis P. penetrans, gamintojai gali visai neturėti problemų. Albertoje daktaras Dmitrijus Jevtušenka, Letbridžo universiteto bulvių tyrimų laboratorijos docentas ir mokslo vadovas, taip pat dirba su nematodų rūšių identifikavimu kaip CanPEDNet dalimi.
„Galutinis Albertos tikslas yra nustatyti ribinius lygius Verticillium ir nematodai, kurie turi įtakos derliui“, – sako jis. Tikimasi, kad tyrimas baigsis 2022 m. pabaigoje. „PED yra viena iš svarbiausių ligų Kanadoje. Tai tikriausiai sunkesnė Rytų Kanadoje, bet vis dar yra Vakarų Kanadoje. Tačiau, priešingai nei Rytų Kanadoje, mes vis dar turime labai prieštaringą PED vaizdą – net nesame tikri dėl sukėlėjų“, – sako jis.
„Įtariame, kad [PED sukėlėjai Vakarų Kanadoje] gali skirtis nuo Rytų Kanados. Jevtušenkos laboratorija apdorojo audinių mėginius iš visos provincijos ir patvirtino, kad jie plačiai paplitę V. dahliae, net ir laukuose su žemu PED. Jie nerado P. penetrans, sako jis, nors P. neglectus yra. Jo laboratorija tikisi išsiaiškinti, ar pastaroji yra atsakinga už ekonominę žalą. Sausio mėn. jie sukurs realaus laiko PGR sistemą, kad pradėtų įvertinti dirvožemio ir augalų mėginius, ar nėra V.erticillium taip pat kiti fitopatogenai. Jis sako, kad gamintojai turėtų greitai gauti bandymų rezultatus.
Rūšių nustatymas atliekant dirvožemio tyrimus bus valdymo kertinis akmuo, kai kalbama apie PED, sako Tenuta. Šiuo metu kai kuriems gamintojams tai kelia problemų. Pirmas klausimas, į kurį reikia atsakyti, yra tai, ar gamintojas turi P. penetrans lauke. „Jei tai daro, jie turėtų susirūpinti“, – sako jis. „Jei jie turi kitų rūšių nei P. penetrans, dabar tai lygių klausimas. Jie turi būti tikrai aukšti, kad gamintojai susirūpintų.
Dirvožemio tyrimai yra „geriausia priemonė“ gamintojams suprasti, kas kenkia jų laukams, sako jis. Tačiau ne visi bandymai yra vienodi. „Galite gauti šaknų pažeidimo analizę. Turite būti atsargūs ir paprašyti P. penetrans ryžtas ir įsitikinkite, kad esate tikri, kad laboratorija gali atlikti gerą šio ryžto darbą“, – perspėja jis. „Skirtingos rūšys atrodo labai panašiai, todėl geriausia, jei yra molekulinė PGR diagnostika.
Patvirtinus šios rūšies buvimą, gamintojai turi galimybę naudoti nematicidą, tačiau jie nėra 100 procentų veiksmingi ir „nėra geriausias pasirinkimas dirvožemio ekologijos požiūriu“, – sako Tenuta.
Geriausias pasirinkimas yra kultūros valdymo metodas, nors daugelis pasėlių gali būti nematodų šeimininkai, todėl negali būti naudojami kenkėjų ciklams nutraukti. Gamintojai gali naudoti „spąstus“ augalus, tokius kaip sudangžolė ar pašarinės perlinės soros, tačiau turėtų atidžiai ištirti, ką sodinti kaip sėjomainą, nes nematodų šeimininkai gali būti žalieji augalai, kukurūzai ir net pašariniai ankštiniai augalai. Geriausias pasirinkimas, anot Tenutės, dažnai yra javai.
Vykstant CanPEDNet projektams, gamintojai turėtų sekti rezultatus. „Per kitus metus ir šiek tiek turėsime daug informacijos ir žinių apie šias rūšis“, – sako jis.