Kukorica vörösödés (Maize Redness = MR) és vektorai
Kölber Mária – Elek Rita – Csömör Zsófia Genlogs Biodiagnosztika Kft, Budapest
Hévíz, 2016. január 12.
Az előadás felépítése A fitoplazmákról általában Sztolbur fitoplazma Kukorica vörösödés: Szerb kutatási eredmények Magyar kutatási eredmények (2009-2014) Rovarmonitoring előkísérlet, Nádudvar (2015)
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
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
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
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
Scaphoideus titanus
Reptalus panzeri
R. quinquecostatus
Dictyophara europea
A fitoplazma átvitele kabóca vektorral A kórokozó felvétele háncsszövetből Emésztő csatorna
Nyálmirígy Hyalesthes obsoletus
- a vektor szervezetében a kórokozó szaporodik - a rovar egész életében fertőzőképes marad - fitoplazma átvitel az utódokba nincs
Fitoplazma
Sztolbur fitoplazma Potato stolbur (16Sr-XII) ‚Candidatus phytoplasma solani’
Sztolbur fitoplazma kutatás története 1949
Szovjetunió: Első leírása tünetek alapján
Magyarország: 1956: Burgonya, paradicsom, fűszerpaprika, dohány, csattanó maszlag (Szirmai, 1956) 1960- 1970: 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)
Sztolbur fitoplazma gazdasági jelentősége 1956-1999: A Solanaceae kultúrákon járvány 5-10 évente 2000-2005: A betegség elterjedése, jelentősége évente nő 2006-2009: A gazdasági károk csökkentek 2010: A rendkívüli esőzésekben elpusztultak a vektorok, fertőzés csak elszórtan jelentkezett 2011-2015: 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
Sztolbur fitoplazma Gazdanövénykör Solenaceae családból: burgonya, paradicsom, paprika, padlizsán, dohány; gyomnövények (több mint 40 faj, pl. Datura stramonium,
Földrajzi elterjedése: Európa, Ázsia
Solanum nigrum)
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
Kukorica vörösödés
Kukorica vörösödés
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)
Európai elterjedés – molekuláris igazolás alapján
2012– EPPO Figyelmeztető (Alert) Listán
veszélyességi Alert Listgyelmezttető
Szerb kutatási eredmények
Dr. Jelena Jovic és Dr. Ivo Tosevski Növényvédelmi és Környezetvédelmi Intézet Belgrád-Zemun
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
Reptalus panzeri szerepe a vörösödés tünetek etiológiájában
Átviteli kísérletek beállítása Belgrád-Zemunban
Reptalus panzeri populációdinamikája és a tünetek megjelenése 542
550 500
437
400
310
350
350
300
oviposition
250 200
MR symptoms appearance
150 100
Collection dates
01 Sep
20 Avg
08 Avg 13 Avg
31 July
23 July
17 July
04 July 06 July 07 July
28 Jun
15 Jun
50 01 Jun
Number of specimens per plot
450
A vörösödés tünetek megjelenése és fejlődése
30 nappal a fertőzés után
A vörösödés tünetek megjelenése és fejlődése
29 days
34 days
38 days
A vörösödés tünetek megjelenése és fejlődése
A vörösödés tünetek fejlődése
A vörösödés tünetek fejlődése
55 nappal fertőzés után
A kukorica vörösödés és vektorának életciklusa
A kukorica vörösödés epidemiológiai ciklusa
A betegség fejlődése
A betegség fejlődése
Termésveszteség
A betegség és a vektor elterjedése Szerbiában
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
Magyar kutatási eredmények (2009-2014)
Kukorica vörösödés Magyarországon Magyar-szerb bilaterális projekt (2009-2011) Felmérés a magyar-szerb határ két oldalán: -potenciális vektorok -tünetes kukoricák -Molekuláris vizsgálatok a Genlogs laboratóriumában
Felmérés folytatása csökkentett számú mintával (2012-2014) Minták a Tiszántúlról, Pozitív minták szekvenálása (2014)
A felmérés eredménye (2009-2014) - Vörösödés tünetek megtalálása az ország több pontján (2009-2014), - Reptalus panzeri nem fordult elő kukoricában, vagy csak néhány egyed (2009-2103-ban);
- Növekedett az egyedszám burgonyában és szőlőben (2014)
A felmérés eredménye (2009-2014) A vörösödést mutató kukoricák egy részében a kórokozó azonosítása (2009-2014): Potato stolbur (16Sr-XII-A) azaz ‚Candidatus phytoplasma solani’
A szekvenálás megerősítette a PCR eredményeket.
A magyar kukorica sztolbur izolátumok filogenetikai helyzete
Rovarmonitoring előkísérlet kukoricában Nádudvar, 2015
Elek Rita – Béres István András - Csömör Zsófia - Kölber Mária
• 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: 2015.05.04 • Betakarítás időpontja: 2015. szeptember 25.
E
A
B
C 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).
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
Hyalesthes obsoletus ” fészek”
Hyalesthes obsoletus lárva
5-6 mm
Potenciális vektor kabócafajok határozása • Hyalesthes obsoletus: imágó könnyen azonosítható • Reptalus fajok határozása kifejlett hímek ivarszerve alapján
Reptalus panzeri
Reptalus spp.
Reptalus quinquecostatus
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!!!
A Reptalus quinquecostatus rajzásgörbéje Nádudvar, 2015
Reptalus quinquecostatus populáció nemek szerinti megoszlása Nádudvar, 2015
A Reptalus quinquecostatus populáció haladási iránya Nádudvar, 2015
Tünetes növények aránya Nádudvar, 2015
10-20%
10%
80-90%
40-80%
Kukorica vörösödés (MR) tünetek Nádudvar, 2015
Kukorica vörösödés (MR) tünetek Nádudvar, 2015
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
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?
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
Köszönöm a figyelmüket!
www.genlogs.com
