Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Kortlægning af patotyper af hvid kartoffelcystenematod

Angreb af kartoffelcystenematoder, KCN, både den hvide (Globodera pallida) og den gule (G. rostochiensis), ses i marken som diffuse pletter med misvækst. KCN er obligate rodparasitter, der forårsager betydelig økonomisk skade og er vanskelige at kontrollere. 

De væksthæmmede planter har nematod-cyster på rødderne. Cysterne, der er ca 0,5 mm store, kugleformede til pæreformede indeholder op til ca. 250 æg. Ved klækning af æggene søger larver mod plantens rødder, som de borer sig ind i. I rødderne sætter larven sig fast og in-ducerer dannelsen af en klump af sammensmeltede celler, som larven trækker sin næring fra. Rodvævet ødelægges herved, og vandtransporten bliver hindret. Ved modenhed svulmer hunnerne op og kan ligefrem ses som kugleformede strukturer på rodoverfladen. Hannerne søger ud i jorden, opsøger hunnerne og befrugter dem. Hunnen producerer æg, og når hun dør, danner hendes hud en cyste indeholdende æggene. Ved kartoflernes modning er cysterne modnet med æg og frigøres til den omkringliggende jord. 

Cyster kan forblive i dvale i jorden i op til 20 år og kan spredes af jordtransport, derunder fygning, eller maskiner. G. rostochiensis og G. pallida er opført i EPPO- og EU-karantænelister og er af stor betydning i kartoffeldyrkningsregioner. Implementering af H1-resistensgenet har været yderst effektiv til kontrol af G. rostochiensis. Dette har imidlertid ført til en stærk opformering af G. pallida, som efterfølgende er steget i udbredelse og nu f.eks. findes i ca. 92% af KCN-angrebne marker i Storbritannien (Minnis et al 2005). Udvikling af effektiv resistens mod G. pallida har været vanskelig, og kommercielt interessante kartoffelsorter med høje resistensniveauer er først for nylig blevet tilgængelige. G. pallida, der tidligere blev betragtet som en patotype af G. rostochiensis, har forskellige patotyper. Disse G. pallida-patotyper adskiller sig i deres evne til at overvinde forskellige resistenskilder i kartoffel.

Derfor er det rette sortsvalg en af de mest effektive kontrolforanstaltninger for KCN, herunder G. pallida, men sortsvalget skal være baseret på en pålidelig identifikation af G. pallida-patotyper (Evesvan den Akker, Molecular Ecology 2015). Patotype-bestemmelse er således vigtig for at vælge - eller udvikle - kartoffelsorter med resistens. De følgende patotyper er fundet i EPPO-regionen: G. pallida: Pa1 (kun de britiske øer) og Pa2/3. Derudover er der for nyligt identificeret endnu en type, ”Emsland”, i Tyskland med et andet virulensmønster end de hidtil kendte patotyper. På nuværende tidspunkt er der imidlertid ingen biokemiske eller molekylære tests til rådighed for pålideligt at kunne skelne patotyper af både G. pallida og G. rostochiensis.

Bestemmelse til patotype udføres på et sæt differentialkartoffelsorter med forskellige resistensegenskaber (bioassay). De derved opstillede patotyper har dog voldt nematologer problemer ved ikke at være konsistente og variere fra land til land. Det har i en undersøgelse været muligt at differentiere G. pallida populationer til forskellige ’mitotyper’ ved hjælp af sekventering (Evesvan den Akker et al. 2015). Det udestår endnu at få bekræftet at disse mitotyper svarer til patotyper. 

Fokus for et G. pallida EUPHRESCO projekt, som vi deltager i, er at få indsigt i distributionen og forekomsten af G. pallida-patotyper i Europa og sammenligne og tilpasse standardtestpopulationer af G. pallida i de europæiske lande. I det ansøgte KAF projekt vil vi bidrage med en kortlægning af danske patotyper af G. pallida. 

Dette projekt struktureres i nedenstående arbejdspakker som delvist svarer til arbejdspakkerne i EUPHRESCO projektet:

WP1: Sammenfatning af eksisterende viden om distribution af G. pallida-patotyper i Europa

Der udarbejdes en rapport vedrørende eksisterende viden om G. pallida typer i starten af projektet på baggrund af i) et litteraturstudium og ii) indhentning af viden fra eksempelvis forsknings- eller testlaboratorier. Rapporten laves i fællesskab med de øvrige partnere i EUPHRESCO-projektet.

WP2: Indsamling af G. pallida-inficeret materiale i Danmark 

Der indsamles jordprøver fra marker hvor der er mistanke om infektion med G. pallida. Det tilstræbes at prøverne kommer fra et repræsentativt udsnit eksempelvis. mht. geografi, sortsvalg, sædskifte og jordtype. Prøverne udtages med 15 mm jordspyd til 25 cm dybde 60 steder i marken. Det tilstræbes at undersøge mindst 25 marker. Fra prøverne udtages 20 enkeltcyster som analyseres for mitotype vha sekventering. Herudover vil enkelte prøver tilgængelige ved laboratoriet i Ringsted blive analyseret. 

WP3: Kortlægning af patotyper af G. pallida i Danmark 

Bestemmelse af de danske G. pallida populationer indsamlet i WP2 vil blive gjort under anvendelse af DNA-markører (Evesvan den Akker et al 2015), som adskiller nematodpopulationer i mitotyper. Der vil blive opformeret DNA fra enkeltcyster som herefter vil blive sekventeret (vha såkaldt Sanger sekventering). I EUPHRESCO-projektet vil det ved sammenligning med traditionel patotypning af enkelte prøver på et panel af modtagelige sorter blive undersøgt, hvorvidt mitotyper kan linkes direkte til patotyper. Enkelte af de danske prøver vil blive analyseret i andre EUPHRESCO-laboratorier eller hos HLB, Holland vha bioassay. 

WP4: Udarbejdelse af rapport og/eller artikel som offentliggøres 

Resultater fra projektet stilles gratis til rådighed for alle parter. Der vil blive udarbejdet dels en EUPHRESCO-rapport, som beskriver G. pallida-situationen i Europa, og vi vil publicere de danske resultater i relevante fagtidsskrifter. Afhængig af resultaterne vil der blive publiceret en videnskabelig artikel i EUPHRESCO-regi. 

Resultaterne af de danske undersøgelser vil være tilgængelige i marts 2022 her på siden, mens resultater fra EUPHRESCO projektet vil være tilgængelige i løbet af 2023.

Litteratur: 

Evesvan den Akker, S. et al. 2015: A metagenetic approach to determine the diversity and distribution of cyst nematodes at the level of the country, the field and the individual. Molecular Ecology doi: 10.1111/mec.13434. Del 2, side 3 

Minnis S.T. et al. 2005: Potato cyst nematodes in England and Wales ‐ occurrence and distribution. Annals of Applied Biology, doi.org/10.1111/j.1744-7348.2002.tb00172.x