W dzisiejszym wpisie opowiemy Wam o nowym wirusie jaki zagraża naszym uprawom, będzie też trochę o paszportach roślin oraz kilka ciekawostek. Zapraszamy do lektury.

W dobie trwającej już od ponad dwóch lat pandemii wirusa SARS-Cov2, walki zwolenników szczepionek z ich przeciwnikami, nie bardzo chcemy słuchać o kolejnych zagrożeniach, a w szczególności takich, które pochodzą od wirusów. Niestety świat warzywny wcale nie jest inny od naszego – ludzkiego. Szczególnie w erze globalizacji przenoszenie wirusów pomiędzy kontynentami jest prostsze niż kiedykolwiek i nie dotyczy to jedynie ludzi. Zjawisko to nie jest nowe, jednak uległo znacznemu nasileniu od czasu gdy nasz Świat zaczął się kurczyć. Podróżowanie stało się łatwiejsze nie tylko dla nas, ale i dla różnych przedstawicieli fauny i flory. Warto tu przytoczyć dwa ciekawe przykłady:

Pierwszy dotyczy zwierząt – a dokładniej – królików. Oficjalnie przyjmuje się, że w roku 1859 do Australii zostały z Anglii sprowadzone 24 króliki. Pomysłodawcą był niejaki Thomas Austin, a biedne futrzaki miały służyć do polowań. Prawda jest jednak inna – króliki do Australii trafiły już 27 stycznia 1788 roku, na pokładzie statków kolonizacyjnych Pierwszej Floty. Z uwagi na ciepłą zimę i brak naturalnych drapieżników szybko się rozmnożyły zagrażając rodzimym gatunkom i doprowadzając do małej katastrofy ekologicznej. Wyjadanie przez nich roślinności doprowadziło do erozji gleby na dużą skalę. Najpierw próbowano zwalczyć je przez odstrzał, ale nie przynosiło to skutków. By nie zasiedlały nowych terenów zbudowano ogrodzenia długie na ponad 3 tys. Km. Króliki próbowały je przeskakiwać i podkopywać, ale zdało ono egzamin. By zmniejszyć liczebność królików, użyto broni biologicznej w postaci wirusa myksomatozy, niestety szybko uodporniły się. W 1996 roku użyto przeciw królikom kaliciwirusa sprowadzonego z Chin oraz pchły króliczej z Europy, co rozwiązało problem plagi królików. Króliki nadal występują w Australii, ale w małej liczebności.

Drugim przykładem takiego zagrożenia, który warto tu przytoczyć, jest choroba panamska oraz jej najnowsza odmiana - Tropical Race 4 (TR4). Jest to grzyb, który jest obecny na plantacjach bananów od 30 lat. Infekuje bananowce przez glebę i skutecznie je niszczy, blokując ich układ naczyniowy. Grzyb ten przenoszony jest wraz z glebą. Jeżeli skazi ziemię na plantacji, nie ma już dla niej ratunku.

W latach 50 ubiegłego wieku najpopularniejszą odmianą banana był „Big Mike” (Gros Michel). Epidemia grzyba spowodowała całkowitą eliminację tej odmiany. Ratunkiem dla bananowców okazała się odmiana odporna na chorobę panamską – Cavendish. Tak, właśnie tego banana możemy kupić w każdym sklepie. W Polsce i za granicą 75% wszystkich sprzedawanych na świecie bananów to właśnie Cavendish. Oznacza to, że obecne uprawy tych roślin są tzw. monokulturą. Nie występują w jej obrębie żadne różnice genetyczne. Taka sytuacja jest bardzo niebezpieczna, gdyż brak różnorodności sprawia, że gdy powstanie nowe zagrożenie – cała obecna uprawa może wyginąć.

Chwilę wcześniej wspomnieliśmy o Tropical Race 4 (TR4) – co to jest? Patogeny, czy to wirusowe, bakteryjne czy grzybiczne ulegają nieustannym zmianom, które mają na celu dostosowanie się do nowych warunków oraz nowych źródeł pożywienia. Cechą wspólną TR4 oraz choroby panamskiej jest całkowita nieprzydatność zakażonej nimi gleby. I nie mówimy tu o rocznym, czy kilkuletnim skażeniu, ale stałym i nieodwracalnym.

Rozwiązania są tylko dwa – ciągłe badanie plantacji pod kątem obecności grzyba oraz przenoszenie upraw na miejsca nie skażone. Mimo, że nasza planeta jest wielka, to ilość miejsc, gdzie można uprawiać banany jest krótka i powierzchnia ta zbliża się już do zera. Drugim rozwiązaniem jest opracowanie nowych odmian bananów, odpornych na TR4.

Pora już wracać na nasze własne – pomidorowe – podwórko. Zarazę ziemniaczaną czy wirusa mozaiki tytoniu znamy już od lat. Wiemy jak z tymi zagrożeniami walczyć, jak zabezpieczać nasze uprawy. Patogeny te stały się częścią procesu uprawy takich roślin jak pomidory czy ziemniaki. Niestety, od kilku lat obserwujemy całkowicie nową chorobę wirusową zagrażającą uprawom pomidorów i papryki: Tomato Brown Rugose Fruit Virus, w skrócie ToBRFV (wirus brunatnej wyboistości owoców pomidora). Wirus pochodzący z rodziny tobamowirusów:

Diagram oraz zdjęcie z mikroskopu elektronowego. Żródło: Wikipedia

Pierwszy raz stwierdzono jego występowanie w 2014 roku. Głównym ogniskiem występowania wirusa jest Ameryka Północna (Meksyk). Występował również w Kalifornii (USA). W 2018 roku pojawił się po raz pierwszy w Europie (Sycylia i Niemcy). W 2019 r. wirus został wykryty ponownie we Włoszech (Sycylia, Piemont) oraz w Grecji, Hiszpanii, Holandii, Turcji i Wielkiej Brytanii, Izraelu: w uprawach pomidora, głównie pod osłonami. Nie ustalono, w jaki sposób wirus przeniknął krajów europejskich. Wiemy również, że patogen ten pojawił się w kilku uprawach w Polsce. Rośliny zainfekowane mają silnie zredukowaną blaszkę liściową oraz wyraźne dyskoloracje i uszkodzenia owoców. Plony są dużo niższe (od 25 do 70%), a owoce tracą jakąkolwiek wartość handlową.

Kilka wartych uwagi filmów, w pierwszym z nich Pan Andrzej Chodkowski, Główny Inspektor Ochrony Roślin i Nasiennictwa PIORiN:

W drugim możemy dokładnie zobaczyć jak wyglądają objawy na liściach i owocach:

Grafika opracowana przez firmę Enza Zaden, prezentująca różnice pomiędzy brakiem odporności (z lewej), średnią odpornością (IR, w środku) oraz wysoką odpornością (HR, z prawej) na ToBRFV:

Obecnie nie ma na rynku żadnych środków ochrony roślin zwalczających lub zabezpieczających uprawy pomidora przed ToBRFV. Mimo podobieństw do wirusa mozaiki tytoniu (TMV) i mozaiki pomidorów (ToMV), odmiany które są na nie odporne, nie wykazują odporności na ToBRFV.

Wirus jest przenoszony w sposób mechaniczny, w wyniku bezpośredniego kontaktu pomiędzy roślinami, na narzędziach ogrodniczych, rękawicach, odzieży, itp., a na większą odległość na roślinach do sadzenia i materiale do szczepienia. Doświadczalnie stwierdzono możliwość przenoszenia wirusa przez trzmiele podczas zapylania kwiatów. Ponadto, wirus rozprzestrzenia się wraz z nasionami pomidora. Wytrzymuje skrajne temperatury (powyżej 90 stopni Celsjusza), wysokie oraz niskie pH (2.5-9), w formie nieaktywnej – w glebie – może przetrwać wiele lat.

W przypadku potwierdzenia obecności ToBRFV w uprawie, zakażone rośliny należy usunąć ze szklarni dbając o to, by nie miały kontaktu ze zdrowymi oraz spalić.

Zapobieganie polega po pierwsze na kontroli miejsca z którego pozyskujemy materiał (sadzonki oraz nasiona), każdy podmiot wprowadzający do obrotu sadzonki i nasiona przechodzi raz w roku kontrolę na obecność ToBRFV – zbierane są próbki liści i przesyłane do laboratorium celem potwierdzenia obecności, lub jej braku, wirusa. Wprowadzenie odpowiednich procedur bezpieczeństwa: stroje ochronne dla pracowników, jednorazowe narzędzia ogrodnicze (lub dezynfekowane), nie wchodzenie w tym samym ubraniu do różnych szklarni oraz nie korzystanie w nich z tych samych narzędzi.

Teraz na chwilę mała dygresja. Często dostajemy pytania o paszporty roślin. Czy wystawiamy takie dokumenty, czy je posiadamy oraz zasadniczo – do czego one w ogóle są potrzebne? Tematowi temu poświęcimy wkrótce kolejny wpis, gdzie opowiemy o tych dokumentach dużo szerzej. Jedną z funkcji jakie pełnią jest możliwość prześledzenia całej drogi, jaką pokonują rośliny. Od nasiona, aż do miejsca, w którym zakończą wegetację. Kilka lat temu prawo związane z dystrybucją roślin i nasion uległo zmianie: o ile przed zmianą takie dokumenty wystawiały tylko duże firmy produkcyjne, o tyle po zmianach obowiązek wystawiania paszportów ma każdy podmiot sprzedający jakiekolwiek żywe rośliny (lub nasiona) za pośrednictwem Internetu. Nawet, jeżeli sprzedawane są tylko pojedyncze listki (jak np. u fiołków afrykańskich). Aby móc wystawiać paszporty należy przejść odpowiedni egzamin w Powiatowym lub Wojewódzkim Inspektoracie Ochrony Roślin.

A teraz łączymy wszystkie nasze kropki – po co nam paszporty? Hipotetyczna sytuacja – mamy uprawę pomidorów, w której pojawia się nieznana choroba. Zwracamy się z prośbą o pomoc w jej identyfikacji do lokalnego oddziału Inspektoratu Ochrony Roślin. Inspektor przeprowadza kontrolę i potwierdza infekcję ToBRFV. Na podstawie analizy paszportu dołączonego do kupionych w Internecie sadzonek trafia do ich producenta. Dzięki prowadzonej dokumentacji sprzedaży sadzonek wiadomo również, gdzie został wysłany zarażony materiał. W tutejszej uprawie również występuje ten sam wirus, którego wcześniej nie było. Ponownie, analizując dokumenty (paszporty) udaje się ustalić miejsce pochodzenia materiału siewnego, z którego przygotowano sadzonki. Kontrola przeprowadzona w gospodarstwie, w którym wyprodukowano nasiona wskazuje na obecność wirusa. W ten sposób – po nitce, do kłębka, można prześledzić całą drogę jaką pokonał wirus. Od początku infekcji, aż do samego jej końca. Wprowadzić mechanizmy zaradcze, kwarantannę oraz niszczenie zakażonych roślin.

Taki mechanizm pozwala na zabezpieczenie naszych upraw, ograniczenie rozprzestrzeniania znanych oraz nieznanych chorób.

Na sam koniec pozytywna wiadomość w zakresie ToBRFV. Od 2021 dostępne są pierwsze odmiany komercyjne o podwyższonej odporności i całkowitej odporności. Nad odmianami tymi pracują m.in. takie firmy jak: Bayer, NRGene, Philoseed, TomaTech, Enza Zaden. Punkt wyjścia w znalezieniu genów pomidorów odpornych na to zagrożenie było znalezienie odmiany z genem odporności spośród dzikich odmian pomidorów. Jak widać bogata pula genetyczna i jej różnorodność, pozwalają przetrwać naszej ulubionej roślinie. Cechy tej brakowało zarówno australijskim królikom, jak i bananowcom.

Bibliografia:

Tobamovirus (EN): https://en.wikipedia.org/wiki/Tobamovirus

ToBRFV prezentacja PIORiN: https://piorin.gov.pl/files/userfiles/wnf/nowe_zagrozenia/tobrfv_30.06.2020.pdf

Bayer prezentuje odmiany o podwyższonej odporności na ToBRFV (EN): https://media.bayer.com/baynews/baynews.nsf/id/Bayer-launches-additional-commercial-varieties-intermediate-resistance-Tomato-Brown-Rugose-Fruit

Praca badawcza nad odpornością nad ToBRFV w NRGene i Philoseed (EN): https://www.nrgene.com/press-releases/tobrfv/

TomaTech wprowadza odmiany odporne na ToBRFV (EN): https://www.tomatech.com/team-2-5-2/

Opracowanie firmy Enza Zaden nt. ToBRFV (PL): https://www.enzazaden.com/pl/news-and-events/aktualnosci/tobrfv-first-trial-results-confirm-high-resistance-level