Sergey Banadysev,农业科学博士,Doka-Gene Technologies LLC育种计划负责人
马铃薯病毒性疾病的危害性一直在增加。 近年来,它们的损害不仅表现为产量下降,而且表现为块茎的商业品质下降。 YBK,VLK,拖把和拨浪鼓病毒的坏死株使马铃薯不合标准,而叶片上新株的症状越来越不明显。 Y病毒特别成问题(照片1-4)。 没有对其坏死菌株的抗性基因;使用经典的选择方法不可能产生具有高抗性的品种。 考虑病毒性疾病病原体的生物学和特性不是本文的主题(关于该主题的信息已足够多),我们将重点分析获得高质量病毒性疾病种子材料的可用机会。
首先,您需要阐明高质量的概念。 该标准的要求对病毒性疾病的外部表现形式进行了严格限制,在包括俄罗斯联邦在内的许多国家,块茎的内部,潜伏感染也受到了限制。 同时,调节病毒性疾病耐受性有许多细微差别,其中一些意义重大(表1)。 让我们弄清楚细节。
乍一看,荷兰的潜伏感染标准似乎非常严格:精英分子的容忍度仅为1,4%。 但是NAK的内部分析程序手册对此进行了解释并使其清晰。 强制性是控制超级精英及以上类别的潜伏感染。 该分析仅通过Y病毒通过PCR进行。 在一个PCR样品中合并50个块茎。 如果根据所分析样品中块茎的总数,如果不超过四分之一的样品,不超过八分之两个样品或十二分之三的样品显示出阳性反应,则认为该批次为标准样品。 根据假设,在12个块茎样本中只有0,6个被感染的假设,公差为50%。 但这是理想情况,理论上,在50个块茎的合并样本中,所有50个块茎均可被感染。 然后,该方实际隐藏感染的数字应该是25%,而不是0,6%。
评估潜在感染的现实主义者是苏格兰人和美国人。 苏格兰是五个高度认可的欧盟高等级马铃薯种子保护区之一。 也就是说,这是生产最高品质材料的区域。 但是,那里的认证规则不要求对潜伏感染进行强制性验证。 是的,建议这样做,但是潜伏感染的水平不会影响认证结果。 在美国,使用经典的土壤控制方法评估块茎感染。 在秋天,所有批次的样品均需经过认证,然后运往夏威夷或佛罗里达。 没有冬天,块茎立即种在土壤中,并在生长季节通过病毒性疾病的视觉表现来评估。 没错,并不是每一种隐藏的感染都在叶子和农作物中反映出来,有时它会以潜伏形式存在多年,而不会造成任何危害。 到二月,将获得具有后代植物上现有病毒性疾病的特定实际表现的结果。 种子的购买者将具有相同的图片,但是稍后。 此信息确定年度认证的最终结果,并且在考虑此信息的情况下执行主要的春季实施。
欧洲经委会,德国和法国的标准S-1还规定并使用直接子代中的病毒评估。 收获后,有必要采集100个块茎的样品,在温室中生长并评估叶片上病毒性疾病的表现。 从本质上讲,这也是土壤控制,仅在封闭的地面上才是更昂贵的选择。 仅在有争议的情况下进行实验室测试。 但是,在同一S-1标准中存在矛盾,因为在评估程序部分中提到了不仅使用视觉方法而且还使用实验室方法的可能性。 专家了解,通过ELISA或PCR检测到的病毒植物比视觉上多出几倍。
至于GOST 33996-2016在俄罗斯联邦于2018年引入的隐性感染规范,它们提供了实验室测试,而无需对成年后代进行目视评估,并且在解释方面是独一无二的。 根据新标准,仅必须评估原始种子材料的潜在污染:SSE或更高。 但是该注释为即兴创作和即兴创作提供了巨大的机会:注意。 对于已经采用该标准的国家中流通的许多超级精英,精英和繁殖种薯,应种薯生产商或供应商的要求进行实验室测试。 根据块茎样品的实验室测试结果,限制病毒和/或细菌感染的最大允许标准可以在各方同意的供应马铃薯的协议(合同)中确定。 对于ES类缔约方,根据实验室测试结果,UVK限制的最高水平不得超过10%。” 这三个建议已将标准从严格而明确的文件转变为合法的废话,是澄清生产者和客户关系的来源,是一种投诉工具。 因为卖方和买方的利益在这里不能重合,所以如何允许(基本上替代标准)并依靠各方在质量问题上的协议。 如何为不同类别建立相同的标准,因为不可避免地会降低质量。 ELISA和PCR均允许执行标准33996-2016的另一项规定-病毒性疾病的潜在感染评估。 尽管这些方法的灵敏度变化了一个数量级。 但是该标准已经批准并生效,所有种子企业都必须遵守其标准和要求。
目前,所有国家都在进行马铃薯种子生产,而发达的马铃薯是在所谓的无病毒基础上生长的。 细胞和组织的培养与热化学疗法和微克隆繁殖相结合,可以在马铃薯细胞中获得零病毒含量的初始种子材料。 但是您需要了解两点:零表示并非完全缺失,但存在的可能性低于可用分子诊断方法的灵敏度阈值。 摆脱病毒并不意味着使马铃薯具有抗病毒能力。 没有可靠的保护措施以防止病毒性疾病的再次感染,健康的马铃薯种子就会成为F-1杂种的一种,其中只有第一代才能获得优异的结果,随后的繁殖会导致性能急剧下降。 在气候紧张和高感染背景的地区,包括俄罗斯联邦南部,普遍购买种子马铃薯进行一年栽培。 但是,采用这种提供种子材料的方案,种子应数量充足且价格合理,可承受。 马铃薯种子生产田间阶段的整个要点是使可负担的种子产量最大化,同时严格控制再次侵染。 几乎所有强制性和特殊的组织,方法和技术措施及操作都针对此。 感染了病毒的植物和块茎无法治愈,在预防蚜虫和机械感染植物方面表现出与病毒疾病的抗争。 让我们考虑一下病毒性疾病管理中一些最重要的方面,这些问题需要在最高层次上加以解决。
1.计算和应对病毒蚜虫的动态和物种组成。 蚜虫将病毒从患病植物转移到健康植物的过程,以及种植材料的初始感染和机械转移,是再次感染种薯的主要原因。 大多数病毒保持强力,并在蚜虫口中停留数小时。 在这段时间里,蚜虫可以从花园,垃圾掩埋场,劣质播种场飞出几十公里,最终进入苗圃。 从种子种植到顶部完全干燥,实际上必须在种子生长田间连续观察该过程。 应当指出,在所有发达马铃薯种植国家中,蚜虫监测都是在预算资金的大量参与和领先研究机构的参与下进行的。 在认证过程中,必须考虑种子企业的监控结果和响应。 国家植物保护服务曾经在我国像这样工作。 目前,由于某种原因,俄罗斯联邦仅对科罗拉多马铃薯甲虫进行了马铃薯监测,这在商业化马铃薯种植中不是问题。 因此,任何专业种子企业都必须使用标准技术独立控制蚜虫载体。 它非常透明和统一,您只需要了解重要的细节即可。 蚜虫监测系统的基础是梅里克的黄色诱捕器(照片5)。 它们必须安装在植物高度上方,并在马铃薯田附近所有植物清除的区域中安装。 (通过沿着田间对角线直接查看上层,中层和下层的100片叶子,作物保护专业人员可以获得相当准确的蚜虫数量估计值。)
被困的翅蚜应每周收集一次,并确定其种类。 在不同种类的蚜虫中携带病毒的能力明显不同。 最有害的-桃蚜(图6,7)的效率等于2,3,其他所有系数都低得多(表2013)。 蚜虫的有害因素是由英国科学家提出的(Felton B.等人,40),并已被广泛使用。 对于Y病毒和VLK,它们是不同的,也就是说,对于病毒传播的机制是不同的。 特别危险的物种定居在马铃薯上,即 居住在马铃薯中的那些会形成无翼形式,也携带病毒。 这些包括桃子,马铃薯,大马铃薯,鼠李,鼠李蚜虫。 剩下的物种不会在马铃薯中定居,而是会在进行试验注射以寻找习惯性饲料作物的过程中传播病毒。 确定有翼蚜虫的种类组成需要很高的资格,并且需要显微镜。 蚜虫的基本标识符在50到2000年前发布,现在是书目上的稀罕物。 可以在发行商的在线商店中购买德国(2008年)和荷兰(8,9年)的最新全彩色地图集。 在蚜虫上有专门的站点,例如aphid.aphidnet.org,但是在它们上面纯属马铃薯种,却是零碎的。 在分析陷阱的内容时,请不要忘记捕捉蝉和木虱的可能性(照片XNUMX),它们携带着色谱柱和已经侵入欧洲的Zebra芯片病毒。
照片8:蝉 图片9. Psillida
捕获的蚜虫数量转换为矢量压力指数(IVD)。 桃蚜以实际单位计算,所有其他物种乘以危害系数。 实际上,它们被转换为桃蚜危害性的一种计量单位。 因此,如果捕获了20片马铃薯蚜虫,则为了计算指数,它们的数量将为20x0,2 = 4个单位。 以桃蚜为单位的总量是矢量压力指数。 将非持久性蚜虫种类的IVD视为最有问题的做法是合乎逻辑的。 小于两个单位的索引是完全安全的绿色。 从2到10-黄色,准备就绪状态,企业可酌情采取保护措施。 IED高于10时,需要使用防护设备防止蚜虫。 这由证书颁发机构验证。 不采取保护措施是降低种子等级或下达销毁顶端的命令的基础。 蚜虫危害阈值(桃蚜10单位)是在对不同载体压力下种子材料的感染程度进行专门研究的过程中确定的。 如果蚜虫的数量超过阈值,则病毒感染会显着增加,数量越少,感染水平之间的差异就越不明显。 因此,IVD呈绿色和黄色水平时,防护措施不起作用,也不影响感染水平,因此没有必要进行防护。
在一些欧洲国家,对于所有监测点,都从生长季节开始就进行了IIA总量(累积)的计算(图1)。 已确定总IWD的极限值,此后认证服务部门下达了割种和干燥种子田顶部的命令。 这个极限值是多少? 在荷兰,IWD当前-80单位桃蚜(Haverkort A.,2018)。 这些指标未在国家官方认证规则中指定。 但要强调的是,在下达割草命令时,不仅要考虑累积的矢量压力指数,还要考虑品种对病毒感染的抵抗力(根据此特征,有正式的栽培品种等级),在实地检查中发现的具有病毒症状的植物数量,进行保护蚜虫的措施。 给予农民两天(荷兰)至三天(苏格兰)的时间以执行处方。 不遵守规定将导致认证失败或种子等级降级。
对病毒疾病的蚜虫载体进行连续的合格监测可以使您对感染背景的水平有实际的了解,并且可以使您采取常规措施,而不是常规的保护措施,从而节省了大量的植物保护产品资金。 此外,还向欧盟种子种植者提供了蚜虫初夏预警服务。 在预算研究机构的系统中,有几个吸水阱起作用(照片10),用于检测高空空气中的携带者。 一个吸水弯管可在100 km半径内给出准确的预测。 您只能梦想得到这样的服务,但是所提供的信息可以让您正确地在单个企业级别上执行控制,将接收到的信息转换为控制病毒性疾病的操作措施,并考虑到特定年份和特定领域的发展情况。 这些措施的清单包括隔离和保护种子地的各种技术。
2.空间隔离。 在发达马铃薯种植的所有国家中,在病毒病媒介具有最小感染背景的地区分布种薯产量。 因此,在荷兰,种子生产主要集中在北部沿海田(图2)。
长期观察已证实,在该地区,传染性疾病的背景低了一半半,而临时性呼吸道感染的严重季节性水平平均发生在26月2018日,比该国南部晚了两周。 (Haverkort A.,1)。 在图700中可以清楚地看到这一点:在北部,IED为绿色,在南部,IED为红色。 可以得出的结论是,在荷兰南部,马铃薯种子的生产极具风险,对于更多的南部国家也无话可说。 但是不要忘记相对论。 如果您不对着荷兰的边界休息,而是向整个比利时南部行驶,那么在法国北部,英吉利海峡的沿海地区,就会有一个该国马铃薯的种子生产区。 法国的种薯出口量居世界第二位。 这意味着高质量的产品,而法国的种子生产区位于荷兰田以南XNUMX公里处。 种子种植者由于技术和组织水平高而生产出有价值的商品,尽管出于显而易见的原因,不可能在公共领域看到蚜虫监测的结果。
苏格兰马铃薯种子地区集中在东北沿海地区(图3)。 如果您看一下近年来英国对蚜虫的监测,那么在该地区,其传染性背景是英格兰中部的两倍。 但是事实证明,在苏格兰本身,东南部与北爱尔兰接壤的地区,蚜虫的数量甚至更少。 为什么那里种有种土豆?
显然,由于土地对机械成分和岩石的适应性较差。 如果我们只关注蚜虫,那么欧盟马铃薯的所有种子生产都应该放在斯堪的纳维亚半岛。 已经朝这个方向采取了某些步骤。 距北极圈200公里,与北极圈平行,距北极圈64公里,是芬兰的五种温室之一,是马铃薯种子生产区(照片14)。 每年在该地区1000公顷的土地上种植多达30万吨的种薯。 气候条件是最低限度的:生长季节是从五月到十月,生长季节开始时白天很长,天气凉爽,雨水最多可达300毫米(图4)。
独立研究人员(Kirchner S. et al。,2013)已使用黄色和吸管对蚜虫的感染背景进行了深入研究。 每周有20至3000蚜虫落入诱捕器(图5)。 但是其中只有10-20%的病毒携带者,其余是非特异性树种和灌木种。 北方几乎不发生桃蚜,偶尔会发现马铃薯蚜虫。
文章的继续将发表在3年第2020号马铃薯系统杂志上。
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