Patates kist nematodları: yıkıcı zararlılar

Patates (Solanum tuberosum L.), karbonhidrat bakımından zengin oldukları ve önemli miktarda protein, vitamin ve diyet lifi sundukları için önemli bir küresel gıdadır. Patates ılıman iklimlerde en iyi şekilde yetişse de 150'den fazla ülkede yetiştirilmektedir. Birçok tarımsal ürün gibi patatesler de bir dizi zararlı ve patojenin neden olduğu zorluklarla karşı karşıyadır. Bunlar arasında patates kist nematodları (PCN'ler) patates üretiminde en ciddi zararlılardan biri olarak öne çıkmaktadır.

İki tür PCN, Globodera rostochiensis (Wol.) ve Globodera pallida (Taş), Solanaceae familyasındaki bitkilere yönelik önemli tehditlerdir. Güney Amerika'nın And bölgesinden köken alan bu nematodlar, patatesle birlikte küresel bir varlığa sahipler. PCN'lerin ilk yayılımı muhtemelen 1850'lerde kontamine tohum nakliyesi yoluyla Avrupa'ya girişti. Bu sevkiyatlar, İrlanda Patates Kıtlığı'nın yarattığı yıkımın ardından Avrupa'nın geç yanıklığa dayanıklı genetik materyal arayışı nedeniyle harekete geçti. PCN popülasyonlarının mahsulde gözle görülür bir hasara neden olacak seviyelere ulaşması yaklaşık otuz yıl sürdüğü için PCN hasarı 1881 yılına kadar kaydedilmedi.

PCN'lerle mücadelede etkili çözümler oluşturmak için yaşam döngülerini anlamak önemlidir. İkisi birden G.rostochiensis hem de G. pallida benzer yaşam döngüleri sergilerler. Yumurtadan çıkmadan önce, birinci aşamadaki yavru nematod (J1) kist içinde ilk tüy dökümünü geçirir ve ikinci aşama enfektif yavru (J2) haline gelir. Yumurtadan çıkma, çeşitli çevresel faktörlere bağlıdır; birincil tetikleyici, konukçu bitkiler tarafından salgılanan kök sızıntılarıdır. Bu tür sızıntılar J2'ye uygun bir besin kaynağının yakınlarda olduğu sinyalini verir. Bir konakçı kök bulduktan sonra J2 onu deler ve perisiklusa doğru hareket eder. Bu bölge içinde J2, sinsityum olarak bilinen bir beslenme alanına dönüşecek bir hücreyi seçer. J2, yetişkin aşamasına doğru ilerlemek için üç ek tüy dökümünden geçer. Bu gelişimsel tüy dökümleri sırasında nematodun cinsiyeti, besin mevcudiyetine göre belirlenir. Sınırlı besinler erkek PCN'lere neden olurken, yeterli besinler dişi PCN'ler üretir. Dördüncü ve son tüy dökümü, yetişkin aşamasına geçişi işaret eder. Dişiler besin alımını sürdürmek için kökte kalır ve kökün korteksini parçalayana kadar boyut olarak genişler. Erkekler dişilerin yerini tespit etmek için kökten çıkarlar ve dişilerin cinsel üreme için ürettiği feromonlar tarafından yönlendirilirler. Döllenmeden sonra dişi büyür ve sonunda şişmiş bir halde ölür. Nematod kütikülü sertleşerek koruyucu bir kist duvarı oluşturur. Kist rengi türler arasında ayrım yapmanın basit bir yolunu sağlar. Globodera rostochiensis kistler altın sarısı renktedir, G. pallida Kistler beyaz veya krem ​​rengindedir.

Kistin içinde, yumurtaların içindeki J2'lerden yüzlerce J1 nematodu gelişiyor ve yumurtadan çıkacak bir sinyal bekliyor. Bu hareketsiz yumurtalar, konukçu ürün olmadan toprakta 20 yıl veya daha uzun süre kalabilirler. PCN'lerin konakçı olmadan hayatta kalabildiği olağanüstü uzun süre, etkili PCN yönetimi için kapsamlı bakım ve stratejik planlama gerektirdiğinden yetiştiriciler için önemli zorluklar doğurmaktadır. Tipik bir ürün rotasyonu (örneğin duyarlı patatesin ardından 3 yıl boyunca çeşitli konukçu olmayan ürünlerin ekilmesi) toprak kaynaklı birçok hastalığın kontrolünde etkilidir ancak PCN popülasyon seviyelerini anlamlı bir şekilde azaltmak için çok kısadır.

PCN'ler çevre koşullarına, başlangıçtaki PCN yoğunluğuna ve yetiştirilen çeşitlere bağlı olarak patates verimini önemli ölçüde azaltabilir. Verim azalması yumru köklerdeki hasardan kaynaklanmaz, bunun yerine nematodların temel besin maddelerini başka yöne çekmesinden kaynaklanır, bu da bitkinin büyümesini bozar ve üretkenliği azaltır. Nematodlar köklere girip ilerledikçe fiziksel hasara da neden olurlar, bu da bitkiyi diğer patojenlerden kaynaklanan ikincil enfeksiyonlara karşı duyarlı hale getirir. Ek olarak, PCN'ler kök uzamasını azaltarak ve besin alımını azaltarak kök fonksiyonunu bozar. Bu, patates mahsulünün büyümesinin engellenmesine ve yaprakların sararmasına neden olur. Bu semptomlar PCN'lerin belirtileri olsa da sadece zararlıya özgü değildir. Bu onların uzun süre fark edilmeden kalmalarını sağlar. İstila edilmiş bir alanda PCN semptomlarının tipik olarak düzensiz oluşumu, PCN'lerin eşit olmayan dağılımına atfedilir, çünkü sınırlı hareketlilikleri onları lokalize ceplerle sınırlandırır. PCN'lerin yayılması tipik olarak kirlenmiş tarım makineleri, ekipmanları veya istila edilmiş toprakla kaplanmış tohumluk patateslerle kolaylaştırılır.

PCN'ler verimi önemli ölçüde azaltabildiğinden ve yönetimi zor olduğundan, birçok yargı bölgesinde (Amerika Birleşik Devletleri gibi) PCN'ler karantina zararlıları olarak sınıflandırılır. Bu tanımlama, etkilenen yetiştiricilerin daha fazla yayılmayı önlemek ve nematod popülasyonunun kademeli olarak azaltılmasını ve sonunda ortadan kaldırılmasını kolaylaştırmak için gelişmiş bitki sağlığı önlemlerine uymasını zorunlu kılmaktadır.

PCN'leri yönetmek için nematisitlerin, tuzak mahsullerin ve toprak tedavilerinin kullanımı da dahil olmak üzere bir dizi yöntem mevcuttur. Bu inceleme dirençli çeşitler kullanılarak yapılan kontrole odaklandığından, diğer yöntemleri daha fazla tartışmayacağız; bunların değişen verimlilik seviyeleri sergilediklerini ve PCN popülasyonlarını tek başına veya dağıtımla birlikte azaltmak için kullanılabileceğini belirtmek dışında. dayanıklı çeşitlerdendir.

Dayanıklı çeşitler genellikle ürün rotasyonunun bir parçası olarak kullanılır. New York'un keşfine tepkisi G.rostochiensis ürün rotasyonunun, nematisitlerin uzun süreli kullanımına gerek kalmadan PCN'leri nasıl kontrol edebileceğine dair bir başarı öyküsünü temsil ediyor.

Tuzak bitkileri gibi, bu rotasyondaki dirençli çeşitler de PCN'lerin yumurtadan çıkmasına neden olur, ancak çok az üremeye veya hiç üremeye izin vermez. Bu azaltır G.rostochiensis Dirençli bir çeşidin her yetiştirilmesinde aşı düzeyleri %90 veya daha fazla artar. Konukçu olmayan mahsul, aşı seviyelerini daha da azaltırken, duyarlı çeşit, rotasyonun başladığı zamanki seviyelerden daha yüksek olmasa da, aşı seviyelerinin artmasına izin verir. Duyarlı çeşidin amacı zamanla gelişti. Başlangıçta, rotasyon şeması ilk kurulduğunda birçok yetiştiricinin mevcut dayanıklı çeşitlerden hoşlanmaması nedeniyle dahil edildi. Günümüzde, direnci kıran türlerin gelişimini yavaşlatmaya yardımcı olduğu için duyarlı bir çeşit teşvik edilmektedir. G.rostochiensis suşlar.

Mahsul rotasyonuna ek olarak New York, PCN kontrolüne yardımcı olmak için, tarım ekipmanlarının istila edilmiş bir alanı terk etmeden önce zorunlu olarak yıkanması da dahil olmak üzere başka yönetim uygulamaları da kullanıyor. USDA-APHIS, PCN popülasyon seviyelerinin yayılma riski oluşturacak bir seviyeye yükselmediğinden emin olmak için her patates mahsulünden sonra istila edilmiş tarlalardaki toprağı araştırıyor. Artan popülasyon seviyeleri, direnci kıran bir türün geliştiğinin bir göstergesi olabilir. Sonuçta New York'un başarılı yönetimi G.rostochiensis Bu ancak zararlıyı kontrol altına almak için birlikte hareket eden yetiştiricileri, nematologları, yayım bilim adamlarını, yetiştiricileri ve eyalet ve federal düzenleyici yetkilileri içeren ortak bir çabayla mümkün oldu.

Referans: EPPO (2024) EPPO Küresel Veritabanı. https://gd.eppo.int 

Referans: Spychalla, P. ve De Jong, WS (2024). Patates kist nematoduna dayanıklılık için ıslah çalışmaları Solanum tuberosum. Ekin bilimi, 64, 1167–1182. https://doi.org/10.1002/csc2.21244