OCENA PORAŻENIA BORÓWKI WYSOKIEJ PRZEZ WIRUSY NA

ZESZYTY NAUKOWE
INSTYTUTU SADOWNICTWA I KWIACIARSTWA im. SZCZEPANA PIENIĄŻKA
TOM 17
2009
OCENA PORAŻENIA BORÓWKI WYSOKIEJ PRZEZ WIRUSY
NA TERENIE POLSKI POŁUDNIOWEJ
Assessment of virus infections of highbush blueberry plantings in the
south of Poland
Barbara Nowak
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. 29 listopada 54, 31-425 Kraków
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
In 2006 and 2008, a total of 108 blueberry plants were tested for the presence of
blueberry scorch virus (BlScV), blueberry shock virus (BlShV), blueberry leaf mottle
virus (BlMoV), peach rosette mosaic virus (PRMV), blueberry shoestring virus (BSSV),
and tobacco ringspot virus (TRSV). The plants for the investigations were selected from
commercial plantations, non-professional plantings, and the university’s experimental
collection according to the symptoms observed on the flowers and leaves during the
growing season. The ELISA assays and biological tests performed on Cucumis sativus
‘Monastyrski‘, Phaseolus vulgaris ‘Mamut’, Nicotiana tabacum ‘Samsun’, Chenopodium
quinoa, Chenopodium amaranticolor, and Nicotiana benthamiana did not confirm the
presence of the viruses in any of the tested plant .
.
Key words: blueberry, viruses
WSTĘP
Borówka wysoka (Vaccinium corymbosum L., syn. V. covilleanum
But. et Pl.), pochodzi z obszarów Ameryki Pół
nocnej i jest jedną
z najpóźniej wprowadzonych do uprawy roś
lin sadowniczych w Polsce.
Obecnie zainteresowanie jej uprawąroś
nie z roku na rok z uwagi na
bardzo smaczne i atrakcyjne owoce o duż
ej wartoś
ci dietetycznej
i odż
ywczej oraz odznaczają
ce się wysoką zawartoś
cią związków
przeciwutleniających. O atrakcyjnoś
ci uprawy tej roś
liny stanowiąrównież
18 Zeszyty Naukowe Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa im. Szczepana Pienią
ż
ka, tom 17
ł
atwoś
ć zbytu owoców, zwł
aszcza na rynki zachodnie, oraz duża
niezawodnoś
ćplonowania. Jednym z poważniejszych zagroż
eńw jej
uprawie, opisywanych w literaturze amerykańskiej, są choroby
powodowane przez wirusy: nitkowatoś
ćborówki wysokiej BSSV, pstroś
ć
liś
ci borówki wysokiej BlMoV, czerwona pierś
cieniowa plamistoś
ć
borówki wysokiej BRRV, oparzelina borówki wysokiej BlScV, szok
borówki wysokiej BlShV, mozaikowata rozetkowatoś
ćbrzoskwini PRMV,
pierś
cieniowa plamistoś
ćpomidora TomRSV, pierś
cieniowa plamistoś
ć
tytoniu TRSV.
Objawy wywoł
ywane przez wirusy sązwykle zmienne i zależ
ączęsto
od odmiany i jej podatnoś
ci na wirusa, warunków pogodowych i uprawowych, a także od szczepu wirusa. Najbardziej typowym symptomem
ś
wiadczą
cym o poraż
eniu wirusem nitkowatoś
ci jest zwęż
enie blaszki
liś
ciowej, która ma czę
sto czerwone przebarwienia, zwykle w kształ
cie
liś
cia dębu. Czerwone smugi można zaobserwowaćpo nasł
onecznionej
stronie niezdrewniał
ych pędów oraz na koronie kwiatów. Wirus pstroś
ci
liś
ci borówki wysokiej najczę
ś
ciej powoduje zahamowanie wzrostu,
u niektórych odmian zamieranie pę
dów (‘Rubel’) w czę
ś
ci szczytowej lub
wytwarzanie rozetek drobnych liś
ci. U odmian wrażliwych moż
e się
pojawićpstroś
ćliś
ci borówki wysokiej. Objawy czerwonej pierś
cieniowej plamistoś
ci borówki wysokiej sąnajlepiej widoczne w okresie
owocowania krzewów. Od czerwca na mł
odych liś
ciach mogą się
pojawiaćczerwone plamki, pierś
cienie i wzory liniowe. Nieco później, na
górnej stronie starszych liś
ci pojawiająsięczerwonobrązowe plamki
oś
rednicy 2-6 mm, czę
sto z zielonym ś
rodkiem. Bardzo zmienne są
objawy rozwijają
ce siępod wpł
ywem obecnoś
ci wirusa oparzeliny
borówki wysokiej. Wirus ten ma kilka szczepów, a odmiany borówki
różniąsiępodatnoś
ciąna infekcję
. Najczę
ś
ciej objawem choroby jest
cał
kowita nekrotyzacja kwiatostanów, a na liś
ciach nekrozy, chlorozy,
czasem wzory liniowe. Zamieranie kwiatostanów wywoł
uje równieżwirus
szoku borówki wysokiej; zaschnięte kwiaty opadająz krzewów, podobnie
jak zż
ół
knię
te liś
cie. Na bezlistnych krzewach nowe liś
cie zaczynająsię
pojawiaćdopiero w lecie. Objawy szoku moż
na obserwowaćprzez 2-3
lata, potem choroba wchodzi w fazęutajoną
. Wirus mozaikowatej
rozetkowatoś
ci brzoskwini powoduje u porażonych borówek silną
deformacjęliś
ci. Zniekształ
cenie blaszki liś
ciowej wraz z nekrotycznymi
Ocena poraż
enia borówki wysokiej przez wirusy na terenie Polski poł
udniowej
19
plamami może byćspowodowane obecnoś
ciąwirusa pierś
cieniowej
plamistoś
ci tytoniu, a z chlorotycznymi plamami – obecnoś
ciąwirusa
pierś
cieniowej plamistoś
ci pomidora (Paduch-Cichal i Nowak 2008;
Pliszka 2008). Wszystkie z wymienionych wirusów mająnegatywny
wpł
yw na plon albo przez bezpoś
rednie ograniczenie kwitnienia i zawiązywania owoców, albo poś
rednio przez ograniczenie fotosyntezy i wzrostu
poraż
onych roś
lin.
W Europie obecnoś
ć wirusów borówki został
a już stwierdzona
(Ciuffo i in. 2005), chociaż badania w tym kierunku sąnieliczne,
natomiast w Polsce miał
y one dotychczas charakter lustracji krzewów
i rejestracji objawów, które w nielicznych tylko przypadkach był
y poparte
testami wirusologicznymi (Nowak i Witek 2006). Stan fitosanitarny
plantacji borówki w Polsce w aspekcie wirusologicznym jest zatem
nieznany.
Celem badańbył
o przetestowanie róż
nymi metodami podejrzanych
o zainfekowanie wirusem krzewów borówki wytypowanych na podstawie
objawów na wybranych plantacjach i w nasadzeniach amatorskich
w poł
udniowej Polsce.
MATERIAŁI METODY
Badania przeprowadzono w 2006 oraz 2008 roku na 5 plantacjach
z okolic Krakowa, w eksperymentalnej kolekcji Uniwersytetu Rolniczego
oraz na 58 krzewach w nasadzeniach amatorskich.
Wiek i pochodzenie krzewów w uprawach obję
tych obserwacjami
był
y zróż
nicowane. W przypadku kolekcji doś
wiadczalnej UR był
y to 20letnie krzewy odmian Darrow, Bluecrop, Croatan oraz Herman. Na jednej
z plantacji testowano oś
mioletnie krzewy borówki wysokiej odmian Haidi,
Patriot, Bluecrop oraz Darrow, a także borówki ś
redniej ‘Northland’
i ‘Northblue’. Na najstarszej z lustrowanych plantacji rosł
y krzewy okoł
o
30-letnie oraz są
siadują
ca z tąplantacjąkwatera krzewów 5-10-letnich
różnych odmian. Oprócz tego obserwacje prowadzono na 6-8-letniej
plantacji z okoł
o 20 odmianami oraz w dwuletnich nasadzeniach odmian
Patriot, Chandler, Toro, Duke oraz Bluecrop. Czę
ś
ćsadzonego materiał
u
pochodził
a z rozmnoż
enia przez wł
aś
cicieli plantacji, a czę
ś
ćstanowił
a
20 Zeszyty Naukowe Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa im. Szczepana Pienią
ż
ka, tom 17
materiałszkół
karski dostę
pny powszechnie w handlu, rozmnażany metodą
tradycyjnąlub w kulturach tkankowych.
W nasadzeniach amatorskich obserwowane krzewy był
y najczęś
ciej
nieokreś
lonej odmiany, w wieku 3, 11 i 17 lat.
W 2006 roku na plantacjach w kolekcji UR oraz z nasadzeń
amatorskich krzewy kwalifikowano do testów na podstawie objawów
obserwowanych w czasie lustracji w maju i w czerwcu, a materiał
em
pobieranym do testów był
y liś
cie. Testy wykonano posł
ugują
c się
ś
wieżym materiał
em. Łącznie badaniami obję
to 80 krzewów. W 2008 roku
lustracje na plantacjach przeprowadzono w maju i czerwcu, a takż
e
podczas kwitnienia (kwiecień) i dojrzewania owoców (lipiec), a materiał
em pobieranym do testów był
y zarówno kwiatostany, jak i liś
cie.
W testach wykorzystywano ś
wieże liś
cie lub mroż
one kwiatostany.
Łą
cznie przetestowano 28 roś
lin.
Obserwacje w czasie kwitnienia borówki miał
y na celu odnotowanie
ewentualnych symptomów poraż
enia na kwiatach (objawy szoku,
oparzeliny, nitkowatoś
ci). Okres wzrostu wegetatywnego jest odpowiedni
do obserwowania objawów pstroś
ci liś
ci borówki wysokiej, nitkowatoś
ci
borówki wysokiej, pierś
cieniowej plamistoś
ci tytoniu, mozaikowatej
rozetkowatoś
ci brzoskwini, a pora owocowania objawów czerwonej
pierś
cieniowej plamistoś
ci borówki wysokiej.
W roku 2006 roś
liny wytypowane na podstawie objawów krzewy
był
y testowane metodąserologiczną. Spoś
ród testowanych roś
lin pięć
(dwie z kolekcji UR i trzy z nasadzeńamatorskich) pomimo negatywnych
wyników postanowiono ponownie przetestowaćw kolejnym sezonie.
W 2008 roku roś
liny wytypowane na podstawie objawów był
y badane
serologicznie oraz testami biologicznymi.
Roś
liny został
y zbadane serologicznie na obecnoś
ćwirusów borówki
(TRSV, PRMV, BlMoV, BlShV, BlScV, BBSV) w teś
cie ELISA (Clark
i Adams 1977) z wykorzystaniem komercyjnych zestawów firmy AGDIA
(USA). Do wykrywania wirusów TRSV, PRMV oraz BlScV zastosowano
bezpoś
rednią wersję testu DAS ELISA z alkaliczną fosfatazą, do
wykrywania BBSV −bezpoś
redniąwersjętestu DAS ELISA z peroksydazą
, a do wykrywania BlMoV i BlShV poś
redniąwersjętestu ELISA
z alkalicznąfosfatazą. W 2006 roku testowane był
yś
wież
e liś
cie, a w 2008
roku mroż
one kwiatostany i liś
cie.
Ocena poraż
enia borówki wysokiej przez wirusy na terenie Polski poł
udniowej
21
W 2008 roku wykonano również testy biologiczne, stosują
c
nastę
pujące roś
liny wskaźnikowe (Brunt i in. 1996):
A. −ogórek Cucumis sativus ‘Monastyrski‘,
−fasola Phaseolus vulgaris ‘Mamut’,
−tytońNicotiana tabacum ‘Samsun’ z wykorzystaniem mrożonych
kwiatostanów jako ź
ródł
a inokulum, oraz
B. −Chenopodium quinoa (na tej roś
linie wskaź
nikowej wykonano
równieżreizolacjęz jednej roś
liny fasoli, na której we wcześ
niejszym teś
cie zaobserwowano pojedyncze plamki),
−Chenopodium amaranticolor,
−tytońNicotiana benthamiana z wykorzystaniem liś
ci jako ź
ródł
a inokulum. Testy biologiczne wykonano w 3 powtórzeniach.
WYNIKI I DYSKUSJA
W czasie lustracji na każ
dej z plantacji zaobserwowano pojawienie
sięobjawów wskazują
cych na obecnoś
ćinfekcji wirusowej. Był
y to
symptomy zarówno na kwiatach i pę
dach widoczne w porze kwitnienia,
jak i pojawiające siępóźniej w czasie intensywnego wzrostu wegetatywnego: ograniczenie kwitnienia, zasychanie pąków i krótkopę
dów,
przebarwienia kwiatów na czerwono, deformacje blaszki liś
ciowej
(pofał
dowanie, pomarszczenie, zdrobnienie liś
ci, skę
dzierzawienie,
„wierzbowatoś
ć”, „ł
yżeczkowate” blaszki liś
ciowe), rozległ
e nekrozy liś
ci
lub drobne nekrotyczne plamki, pierś
cienie, plamy i chlorotyczne smugi
na liś
ciach oraz różowo-biał
e przebarwienia liś
ci. Przedstawione objawy
mogł
y wskazywaćna obecnoś
ćinfekcji wirusowej omawianej w literaturze (Converse 1987; Diekman i in. 1994; Caruso i Ramsdell 1995).
Testy serologiczne nie wykazał
y obecnoś
ci żadnego z szukanych
wirusów zarówno w badanych kwiatostanach, jak i w liś
ciach. W testach
biologicznych jedynie na fasoli pojawił
y siępojedyncze nekrotyczne,
biał
oobrzeż
one plamki. Liś
cie te został
y zamroż
one i użyte do reizolacji
na Chenopodium quinoa. Na tej roś
linie wskaź
nikowej nie wystą
pił
y
jednak żadne symptomy.
Zgodnie z opiniąniektórych autorów (Lesney i in. 1978; Martin 2001)
w przypadku borówki, z uwagi na wysokązawartoś
ćfenoli i garbników,
22 Zeszyty Naukowe Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa im. Szczepana Pienią
ż
ka, tom 17
lepszym materiał
em do testów sąkwiatostany. Zawierająone mniej
zwią
zków inaktywują
cych wirusy, a wię
c prawdopodobieństwo wykrycia
wirusa powinno byćwyższe. Dlatego tam, gdzie był
o to moż
liwe (z uwagi
na odległ
oś
ći czas transportu), do testów wykorzystywano kwiatostany
lub w niektórych przypadkach test wykonano dwukrotnie na liś
ciach
i kwiatostanach.
Nie potwierdzono jednak – z jednym wyją
tkiem −infekcji wirusowej,
jako przyczyny obserwowanych zmian. Może ś
wiadczyćto o braku wirusów na plantacjach objętych badaniami. Należ
y jednak pamię
taćo tym, że
zastosowane testy oraz kryteria pobierania materiał
u do badań są
dostosowane do klimatu panują
cego w Stanach Zjednoczonych i mogąbyć
niedoskonał
e w naszych warunkach, co moż
e utrudniać wykrycie
wirusów, chociażte same procedury pozwolił
y na wykrycie wirusów we
Wł
oszech (Ciuffo i in. 2005).
Tylko w odniesieniu do borówki odmiany Darrow z kolekcji
doś
wiadczalnej UR podczas testu biologicznego pojawił
y siędrobne
nekrotyczne plamki na jednym liś
ciu fasoli. W 2006 roku w czasie
wstę
pnych obserwacji obserwowano zniekształ
cone liś
cie (pofał
dowane,
pomarszczone, o nieco mniejszych rozmiarach), które mogł
y wskazywać
na obecnoś
ćTRSV. Fasola jest roś
linąwskaźnikowąwykrywają
cąTRSV,
a objawy obecnoś
ci tego wirusa to nekrotyczne plamki lokalne,
systemiczne objawy zaśmająpostaćplamek pierś
cieniowych. Wynik tego
testu jest jednak dyskusyjny −objawy lokalne odpowiadał
y oczekiwanym,
jednak nie pojawił
y się objawy systemiczne. Borówka ta był
a też
testowana na ogórku, na którym nie zaobserwowano ż
adnych objawów;
negatywny byłrównieżwynik reinokulacji na Chenopodium quinoa.
Wą
tpliwe jest, aby przyczynąobserwowanych na borówce objawów był
wirus pierś
cieniowej plamistoś
ci tytoniu.
We wszystkich obserwowanych nasadzeniach wystę
pował
y krzewy,
na których pojawił
y sięobjawy mogące wskazywaćna infekcjęprzez
wirusy porażające borówkęwysoką
. W czasie prowadzonych badańnie
potwierdzono jednak obecnoś
ci wirusów w ż
adnym z testowanych
krzewów.
Ocena poraż
enia borówki wysokiej przez wirusy na terenie Polski poł
udniowej
23
LITERATURA
B r u n t A.A., C r a b t r e e K., D a l l w i t z M.J., G i b b s A.J., W a t s o n L.,
Z u r c h e r , E.J. 1996. Plant Viruses Online: Descriptions and Lists from
the VIDE Database. Version: 20th August 1996.
C a r u s o F.L., R a m s d e l l D.C. 1995. Compendium of blueberry and
cranberry diseases. APS Press, St Paul, MN.
C i u f f o M., P e t t i t i D., G a l l o S., M a s e g n a V., T u r i n a M. 2005.
First report of Blueberry scorch virus in Europe. Plant Pathol. 54: 565.
C l a r k M.F., A d a m s A.N. 1977. Characteristic of the microplate method of
enzyme-linked immunosorbent assay for the detection of plant viruses. J.
Gen. Virol. 34: 475-483.
C o n v e r s e R.H. 1987. Virus Diseases of Small Fruits. USDA Agriculture
Handbook No. 631.
D i e k m a n M., F r i s o n E.A., P u t t e r T. 1994. FAO/IPGRI Technical
guidelines for the safe movemement of small fruit germplasm. Food and
Agriculture Organization of the United Nations. Rome/International Plant
Genetic Resources Institute, Rome.
L e s n e y M.S., R a m s d e l l D.C., S u n M. 1978. Etiology of blueberry
shoestring disease and some properties of the casual virus. Phytopathology.
68: 295-300.
M a r t i n R.R. 2001. Recommended procedures for detection of viruses of small
fruit crops. Acta Hort. 551: 113-123.
N o w a k B., W i t e k A. 2006. Wstę
pne wyniki badańnad wystę
powaniem
wirusów na borówce w Polsce poł
udniowo-wschodniej. W: „Uprawa
borówki i ż
urawiny” – Materiał
y Mię
dzynarodowej Konferencji, Skierniewice 19-22 czerwca 2006: 128-130.
P a d u c h -C i c h a l E., N o w a k B. 2008. Wirusowe choroby borówki wysokiej.
Post. Nauk Rol. 6: 41- 54.
P l i s z k a K. (red). 2008. Borówka wysoka. Jak rozpoznaćchoroby, szkodniki
i niewł
aś
ciwe nawoż
enie. Officina Botanica. Kraków.