Хвороба Пірса: ризики поширення та контроль

0
11250

Хвороба Пірса на винограді викликається грамнегативною бактерією Xylella fastidiosa та є загрозою для сільськогосподарських культур у всьому світі. Бактерія уражує понад 300 різних видів рослин та негативно впливає на врожайність багатьох економічно важливих культур крім винограду, таких, як мигдаль, шовковиця, персик, оливка, цитрусові та слива.

Хвороба Пірса поширена у Центральній та Південній Америці, практично в усіх штатах США (від Флориди до Каліфорнії) і щорічно спричиняє збитки галузі на суму близько 30 мільярдів доларів. Донедавна збудник в основному виявляли у США, але у 2013 році в Європі був зафіксований перший спалах на оливкових деревах в Апулії (Італія). Останнім часом повідомляється про численні випадки виявлення хвороби Пірса у Франції та Іспанії, хоча епіфітотійний розвиток поки що не спостерігається, ймовірно, через відсутність відповідних переносників.
Під час прогресування хвороби збудник проникає до ксилеми, де активно колонізує судинні елементи та утворює у них бактеріальні плівки. Цей процес врешті-решт призводить до закупорювання ксилеми та припинення внаслідок цього транспорту води і поживних речовин.
При ураженні винограду листя буріє, спочатку на кінчиках, потім поступово симптоми охоплюють і середину листків. Ці некротичні ураження зазвичай оточені жовтою облямівкою, що розділяє коричневі та зелені тканини листя (Рис. 2. Симптоми хвороби Пірса на листі винограду). Із подальшим розвитком хвороби листя передчасно опадає, при цьому черешки залишаються на лозі. Спекотна посушлива погода посилює розвиток симптомів, що врешті призводять до пригнічення, а з часом – до загибелі рослин винограду.

Як уже зазначалося, збудник хвороби має надзвичайно широкий діапазон рослин-господарів та зустрічається, крім винограду та інших сільськогосподарських культур, на кількох дикорослих рослинах, які сприяють їх виживанню та поширенню, тобто є природними резервуарами інфекції. Бактерія передається від заражених рослин до здорових за допомогою комах – цикадок (вид Homalodisca vitripennis), що живляться через провідну систему судин – ксилему, а саме цикадками. Цикадки і можуть вводити патоген безпосередньо у ксилему рослини-хазяїна через смоктальний ротовий апарат. Існує припущення, що визначальним фактором вірулентності бактерії може бути синтез екзополісахаридів, оскільки саме ці сполуки допомагають збуднику колонізувати два середовища його існування: передню частину травної системи комах-векторів і ксилему рослин-господарів.

Симптоми хвороби Пірса на листі винограду

Для зменшення економічних збитків, спричинених хворобою Пірса, необхідно видаляти хворі рослини з насаджень та потенційні рослини- господарі (бур’яни) із ділянок, що межують із виноградниками, а також застосовувати інсектициди для боротьби із переносниками. Європейські (V. vinifera) сорти винограду є сприйнятливими до хвороби Пірса, але кілька корінних американських видів (наприклад, V. aestivalis, V. arizonica) є стійкими до неї.
Збудник хвороби Пірса представляє значну загрозу для сприйнятливих рослин-господарів та сільського господарства у всьому світі. Ця загроза ускладнюється високим рівнем генетичної пластичності бактерії і тим фактом, що на перших стадіях зараження рослини не виявляють жодних симптомів. Тому Європейська група з контролю за безпекою харчових продуктів (EFSA) рекомендує європейському дослідницькому співтовариству активізувати дослідження з епідеміології та контролю бактерії – збудника хвороби Пірса.
Боротьба із хворобою Пірса у таких виноградарських країнах, як Україна, полягає у суворих карантинних заходах та запобіганні ввезення збудника із садивним матеріалом винограду до країни. У тих країнах, де ввезення та ураження вже відбулося, використовують два шляхи – профілактику ураження та боротьбу із ним. Наразі це стає дедалі складнішим, оскільки якщо генетичний матеріал із США міг бути ввезений в Україну лише за умов обміну між ампелографічними репозиторіями, де здійснюється суворий контроль за так званими системними хворобами, до яких належить і хвороба Пірса, то садивний матеріал із Франції та Італії ввозиться в Україну набагато частіше.
Серед профілактичних заходів виділяють отримання здорового садивного матеріалу та обмеження поширення збудника хвороби Пірса природними шляхами, за допомогою комах.
Низькі рівні популяцій комах-переносників намагаються підтримувати за допомогою позакореневої та грунтової обробки інсектицидами та поєднують їх із клейовими пастками для комах для контролю чисельності переносника. Обробку інсектицидами застосовують також у розсадниках для контролю санітарного стану садивного матеріалу (наприклад, інсектициди застосовують у каліфорнійських розсадниках, які займаються виробництвом садивного матеріалу цитрусових). Ці заходи застосовують проти згаданого вище переносника збудника хвороби Пірса – виду Homalodisca vitripennis, раніше відомого як H. сoagulata. Проте проблеми виникають і на цьому шляху, оскільки вченими було виявлено, що сприйнятливість переносника до більшості інсектицидів, застосовуваних за останні 14 років, поступово зменшується. Незважаючи на цю проблему, інсектициди продовжують відігравати центральну роль у боротьбі з хворобою Пірса як на виноградниках, так і у розсадниках, що виробляють садивний матеріал багаторічних культур.
Постійно відбувається випробування речовин, які потенційно можуть стати альтернативою застосуванню інсектицидів. До них належить продукт на основі каоліну, який збільшує загибель комах, гарпін – препарат на основі білку, який викликає у рослин гіперчутливу реакцію та сприяє загибелі переносників і зменшенню ураження хворобою Пірса. Раніше був опублікований матеріал досліджень щодо використання препарату, який викликає параліч щелеп цикадки, отже, унеможливлює живлення та передачу патогенної бактерії. Було запропоновано також використання суто механічного захисту – виявилося, що екран заввишки 5 метрів затримує переміщення комах, оскільки лише 6% із них виявилися спроможними подолати цей бар’єр.
Існують і органічні засоби боротьби із хворобою Пірса. До них належать біологічно активні пептиди, подібні до життєво необхідних для виживання переносника субстратів його живлення та які викликають певні метаболічні порушення. Проте цей спосіб потребує генетичної модифікації самого винограду, спрямовуючи метаболізм рослини на синтез зазначених пептидів. Ще одним методом є так званий паратрансгенний контроль, або паратрансгенез, який використовує або генетично модифіковані симбіонти, або бактерії інших видів як носії доставки молекул антипатогенів до кишечнику комах. Згодом ці молекули блокують будь-яку передачу бактерій- збудників хвороби Пірса.
Обмеження хвороби Пірса може бути спрямоване також на боротьбу із іншими видами рослин, насамперед бур’янами, на яких вона живе та живиться. Вище вже зазначалося, що Xylella fastidiosa має дуже широкий асортимент видів рослин-господарів, що включає сорти культурних рослин та бур’яни. Видалення цих небажаних рослин, які служать резервуарами для бактерії або її переносників, у даний час є основою профілактичної стратегії на місцях. Крім того, виноградники слід віддаляти від інших сільськогосподарських культур, таких, як цитрусові, люцерна, мигдаль, клен, вишня та ряду інших. Наприклад, переносник хвороби Пірса часто зимує на диких цитрусових, розташованих поруч із виноградниками у Каліфорнії. Імовірність появи хвороби Пірса на нових територіях можна зменшити, заборонивши імпорт садивного матеріалу видів рослин-господарів. Садіння сертифікованого садивного матеріалу, вільного від бактерії, та вирощування рослин в умовах обмеження доступу до них переносника (наприклад, у теплицях) також може запобігти поширенню хвороби Пірса.
Окрім зазначених заходів, які обмежують поширення хвороби, є низка заходів боротьби, що використовуються у випадках, коли матеріал уже уражено, для видалення бактерії із тканин. Термотерапія, або очищення гарячою водою свого часу було та й залишається найпопулярнішим підходом для уникнення хвороби Пірса у розплідниках. Щоб усунути інфекцію, виноградну лозу (чубуки) або однорічні саджанці піддають тривалій термообробці (50°C протягом 45 хв). При цьому життєво важливо, щоб посадковий матеріал був у стані спокою (сплячим), інакше виникає ризик його пошкодження. Тим не менш, існує певна сортова чутливість до термообробки, яка проявляється як повільніша приживлюваність садивного матеріалу. Успіх термотерапії може залежати від технологій розмноження, які використовуються.
Агротехнологічні прийоми також можуть внести свій внесок до боротьби із хворобою Пірса. Серед них вже згадані методи боротьби із бур’янами (культивація та видалення рослин). Таким чином вдається позбутися личинкових – німфальних стадій розвитку комахи-переносника. Зелені операції – видалення пагонів із симптомами хвороби Пірса та обрізування хворих пагонів восени–взимку хоч і створюють ризик механічної передачі, якщо інструменти для обрізування нерегулярно дезінфікуються, та все ж перешкоджають бактерії досягти багаторічних тканин винограду та перейти у хронічну інфекцію. При цьому вважається за доцільне знищувати зрізаний рослинний матеріал шляхом автоклавування та спалення.
Ще одним методом боротьби із хворобою Пірса є регульований дефіцит зрошення. Виявлено, що цикадка-переносник уникає рослин, які зазнають стресу, і на таких рослинах живляться менш тривалий час, що ускладнює передачу бактерії. Окрім цього інші дослідники підкреслювали, що до факторів, які регулюють живлення переносника та ризики ураження хворобою Пірса на винограді, належать, окрім зменшення низького вмісту води у рослинах, високий рівень сухості ґрунту, вміст сірки у ґрунті, вміст кальцію у лозі та вміст бору у виноградній рослині.

Симптоми хвороби Пірса на листі винограду

Вже зазначалося, що вид V. vinifera та сорти на його основі є сприйнятливими до хвороби Пірса, тоді як стійкість виявляється у інших видів, які не мають достатньо високої якості для виробництва вина. Отже. Перспективним шляхом боротьби із хворобою вважається селекція на стійкість. При цьому генетичний матеріал інших видів винограду використовується для схрещування, нащадки таких схрещувань у низці випадків несуть гени стійкості до хвороби. Стійкі до хвороби Пірса генотипи отримані вже у кількох країнах світу, але дослідження тривають і у даний час зосереджуються на виявленні генетичного джерела стійкості.
Ген стійкості до хвороби Пірса PdR1 був виявлений у V. arizonica. На наступному етапі шляхом зворотного схрещування вдалося досягти передачі цього гену до нащадків у 97% популяції від схрещування з V. vinifera. На наступних етапах відбувається оцінка якості винограду та вина, у разі необхідності селекційний процес продовжується, і до генотипів нащадків залучаються додатково гени, які контролюють ознаки якості при одночасному збереження стійкості до хвороби.
Перспективним напрямком боротьби із хворобою Пірса вважаються також засоби біологічного контролю, оскільки більшість цих стратегій мають переваги екологічності, специфічності та економічності, а деякі з них базуються на використанні природних ворогів бактерії, що мінімізує їх екологічний вплив. До цих напрямків належить використання фагів – вірусів, які уражують та руйнують бактеріальні клітини. Суміш кількох різновидів фагів, як було показано, спроможні захистити рослини винограду від ураження хворобою Пірса в умовах теплиці практично на 100%. До біологічних методів боротьби належить також використання бактерій-антагоністів (вид Paraburkholderia phytofirmans). Застосування цього штаму спроможне не лише профілактично захищати виноград, але й досить успішно лікувати інфіковані рослини винограду безпосередньо на виноградниках.
Наявність великої кількості заходів контролю та боротьби із хворобою Пірса свідчить про те, що ефективного захисту від цієї небезпечної хвороби ще немає, і наразі лише комплексне їх застосування може дати добрі результати. Проте методи вдосконалюються, дослідження тривають, і українським виноградарям залишається сподіватися на те, що хвороба Пірса з’явиться у нас не раніше, ніж ця проблема буде вирішена остаточно.

Н.А. Мулюкина, заступник директора з наукової роботи ННЦ «Інститут виноградарства і виноробства імені В.Є. Таїрова» НААН України

 

 

 

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here