Cała nadzieja w ochronie biologicznej
Duży udział rzepaku w strukturze zasiewów, ocieplający się klimat i brak źródeł odporności to najważniejsze przyczyny zwiększającego się zagrożenia ze strony werticiliozy rzepaku.
Coraz częściej na polach rzepaku można zaobserwować nietypowe rośliny, na których połowy liści i pędów wyglądają relatywnie zdrowo, a reszta wyraźnie żółknie. Co więcej, podobne objawy mogą występować na łodygach, które w części są zdrowe, a w pozostałej części beżowe lub szare i zsychające. Ten niezwykły objaw to najczęściej efekt działania patogenów powodujących werticiliozę rzepaku. Rośliny porażane są przez kilka pokrewnych gatunków grzybów rodzaju Verticillium, bytujących w glebie, z których gatunek V. longisporum szczególnie upodobał sobie rośliny kapustowate i do nich przystosował swój cykl życiowy.
Patogenów jest więcej
Niektóre z nich, na przykład pierwotniak Plasmodiophora brassicae wywołujący kiłę kapusty, czy Erysiphe cruciferarum wywołujący mączniaka prawdziwego to patogeny obligatoryjne, zwane biotrofami, które poza tkankami rośliny gospodarza bytują jedynie jako formy przetrwalnikowe. Ich cykle życiowe nieodzownie wymagają roślin kapustowatych by żyć i rozwijać się. Przez lata wspólnej ewolucji, zwanej ko-ewolucją wymienione patogeny tak silnie dopasowały się do kapust jako roślin żywicielskich, że bez nich prawdopodobnie już by nie przeżyły. W grupie nekrotrofów, które nie są ściśle związane z żywymi tkankami roślin-gospodarzy i mogą żyć samodzielnie, czerpiąc pokarm i energię z różnego rodzaju materii organicznej, także występują patogeny szczególnie chętnie porażające kapustę. Należy do nich grzyb Verticillium longisporum, pokrewny w stosunku do innych grzybów rodzaju Verticillium. Jest to gatunek, który „na naszych oczach” coraz bardziej przystosowuje się do porażania roślin kapustowatych, w tym szczególnie rzepaku. Przypomnijmy, że rzepak także jest kapustą i botanicy opisują go jako kapusta – rzepak (Brassica napus).
Przenoszone przez glebę
Grzyby rodzaju Verticillium infekują rośliny rzepaku przez korzenie i dlatego są określane jako „patogeny przenoszone przez glebę” lub ‒ mniej poprawnie jako „patogeny odglebowe”. Źródłem infekcji jest grzybnia zalegająca w glebie i na resztkach pożniwnych oraz mikrosklerocja. Są to formy patogena mogące przetrwać w glebie przez wiele lat, co oznacza, że są niezwykle odporne na niesprzyjające warunki środowiska. Pod tym względem podobne są do przetrwalników grzyba Sclerotinia sclerotiorum, które też mogą całymi latami przeżyć w glebie. O ile jednak sklerocja S. sclerotiorum są podstawą do wytworzenia owocników stadium generatywnego (powstają na nich apotecja czyli owocniki „siejące zarodnikami” zwłaszcza w okresie kwitnienia rzepaku), o tyle z mikrosklerocjów wysnuwa się jedynie grzybnia i infekuje system korzeniowy roślin, a więc atakuje rośliny od strony gleby. Porażenie następuje przez włośniki i miejsca zranienia korzeni, np. uszkodzenia przez nicienie. Grzyby Verticillium najintensywniej rozwijają się w warunkach niskiej wilgotności gleby, przy temperaturze powietrza około 15-25°C. Patogen szczególnie szybko rozwija się w ciepłych glebach, stąd jego coraz większe nasilenie w ostatnich latach. Występowaniu werticiliozy sprzyjają gleby lekkie, niedostatecznie wapnowane, z nadmierną zawartością azotu.
Są poważnym zagrożeniem
Grzyby rodzaju Verticillium to patogeny o bardzo szerokim zakresie żywicieli (organizmy polifagiczne) obejmującym ponad 200 gatunków roślin, w tym: rzepak, pomidor, ziemniak, papryka, truskawka, bakłażan, jak również drzewa owocowe i leśne oraz rośliny dzikorosnące. Znanych jest kilkanaście gatunków należących do tego rodzaju, z czego trzy: V. dahliae, V. albo-atrum i V. longisporum są najbardziej powszechne. Gatunek V. dahliae ma bardzo szerokie spektrum roślin gospodarzy. Na podstawie badań naukowych stwierdzono, że izolaty tego grzyba wyodrębnione z różnych roślin tworzą grupy zgodności grzybniowej (VCG), a do danej grupy należą izolaty o podobnym spektrum roślin żywicielskich. Izolaty należące do poszczególnych grup preferowały rośliny bobowate (strączkowe), ziemniaki i pomidory, truskawki lub len. Ku zaskoczeniu badaczy, żadne nie porażały roślin kapustowatych. Tymczasem gatunek V. longisporum wyspecjalizował się w infekowaniu roślin kapustowatych, takich jak: rzepak, kapusta, brokuły, kalafior a także buraki i co więcej jest gatunkiem szczególnie agresywnym. Przy porażeniu roślin rzepaku wynoszącym około 60 proc., straty w plonie nasion mogą wynosić 20-60 proc.! Co więcej, nasiona z porażonych roślin są drobne, a często także niedojrzałe i słabo kiełkują.
Biologia patogena
Mikrosklerocja grzybów rodzaju Verticillium mogą przetrwać w glebie do 15 lat, głównie w warstwie ornej, choć ich obecność stwierdzano także na głębokości 1 m. Nawet jeżeli na zakażonym stanowisku nie są uprawiane gatunki wrażliwe na te patogeny, mikrosklerocja zachowują żywotność. Podczas kilkuletniej uprawy gatunków nie porażanych przez Verticillium, np. zbóż, mikrosklerocja częściowo giną. Te, które przetrwały uaktywniają się, gdy pojawiają się w pobliżu korzenie roślin – żywicieli. Mikrosklerocja kiełkują w obecności ich wydzielin korzeniowych i wnikają do wnętrza korzeni. Rozwijająca się z nich grzybnia wytwarza zarodniki konidialne, które są transportowane wiązkami przewodzącymi do wyższych partii roślin, głównie pędów i liści, gdzie dają zaczątek nowej grzybni. W trakcie przemieszczania grzybni wewnątrz wiązek przewodzących dochodzi do zwężania ich światła, a w końcu do ich zaczopowania, co uniemożliwia przewodzenie wody i składników pokarmowych. Skutkiem tego procesu są przebarwienia i żółknięcie liścia, więdnięcie roślin, po czym zainfekowana roślina stopniowo zamiera.
Brak źródeł odporności
W doborze odmian rzepaku rejestrowanych w COBORU żadna nie ma w swojej charakterystyce wyraźnego oznaczenia odporności lub tolerancji na werticiliozę. Nie jest też znane żadne źródło odporności na tego patogena, a zatem jest to trudna sytuacja dla hodowców rzepaku. Zgodnie z opisami naukowymi, w materiałach o podwyższonej tolerancji obserwowana jest lignifikacja ściany komórkowej i wysycenie związkami fenolowymi, a także okluzje, czyli zamykanie światła wiązek przewodzących. Są to niewątpliwe bariery mechaniczne dla rozprzestrzeniania się patogena w roślinach, jednak ograniczające ich wzrost, a co więcej, niekorzystne w warunkach niedoborów wody. Promowanie w procesach hodowlanych takich mechanizmów reakcji roślin mogłoby okazać się dla nich bardziej szkodliwe niż pomocne, zwłaszcza podczas suszy. Co więcej, z racji bytowania patogena w glebie brak jest skutecznych fungicydów działających na Verticillium. Jest mało prawdopodobne by znaleziono takie substancje czynne, które selektywnie zniszczą patogeniczne szczepy Verticillium nie szkodząc innym mikroorganizmom glebowym, niezbędnym dla właściwego i zbalansowanego życia mikrobiologicznego gleby.
Ochrona biologiczna
Werticilioza nie jest jednak chorobą, na którą nie ma lekarstwa. Trwają intensywne poszukiwania mikroorganizmów, które pomogą w zwalczaniu biologicznym grzybów należących do rodzaju Verticillium. Jak dotąd najskuteczniejsze okazały się bakteryjne szczepy z rodzajów Bacillus i Pseudomonas, niepatogeniczne szczepy grzybów Verticillium, wybrane szczepy Gliocladium (Clonostachys), gatunek Talaromyces flavus oraz sprzężniaki z rodzaju Mortierella. Skuteczność wykazał preparat Polyversum, oparty na działaniu lęgniowca Pythium oligandrum.
Głównymi mechanizmami działania tych mikroorganizmów było hamowanie kiełkowania inokulum pierwotnego, pobudzanie wzrostu roślin, współzawodnictwo i indukowanie mechanizmów odporności roślin. Wrogów pasożytniczo działających szczepów Verticillium poszukuje się w tzw. glebach supresyjnych, czyli takich, w których mimo występowania tych patogenów rośliny nie są porażane. Niewątpliwie najbliższe lata przyniosą nowe rozwiązania w kwestii zwalczania werticiliozy. Należy się jednak spodziewać, że nie będą to środki chemiczne.
Artykuł ukazał się w wydaniu 07/2023 miesięcznika "Przedsiębiorca Rolny". ZAPRENUMERUJ
