Nye metoder for sjukdomsanalyse kan gi bedre gulrotkvalitet

Transkript

1 228 A. Hermansen et al. / Grønn kunnskap 8 (2) Nye metoder for sjukdomsanalyse kan gi bedre gulrotkvalitet Arne Hermansen 1) / arne.hermansen@planteforsk.no Ragnhild Nærstad 1) / ragnhild.naerstad@planteforsk.no Leslie Wanner 2) / leslie.wanner@usda.gov Camilla Sekse 3) / camilla.sekse@veths.no Sonja Klemsdal 1) / sonja.klemsdal@planteforsk.no 1) Planteforsk Plantevernet 2) USDA, ARS, PSI, Vegetable Laboratory, Beltsville, MD, USA 3) Norges veterinærhøgskole Sammendrag Det er utviklet praktiske bioteknologiske metoder basert på PCRteknikk for påvisning av gropflekksopper, klosopp og gulrothvitflekksopp hos gulrot. Metodene er delvis utviklet og testet ut i et nylig avsluttet brukerstyrt prosjekt. For gropflekksopper var det god sammenheng mellom PCR-resultater fra jordprøver tatt ut om våren og det som ble påvist på røtter etter langtidslagring. For den viktigste lagringssjukdommen klosopp var det best sammenheng mellom PCR-analysene av jord som hang på gulrota i veksttida og det som ble påvist av klosoppråte etter langtidslagring. For gulrothvitflekksopp var det dårlig sammenheng mellom PCR-resultater og påvist skade på gulrota etter lagring i de undersøkte prøvene. Metodikken er søkt patentert av selskapet Carrotech AS. Innledning Gulrot er den viktigste grønnsakveksten i Norge, og blir dyrket på ca dekar. Produksjonsverdien av gulrot var i 2002 ca. 135 mill. kr. Soppsjukdommer er årsak til store tap både under produksjon og i omsetning. I veksttida er gropflekk hovedproblemet, og under lagring dominerer klosopp og gulrothvitflekksopp. Ved langtidslagring av gulrot er svinnet ofte %.

2 A. Hermansen et al. / Grønn kunnskap 8 (2) 229 Arbeidet med å redusere svinnet mest mulig er en kontinuerlig prosess hos gulrotprodusentene. Vekstskifte, sortsvalg, bruk av soppmidler i veksttida, skånsom høsting og optimale lagringsforhold er eksempler på tiltak som dyrkerne gjennomfører. Bruk av riktig areal til gulrotdyrking med hensyn til smittepress og optimal utnyttelse av hvert gulrotparti ut fra lagringsevne vil kunne redusere svinnet ytterligere. Sjukdomsorganismene i gulrot smitter i hovedsak via jord. Ved høsting av gulrota vil smittestoff ligge utenpå røttene, eller som latent smitte i rota. Derfor er det særlig nyttig å utvikle metoder som kan brukes for å påvise forekomst av sjukdomsorganismer i jord. Arbeid med å utvikle DNA metoder (PCR) i gulrot ble startet opp ved Planteforsk Plantevernet i i et prosjekt finansiert av Landbruksdepartementet. Gulrotdyrkerne i Norge, med Lunstad Grønt på Toten v/magne K. Dyste som prosjekteier og 5 andre gulrotbedrifter ønsket å videreutvikle PCR-metoden for kartlegging av smittepress av de mest aktuelle soppsjukdommene i gulrot. I perioden ble det derfor gjennomført et brukerstyrt prosjekt som har arbeidet med å utvikle enkle og praktiske bioteknologiske metoder for påvisning av viktige sjukdomsorganismer hos gulrot. Toten forsøksring, Hedmark forsøksring, Jæren forsøksring, GA-FA Vestfold, Jeløy og omland forsøksring og Innherred forsøksring har deltatt i prosjektarbeidet hos de 6 gulrotbedriftene i prosjektet. Norsk Gartnerforbund har bidratt med sekretariats- og økonomifunksjoner i prosjektet. Hovedmålet med prosjektet var å finne en ny fremgangsmåte for vurdering av smittepress i jord og plantevev ved bruk av PCR for å forutsi forekomst av sjukdommer under dyrking, lagring og omsetning av gulrot. I denne artikkelen vil vi orientere om forsøksopplegget og resultater fra prosjektet. Forsøksopplegg To hovedtyper av arbeid har inngått i prosjektet. 1. Det er utviklet PCR-metoder for påvisning av sopporganismer som forårsaker de tre viktigste sjukdommene i gulrot i Norge; gropflekk, klosopp og gulrothvitflekk. Dette arbeidet har foregått i laboratorier ved Planteforsk Plantevernet. Utvikling av primere for klosopp og gulrothvitflekk var begynt ved Planteforsk før prosjektet startet, men utviklingen er sluttført i prosjektet. Primere for 5 ulike Pythium arter som kan føre til gropflekk er utviklet i det strategiske instituttprogrammet Molekylær diagnostikk av planteskadegjørere ved Planteforsk. Disse primerne er testet i prosjektet på ulike renisolat av Pythium.

3 230 A. Hermansen et al. / Grønn kunnskap 8 (2) 2. PCR-teknikken er utprøvd på dyrkningsjord og gulrotpartier, og PCR-resultatene er sammenlignet med forekomst av sjukdom etter langtidslagring. I denne sammenheng er det gjennomført feltforsøk ved 6 lokaliteter i tre vekst/ lagringssesonger; 2000/2001, 2001/2002 og 2002/2003. Disse 6 lokalitetene var hos Magne K. Dyste på Ø. Toten, Sven P. Sinnerud i Stange, Asbjørn Stokkeland på Brusand, Håkon Øyen i Kvelde, Jens E. Kase i Rygge og Knut Rostad i Verdal. Jordprøver fra disse feltene ble tatt ut vår og høst, og gulrot fra feltene ble også samlet inn. I 2002 ble det i tillegg tatt ut prøver av gulrot med jord til to ulike tider om høsten. Feltene har vært plassert hos de 6 gulrotprodusentene i prosjektet, lokalisert i ulike deler av landet. De lokale forsøksringene har bistått produsentene ved anlegg av forsøksfeltene, uttak av ulike prøver og oppgjør av gulrotprøver om våren etter lagring. Om våren har det ved hver lokalitet blitt avmerket et felt som har vært stort nok for høsting av 3 storkasser gulrøtter. Dette feltet har vært ubehandlet med fungicider og har blitt delt i 10 ruter. Det har også vært tatt prøver fra et like stort areal av gulrotfeltet som har fått vanlig behandling med hensyn til fungicider. Jordprøver har bare vært tatt fra ubehandlet areal. Ubehandlet gulrotareal har blitt høstet for seg, og fra dette arealet er det tatt ut 3 storkasser med gulrøtter (400 kg kasser) til lagring. Fra hver kasse har det blitt valgt ut tilfeldig 20 gulrøtter (uvasket og uskadet). Hvis det var lite jord på gulrøttene så er det ristet jord fra flere røtter oppi posen slik at det har blitt minimum 4 gram jord for innsending til analyse. Gulrot og jord har blitt testet ved Planteforsk Plantevernet for smitte av klosopp, gulrothvitflekksopp og gropflekksopper ( 5 ulike Pythium arter) ved bruk av PCR med de spesifikke primerne for disse patogenene. Gulrot fra de 6 feltene er lagret hos de ulike produsentene i prosjektet og vurdert for sjukdomsangrep etter langtidslagring på våren. Prøver av ulike sjukdomskategorier er sendt inn til Planteforsk Plantevernet for verifisering etter oppgjør av forsøksfeltene. Resultater og diskusjon Alle tre sjukdommer; klosopp, gulrothvitflekksopp og gropflekk (5 ulike arter) kan påvises i jord og gulrot ved hjelp av PCR og de valgte primerne. Sammenhengen mellom PCR-resultatene og funn av patogener etter lagring er beregnet med regresjonsanalyse, og hovedresultater fremkommer nedenfor.

4 A. Hermansen et al. / Grønn kunnskap 8 (2) 231 Gropflekk Gulrot med gropflekk ble påvist ved alle 6 lokaliteter. Prosent røtter med gropflekk varierte imidlertid mye både mellom dyrkere og år. Hos to av dyrkerne var det mindre enn 1 % røtter med gropflekk i alle tre år. En dyrker hadde fra 7 til 73 % røtter med gropflekk de ulike årene. For gropflekksoppene samlet var det god sammenheng mellom PCR-resultatene fra jordprøvene tatt om våren og angrep gradert på røttene etter langtidslagring (Gropflekk utvikles vanligvis i veksttida og er synlig ved høsting, men røttene i prosjektet ble først undersøkt etter lagring). Det var imidlertid dårligere sammenheng mellom resultatene fra PCR fra jordprøver tatt ut på høsten og angrepet. Smitten kunne også påvises i jordprøver tatt ut påfølgende vår. Best sammenheng ble imidlertid oppnådd mellom PCR-prøver fra gulrotjord tatt ut seint på høsten, tidlig høst eller jord fra gulrøtter i lagringskasser etter høsting og det som ble påvist av gropflekk på gulrøttene. Det var også en viss sammenheng mellom PCR-resultatene fra symptomfrie gulrotprøver tidlig på høsten og angrep påvist på røttene etter lagring. Gropflekk utvikles normalt lite under lagring. Det er derfor ikke overraskende at sammenhengen mellom PCR- prøvene fra symptomfrie gulrøtter og det som ble påvist av gropflekk på gulrøtter i partiet etter lagring er dårlig i forhold til sammenhengen mellom PCR fra de ulike jordprøvene og lagringsresultatene. Gulrothvitflekksopp Gulrot med gulrothvitflekk ble funnet hos alle produsenter, men det var generelt svake angrep. Hos tre av dyrkerne var det maksimalt 0,1 % av røtter med slik skade de ulike år. Sterkeste angrep som ble påvist var 13 % røtter med gulrothvitflekk. Det var dårlig sammenheng mellom PCR-resultater fra ulike prøver og påvist angrep av gulrothvitflekksopp etter langtidslagring. Det var imidlertid statistisk sikker sammenheng mellom PCR-resultatene fra jordprøver tatt ut på våren, høsten, gulrotjord tidlig høst og lagringsresultatene. Ingen sammenheng ble funnet mellom PCR-resultater fra gulrotprøver og lagringsresultatene. Det generelt svake angrepet av gulrothvitflekksopp i de undersøkte feltene gjør resultatene noe usikre. I flere av feltene var det også stor variasjon mellom de ulike parallelle prøvene i forekomst av dette patogenet. Dette bekrefter tidligere erfaringer med at gulrothvitflekksoppen ofte opptrer flekkvis i åkeren.

5 232 A. Hermansen et al. / Grønn kunnskap 8 (2) Klosopp Klosopp ble påvist hos alle dyrkere. I tre av de 18 feltene (6 dyrkere i 3 år) ble det ikke funnet klosopp etter langtidslagring. I de andre feltene varierte angrepet fra 0,1 % til 64 % røtter med angrep av denne soppen. Det ble påvist god sammenheng mellom PCR-resultater og angrep etter langtidslagring for denne sjukdommen. Best sammenheng ble det for PCR-resultatene fra prøver av jord som hang på gulrotprøver tatt ut tidlig høst. For prøver av gulrotjord sein høst var det også bra sammenheng. Det var også statistisk sikker sammenheng mellom prøver av jord tatt fra gulrotprøver i lagringskassene og angrepet etter langtidslagring. PCR-analyser av prøver fra gulrotvev viste også signifikant sammenheng med langtidslagringsresultatene. Best sammenheng ble oppnådd ved prøver tatt tidlig på høsten, men det var også brukbar sammenheng dersom prøvene ble tatt ut i lagringskassene. Det ble ikke påvist sikker sammenheng mellom PCR-resultater fra jordprøver tatt ut på våren og angrep av klosopp etter langtidslagring. Signifikant sammenheng ble imidlertid påvist for jordprøver tatt ut om høsten, men sammenhengen var relativt dårlig. En forklaring på dårlig sammenheng mellom PCR-resultater fra jordprøver om våren og angrepet på gulrot på lageret er at mange andre faktorer enn det opprinnelige smittenivået påvirker sjukdomsutviklingen. Viktige faktorer i denne sammenheng er klimaet i vekstsesongen, utviklingen av konkurrerende mikroorganismer i jorda rundt gulrota og sår og skader på gulrota i forbindelse med høsting.

6 A. Hermansen et al. / Grønn kunnskap 8 (2) 233 Praktisk konklusjon og videre arbeid Den praktiske konklusjonen blir at vi med den utvikla metodikken brukt på jordprøver tatt ut om våren sikrest kan angi smittenivået for gropflekkpatogener. For lagringssjukdommer bør det tas ut prøver av jord som henger på gulrota i vekstsesongen. Analyser av denne jorda vil kunne brukes til å gi en prognose for gulrotpartiets lagringsevne. Allerede våren 2004 er det aktuelt å ta ut prøver av jord for analyser av eventuell gropflekksmitte. Ved påvist mye smitte bør en vurdere alternative areal, eller gjennomføre behandling med Ridomil Granulat. I løpet av vekstsesongen (juli-august) bør det tas ut prøver av gulrot med jord for analyser av lagringssjukdommer. Dersom prøvene tas ut tidlig i sesongen vil svaret trolig kunne angi behovet for sprøyting mot lagringssjukdommer. Ellers vil resultater fra prøvene være til hjelp ved lagerstyringen av ulike gulrotpartier, slik at en kan lagre de røttene lengst som har best lagringspotensial. Det bør arbeides videre med ytterligere optimalisering av riktig tidspunkt for prøvetakingen for å bedre forutsi angrep av klosopp og gulrothvitfklekksopp. Utvidelse av analysespekteret til å gjelde andre gulrotpatogen, som for eksempel Fusarium, er også svært aktuelt i framtida. Ellers har metodikken et stort potensial for mange andre kulturer hvor jordboende sjukdommer er problematiske. Finansiering av prosjektet og kommersialisering Det brukerstyrte prosjektet har vært finansiert med midler fra Norges forskningsråd, SND sentralt, SND i Vestfold, Nord-Trøndelag og Oppland. Jæren forsøksring har også bidratt med midler fra et prosjekt innen integrert grønnsakdyrking. Prosjektet har blitt så vellykket at metodene nå er kommersialisert gjennom selskapet Carrotech AS, med Planteforsk, Bioparken, Lunstad Grønt og noen av de andre gulrotprodusentene fra prosjektet som eiere. Mer infomasjon om Carrotech kan finnes på internett: