Sergey Banadysev, Doctor en Ciencias Agrícolas, Jefe del programa de mejoramiento de Doka-Gene Technologies LLC
La nocividad de las enfermedades virales de las patatas aumenta constantemente. En los últimos años, el daño causado por ellos se expresa no solo en una disminución del rendimiento, sino también en un deterioro en la comerciabilidad de los tubérculos. Las cepas necróticas de YBK, WLRK, mop-top y rattle virus hacen que las papas no sean estándar, mientras que los síntomas de las nuevas cepas en las hojas se vuelven cada vez menos pronunciados. El virus Y se vuelve especialmente problemático (Foto 1-4). No existen genes de resistencia a sus cepas necróticas, es imposible crear variedades con alta resistencia utilizando métodos de selección clásicos. La consideración de la biología y las características de los agentes causantes de enfermedades virales no es el tema de este artículo (hay información más que suficiente sobre este tema), la atención principal se prestará al análisis de las posibilidades disponibles para obtener material de semilla de alta calidad para enfermedades virales.
En primer lugar, debe aclarar el concepto mismo de alta calidad. Los requisitos de las normas establecen restricciones estrictas sobre la manifestación externa de enfermedades virales, y en varios países, incluida la Federación de Rusia, la infección interna latente de los tubérculos también es limitada. Al mismo tiempo, existen muchos matices en la regulación de las tolerancias para las enfermedades virales, y algunos de ellos son significativos (Tabla 1). Averigüemos los detalles.
A primera vista, los estándares holandeses para la infección latente parecen ser muy estrictos: solo un 1,4% de tolerancia en la élite. Pero el manual del procedimiento de análisis interno de NAK explica esto y lo deja claro. Obligatorio es el control de la infección latente de la categoría superelita y superior. El análisis se lleva a cabo por PCR y solo en el virus Y. Se combinan 50 tubérculos en una muestra de PCR. Un lote se considera estándar si no más de una muestra de cuatro, o no más de dos muestras de ocho, o tres muestras de 12 muestra una reacción positiva, dependiendo del número total de tubérculos en la muestra que se analiza. Se obtiene una tolerancia del 0,6% suponiendo que en una muestra de 50 tubérculos solo hay uno infectado. Pero este es el caso ideal, teóricamente, los 50 tubérculos en una muestra combinada de 50 tubérculos pueden infectarse. Y luego, la cifra de la infección oculta real de la fiesta debe ser del 25%, no del 0,6%.
Los realistas en la evaluación de la infección latente son los escoceses y los estadounidenses. Escocia es el hogar de una de las cinco áreas protegidas de semillas de papa de la UE de alto grado (HG) altamente aprobadas. Es decir, esta es una zona de producción de material de la más alta calidad. Sin embargo, las reglas de certificación allí no requieren verificación obligatoria de infección latente. Sí, se recomienda hacerlo, pero el nivel de infección latente no afecta los resultados de la certificación. En los Estados Unidos, las infecciones tuberculosas se evalúan utilizando el método clásico de control del suelo. En el otoño, se toman muestras de todos los lotes sujetos a certificación y se envían a Hawai o Florida. No hay invierno, los tubérculos se plantan inmediatamente en el suelo y se evalúan por la manifestación visual de enfermedades virales durante la temporada de crecimiento. Y con razón, no todas las infecciones ocultas se reflejan en las hojas y los cultivos, a veces permanece en forma latente durante muchos años, sin causar ningún daño. Para febrero, se obtienen resultados con una manifestación real específica de las enfermedades virales existentes en las plantas descendientes. Los compradores de semillas tendrán la misma imagen, pero más tarde. Esta información determina el resultado final de la certificación anual, y la implementación principal de primavera se lleva a cabo teniendo en cuenta esta información.
Las normas S-1 de la CEPE, Alemania y Francia también prevén y utilizan la evaluación de virus en la progenie directa. Después de la cosecha, es necesario tomar muestras de 100 tubérculos, crecer en un invernadero y evaluar la manifestación de enfermedades virales en las hojas. En esencia, esto también es control del suelo, solo en terreno cerrado, una opción más costosa. Las pruebas de laboratorio se llevan a cabo solo en casos controvertidos. Pero hay una contradicción en el mismo estándar S-1, ya que la posibilidad de usar no solo el método visual, sino también el método de laboratorio se menciona en la sección sobre el procedimiento de evaluación. Los especialistas entienden que mediante ELISA o PCR se detectan varias veces más plantas virales que visualmente.
En cuanto a las tasas de infección latente introducidas por GOST 33996-2016 en 2018 en la Federación de Rusia, proporcionan pruebas de laboratorio, sin una evaluación visual de la descendencia cultivada, y son únicas en términos de explicación. Según la nueva norma, solo es obligatoria una evaluación de la contaminación latente del material original de la semilla: SSE y superior. Pero la nota abre inmensas oportunidades para improvisación e improvisación: "Nota. Para muchas papas de semilla de superelita, elite y reproducción que entran en circulación en países que han adoptado el estándar, las pruebas de laboratorio se llevan a cabo a pedido del productor o proveedor de papas de semilla. Las normas máximas permitidas para limitar la infección viral y / o bacteriana de acuerdo con los resultados de las pruebas de laboratorio de muestras de tubérculos pueden establecerse en acuerdos (contratos) para el suministro de semillas de papa por acuerdo de las partes. Para las partes de la categoría ES, el nivel máximo de restricción UVK de acuerdo con los resultados de las pruebas de laboratorio no deberá exceder el 10% ". Estas tres propuestas han transformado el estándar de un documento estricto y sin ambigüedades en un sinsentido legal, una fuente para aclarar las relaciones de productores y clientes, una herramienta de quejas. ¿Cómo se puede permitir (esencialmente reemplazar el estándar) y confiar en el acuerdo de las partes sobre cuestiones de calidad, porque los intereses del vendedor y el comprador no pueden coincidir aquí. ¿Cómo se pueden establecer los mismos estándares para diferentes categorías, debido a una disminución en la calidad a medida que se reproduce inevitablemente? Y otra disposición de la norma 33996-2016, la evaluación de la infección latente con enfermedades virales, se puede realizar tanto mediante ELISA como mediante PCR. A pesar de que la sensibilidad de estos métodos varía en un orden de magnitud. Pero el estándar está aprobado y puesto en vigencia, el cumplimiento de sus normas y requisitos es obligatorio para todas las empresas de semillas.
La producción de semilla de papa se lleva a cabo actualmente en todos los países donde la papa desarrollada se cultiva sobre una base llamada libre de virus. El cultivo de células y tejidos en combinación con termoquimioterapia y propagación microclonal permite obtener el material de siembra inicial con contenido cero de virus en células de papa. Pero debe comprender dos puntos: cero significa que no es una ausencia completa, sino la posibilidad de estar presente en una cantidad por debajo del umbral de sensibilidad de los métodos de diagnóstico molecular disponibles. Y deshacerse de los virus no significa hacer que las patatas sean resistentes a los virus. Sin una protección confiable contra la reinfección con enfermedades virales, la semilla de papa sana se convierte en un tipo de híbridos F-1, en el que solo la primera generación brinda excelentes resultados y, con la reproducción posterior, se produce una fuerte disminución del rendimiento. La compra de patatas de siembra para un año de cultivo en regiones con un clima estresante y un alto nivel de antecedentes infecciosos se practica ampliamente, incluso en el sur de la Federación de Rusia. Pero con tal esquema de suministro de material de semilla, las semillas deben estar en cantidad suficiente y a un precio razonable y asequible. El objetivo de la fase de campo de la producción de semilla de papa es maximizar los volúmenes de semilla asequibles mientras se contiene estrictamente la reinfestación. Casi todas las medidas y operaciones organizativas, metodológicas y tecnológicas obligatorias y especiales tienen como objetivo esto. Es imposible curar una planta y tubérculos infectados con un virus, y la lucha contra las enfermedades virales se expresa en la prevención de la infección de plantas por pulgones y mecánicamente. Consideremos algunos de los aspectos más importantes del manejo de enfermedades virales que deben abordarse al más alto nivel.
1. Contabilidad y respuesta a la dinámica y composición de especies de los pulgones del virus. La transferencia de virus por los pulgones de las plantas enfermas a las sanas, junto con la infección inicial del material de siembra y la transferencia mecánica, es la principal razón para la reinfección de las patatas de siembra. La mayoría de los virus permanecen virulentos y permanecen en la boca de los pulgones durante varias horas. Durante este tiempo, los pulgones pueden volar decenas de kilómetros desde el jardín, el vertedero, la siembra de baja calidad y terminar en viveros de semillas. Es necesario observar este proceso en los campos de cultivo de semillas de forma prácticamente continua, desde la siembra hasta el secado completo de las copas. Cabe señalar que en todos los países de cultivo de papa desarrollado, el monitoreo de áfidos se lleva a cabo con una participación significativa del financiamiento presupuestario y la participación de los principales institutos de investigación. Los resultados del seguimiento y la respuesta a ellos por parte de las empresas de semillas deben tenerse en cuenta en el curso de la certificación. El servicio estatal de protección vegetal solía funcionar así en nuestro país. Actualmente, por alguna razón, el monitoreo en la Federación de Rusia para las papas se lleva a cabo solo para el escarabajo de la papa de Colorado, que no es un problema en el cultivo comercial de papa. Por lo tanto, cualquier empresa de semillas profesional debe controlar de forma independiente los vectores de pulgón utilizando técnicas estándar. Y es bastante transparente y unificado, solo necesitas conocer los detalles importantes. La base del sistema de seguimiento de pulgones son las trampas amarillas de Merike (foto 5). Deben instalarse justo por encima de la altura de las plantas, en un área despejada de todas las plantas en las inmediaciones del campo de papa. (Los profesionales de la protección de cultivos pueden obtener una estimación bastante precisa del número de pulgones al ver directamente 100 hojas del nivel superior, medio e inferior a lo largo de la diagonal del campo).
Los pulgones alados atrapados se deben recolectar semanalmente y determinar la composición de la especie. La capacidad de transportar virus en diferentes especies de pulgones difiere significativamente. El más dañino: el pulgón verde del durazno (foto 6,7) tiene una eficiencia igual a uno, todos los demás tienen coeficientes mucho más bajos (Tabla 2,3). Los factores dañinos de las especies de áfidos fueron propuestos por científicos ingleses (Felton B. et al., 2013) y se usan en todas partes. Se diferencian por el virus Y y el VLK, es decir, por los diferentes mecanismos de transmisión del virus. Especies particularmente peligrosas que colonizan papas, es decir los que habitan las papas forman formas sin alas que también portan virus. Estos incluyen durazno, papa, papa grande, espino amarillo, pulgones de espino amarillo. Las especies restantes consideradas no colonizan papas, sino que transportan virus en tránsito, en el proceso de inyecciones de prueba en busca de cultivos forrajeros habituales. La determinación de la composición de especies de pulgones alados requiere una alta calificación y la presencia de un microscopio. Los identificadores fundamentales de los pulgones se publicaron hace 40-50 años y ahora son una rareza bibliográfica. Los últimos atlas a todo color de Alemania (2000) y los Países Bajos (2008) se pueden comprar en las tiendas en línea de los editores. Hay sitios especializados en pulgones, por ejemplo, aphid.aphidnet.org, pero en ellos se presentan especies de papa puramente fragmentarias. Al analizar el contenido de las trampas, no se debe perder de vista la posibilidad de penetrar en ellas cigarras y psílidos (foto 8,9), que transportan la columna y el virus Zebra chips que ya ha penetrado en Europa.
Foto 8. Cigarras Foto 9. Psillida
El número de pulgones capturados se convierte al índice de presión del vector (IVD). Los pulgones del durazno se tienen en cuenta en unidades reales, todas las demás especies se multiplican por el coeficiente de nocividad. De hecho, se convierten en una unidad de medida, el formato de la nocividad de los pulgones del melocotón. Entonces, si se capturan 20 piezas de pulgón de papa, para calcular el índice, su número será 20x0,2 = 4 unidades. La cantidad total en términos de pulgón del durazno es el índice de presión del vector. Es más lógico considerar el IVD para especies de áfidos no persistentes como los más problemáticos. Un índice de menos de dos unidades es completamente seguro, verde. De 2 a 10: color amarillo, estado de preparación, tomar medidas de protección a discreción de la empresa. Un IED superior a 10 requiere el uso de equipos de protección contra los pulgones. Esto es verificado por la autoridad de certificación. No tomar medidas de protección es la base para reducir la clase de semillas o emitir órdenes para destruir las cimas. El umbral de nocividad del pulgón (10 unidades de pulgón del durazno) se estableció en el curso de estudios especiales sobre el grado de infección del material de la semilla a diferentes presiones de vectores. La infección con virus aumenta significativamente si el número de pulgones excede el umbral, con cantidades más pequeñas la diferencia entre los niveles de infección no es significativa. En consecuencia, con un nivel verde y amarillo de una IVD, las medidas de protección no dan efecto, no afectan el nivel de infección y no tiene sentido llevarlas a cabo.
En algunos países europeos, para todos los puntos de seguimiento, se lleva a cabo el cálculo del IRA total (acumulado) desde el inicio de la temporada de crecimiento (Figura 1). Se han establecido valores límite del DIM total, luego de lo cual el servicio de certificación emite una orden de corte y desecación de las puntas en las parcelas de semillas. ¿Cuál es este valor límite? En los Países Bajos, IWD actualmente: 80 unidades de pulgón del melocotonero (Haverkort A., 2018). Estos indicadores no se especifican en las normas de certificación oficiales nacionales. Pero se enfatiza que al emitir una orden para segar las puntas, no solo se tiene en cuenta el índice de presión vectorial acumulado, sino también la resistencia de las variedades a la infección viral (existe una gradación oficial de las variedades cultivadas según esta característica), la cantidad de plantas con síntomas de virus detectadas durante una inspección de campo, realizando protecciones Medidas contra los pulgones. Los agricultores tienen de dos (Países Bajos) a tres (Escocia) días para cumplir con la prescripción. El incumplimiento de la prescripción conduce a la denegación de la certificación o la degradación de la clase de semillas.
El monitoreo continuo calificado de pulgones-vectores de enfermedades virales brinda una comprensión operativa del nivel de antecedentes infecciosos y le permite tomar medidas de protección no de manera rutinaria, sino según sea necesario, ahorrando así fondos significativos en productos fitosanitarios. Además, se proporciona un servicio de alerta temprana de áfidos a los productores de semillas de la UE. En el sistema de institutos de investigación presupuestaria, funcionan varias trampas de succión (foto 10), que detectan portadores en el aire a gran altura. Una trampa de succión proporciona un pronóstico preciso en un radio de 100 km. Solo puede soñar con un servicio de este tipo, pero la información proporcionada le permite ejercer correctamente el control a nivel de una empresa individual, transformando la información recibida en medidas operativas para controlar las enfermedades virales, teniendo en cuenta la situación que se ha desarrollado en un año en particular y en campos específicos. La lista de estas medidas incluye varias técnicas para aislar y proteger las parcelas de semillas.
2. Aislamiento espacial. La distribución de la producción de semilla de papa en regiones con un fondo infeccioso mínimo de vectores de enfermedades virales se practica en todos los países de cultivo de papa desarrollado. Entonces, en los Países Bajos, la producción de semillas se concentra en los pólderes costeros del norte (Fig. 2).
Las observaciones a largo plazo han confirmado que en esta área el trasfondo infeccioso es una vez y media menor, y el nivel crítico estacional de infecciones respiratorias temporales ocurre en promedio el 26 de julio, dos semanas después en comparación con el sur del país. (Haverkort A., 2018). Esto se puede ver claramente en la Fig. 1: en el norte, el IED es verde, en el sur es rojo. Se puede concluir que en el sur de los Países Bajos, la producción de semilla de papa es extremadamente riesgosa, y no hay nada que decir sobre más países del sur. Pero no te olvides de la relatividad. Si no descansa contra la frontera de los Países Bajos y conduce al sur de toda Bélgica, entonces, en el norte de Francia, en la región costera del Canal de la Mancha, hay una zona de producción de semillas de papas de este país. Francia ocupa el segundo lugar en el mundo en términos de exportaciones de semilla de papa. Esto implica un producto de alta calidad, mientras que el área de producción de semillas en Francia se encuentra a 700 km al sur de los pólderes holandeses. Los productores de semillas producen un producto digno debido al alto nivel de tecnología y organización, aunque por razones obvias no es posible ver los resultados del monitoreo de áfidos en el dominio público.
La región de semillas de papa escocesa se concentra en el noreste, en la costa (Fig. 3). Si nos fijamos en el monitoreo inglés de los pulgones en los últimos años, entonces en esta zona el trasfondo infeccioso es dos veces menor en comparación con el centro de Inglaterra. Pero resulta que en Escocia misma hay áreas con aún menos pulgones, en el sureste, la frontera con Irlanda del Norte. ¿Por qué se cultivan semillas de papa allí?
Obviamente, debido a la menor idoneidad del terreno para la composición mecánica y la rocosa. Si nos centramos solo en los pulgones, entonces toda la producción de semillas de papas de la UE sería lógica en Escandinavia. Se han tomado ciertos pasos en esta dirección. Literalmente a 200 km del Círculo Polar Ártico, en el paralelo 64, hay una zona finlandesa, una de las cinco HG europeas, de producción de semilla de papa (foto 14). Se cultivan hasta 1000 mil toneladas de papas de semilla anualmente en un área de 30 hectáreas. Las condiciones climáticas son mínimamente suficientes: la temporada de crecimiento es de mayo a octubre, las horas de luz son muy largas al comienzo de la temporada de crecimiento, es fresca y la lluvia es suficiente hasta 300 mm (Fig. 4).
Investigadores independientes (Kirchner S. et al., 2013) estudiaron a fondo los antecedentes infecciosos de los pulgones utilizando trampas amarillas y de succión. De 20 a 3000 pulgones caen en la trampa por semana (Fig. 5). Pero entre ellos hay solo un 10-20% de portadores de virus, el resto son especies de árboles y arbustos no específicas. Los pulgones del melocotón prácticamente no se encuentran en el norte, los pulgones de la papa se encuentran ocasionalmente.
La continuación del artículo se publicará en la revista Potato System No. 3, 2020.
КС