Вирусные болезни картофеля

Вирусные болезни картофеля

Картофель, как и табак, пришел к нам из Южной Америки; он был известен индейцам задолго до того, как туда попали европейцы.

Они научились культивировать дикий картофель; он сделался продуктом питания и объектом религиозного культа. Из Южной Америки культура картофеля пошла по всему миру.

В Европу картофель был завезен в 1565 году испанскими конкистадорами. Испанцам картофель не понравился, и неудивительно – они пытались есть его сырым. В Англии пробовали употребить в пищу ботву, но, даже приправленная маслом и пряностями, восторга она не вызывала. А привез картофель в Англию не кто иной как сэр Френсис Дрейк, адмирал, а в действительности пират, грабивший в Атлантике и на Тихом океане груженные золотом испанские галионы. В городе Оффенбурге в Баварии Дрейку воздвигнут памятник, на котором он изображен с цветком картофеля в руке. Пьедестал украшен фризом с изображением картофельных клубней и надписью: "Сэру Френсису Дрейку, распространившему картофель в Европе. Миллионы земледельцев мира благословляют его бессмертную память. Это помощь беднякам, драгоценный дар Божий, облегчающий горькую нужду". В Италии, куда быстро проникла культура картофеля, его называли "тартуффоли" за сходство с трюфелями. Немцы впоследствии превратили это слово в "тартофель", а потом в общепринятое ныне "картофель". Картофель быстро распространялся по Европе, но скорее как экзотическое декоративное растение – еще в начале XVII века его описывали как редкий вид.

Общеизвестны трудности, с которыми сталкивалось продвижение картофеля как продовольственной культуры. Сейчас все это в прошлом – картофель возделывают во всем мире и называют "вторым хлебом". Его выращивают ниже уровня моря в Голландии и высоко в Гималаях, в Африке и за Полярным кругом. Но болезни картофеля пока не стали достоянием истории.

Колорадский жук и фитофтора (грибное заболевание) – не единственная головная боль при его возделывании. Большой вред наносят и вирусные болезни. На картофеле встречается около двух десятков вирусов, но широко распространены и считаются наиболее вредоносными шесть из них. Это нитевидные вирусы X, S, М, Y (игрек) и А, а также небольшой сферический вирус скручивания листьев картофеля. В России из всех потерь урожая картофеля от вредителей и болезней доля вирусов составляет почти четверть. Остальные распределяются так: около 20% – от вредителей, чуть больше четверти – от фитофтороза и почти треть – от болезней при хранении. Вредоносность вирусов для картофеля особенно велика, потому что они быстро распространяются переносчиками, например, зеленой персиковой или крушинной тлей, и передаются вегетативно размножаемому потомству. Из зараженных листьев вирусы с потоком сахаров попадают в клубень, вместе с которым впадают в состояние покоя после уборки. Весной, при прорастании клубня, вирусы тоже оживают, проникают в ростки, оттуда в побеги и в листья, где размножаются и попадают во вновь образовавшиеся клубни.

Эти вирусы вызывают скручивание листьев, морщинистую и полосчатую мозаику, мозаичное закручивание листьев. Нередко растение бывает поражено сразу несколькими вирусами. При этом симптомы одной болезни могут влиять на симптомы другой, и только опытный взгляд специалиста, да и то не всегда, способен точно распознать болезнь. К тому же внешние признаки вирусных болезней и степень их проявления зависят не только от вируса, но и от особенностей сорта, погодных условий, фазы развития растения. При благоприятных условиях признаки вирусных болезней могут ослабляться и маскироваться вплоть до полного их исчезновения. Но, в конце концов, важно не то, как выглядит ботва, а какого качества получаются клубни. Выяснилось, что при заражении вирусами в клубнях падает содержание крахмала на полтора – два процента, а это очень много. Зараженные клубни становятся водянистыми и безвкусными, они непригодны для производства чипсов. Некоторые вирусы вызывают в клубнях внутренние некрозы, что не позволяет ни употребить их в пищу, ни использовать для промышленной переработки.

Вирусные болезни не вызывают гибели растения. Однако часть жизненных ресурсов, и зачастую значительную часть, зараженное растение вынуждено тратить не на свой собственный рост и развитие, а на обеспечение паразитирующего вируса. Поэтому зараженное растение развивается обычно хуже здорового и дает меньший урожай клубней.

Борьба с вирусами сводится в основном к ограничению инфекции в полевых условиях. Это удается не всегда, поэтому для предотвращения вырождения картофеля его товарные посадки регулярно возобновляют, используя новый семенной материал, а именно безвирусный семенной картофель, технология производства которого разработана и успешно применяется во всех странах с развитым картофелеводством.

Посадки семенного картофеля стараются всеми силами защитить от повторного заражения, поскольку иммунитета к вирусным болезням у него нет. Для этого выбирают прохладные, ветренные территории с низким инфекционным фоном, где окружающая растительность не является резервуаром для вирусов, поражающих картофель, и где должно быть как можно меньше тли. Во Франции это Бретань, где господствуют ветры с Атлантики; в Германии и Польше – побережье Балтийского моря, в Англии это северная Шотландия, а в Финляндии – побережье Ботнического залива недалеко от Полярного круга. В той местности мало насекомых, холодная зима, прохладное лето и длительный световой день – а что еще надо местным фермерам, чтобы производить семенной картофель, один из лучших в мире. В России, по этим же соображениям, наиболее пригодными для выращивания семян картофеля считаются северный и северо–западный районы, включая Соловецкие острова. Но перспективные в этом отношении регионы имеются и во многих других местах. Предок всех многочисленных европейских сортов – картофель чилийский. На его родине, в горных районах Южной Америки, днем сильно греет солнце, а ночью довольно холодно. Поэтому большой интерес для выращивания оздоровленного картофеля представляют горные районы – например, район Кавказских Минеральных вод или Алтай.

Важнейшее значение для сохранения чистоты семенного картофеля имеют различные агротехнические приемы. Семенной картофель стараются высаживать как можно раньше, чтобы наиболее восприимчивые к вирусной инфекции ранние фазы развития закончились до массового появления переносчиков вирусов. Сомкнутые и ровные посадки картофеля значительно меньше заселяются тлями, чем разреженные, поэтому все приемы, способствующие образованию сомкнутого, густого насаждения ослабляют зараженность вирусными болезнями. Восприимчивость картофеля к тле повышается при избытке азотных удобрений, поскольку они продлевают физиологическую молодость растений. Раннее уничтожение ботвы тоже позволяет предупредить или ослабить заражение клубней вирусами. Конечно, клубни при этом получаются меньше, чем могли бы быть (даже с учетом ранней посадки), но для семенного картофеля это хорошо; наилучшей считается масса семенного клубня 50–70 грамм. А если это элитный клубень, то существуют определенные нормы, обязательные для семеноводов: так, в полевых посадках семенного картофеля может быть заражено вирусами скручивания листьев и вирусом Y картофеля не более чем полпррцента растений. Степень зараженности определяют с помощью различных диагностических методов, и только их постоянное применение позволяет добиться высокого качества семенного материала.

Есть еще одно серьезное заболевание картофеля, известное как "веретеновидность клубней картофеля". Его возбудитель, обладая свойствами вируса, на вирус, тем не менее, совершенно не похож.

Обычно картина заболевания выглядит следующим образом. Листья больных растений меньше и уже здоровых. Листья верхнего яруса часто бывают серповидной формы из–за кругообразного искривления средней жилки листа. Рост боковых побегов угнетен, листья от побегов отходят вверх под острым углом. Больные растения часто вытянуты, прямостоячи, как бы устремлены вверх – неслучайно это заболевание называют еще "готикой". Пораженные вироидом клубни имеют большее количество глазков, заметно выступающих над поверхностью клубня. Наиболее характерная форма клубня веретеновидная, хотя встречаются округлые и грушевидные клубни, часто потрескавшиеся.

Долгое время изучение этой болезни тормозилось необычными свойствами возбудителя – отсутствием вирусных частиц. Только в 1967 году было установлено, что их и не бывает. Небольшая молекула РНК – это все, из чего он состоит. Такого рода возбудителей стали называть "вироидами".

Вироид веретеновидности клубней картофеля представляет собой одноцепочечную кольцевую молекулу РНК. Она состоит всего из 359 нуклеотидов, большая часть которых спарена, образуя структуры, похожие на шпильки. Под электронным микроскопом вироид обычно выглядит как очень тонкая палочка длиной около 50 нанометров.

Такая "зашпиленная" структура очень устойчива, например, к обработке спиртом и карболкой, выдерживает нагревание почти до 100° не теряя инфекционности, не разрушается в слабых кислотах и щелочах. Вироид почти в сто раз устойчивее к облучению ультрафиолетовым светом, чем обычные вирусы. В общем, крепкий орешек.

И, надо добавить, исключительный паразит. Крохотная нуклеиновая кислота вироида сама ничего не способна создать, поэтому вироид все, что ему требуется для жизни, отбирает у растения.

Вироид встречается на всех континентах: в Европе, Северной и Южной Америке, Азии и в Австралии. В России это заболевание распространено в Поволжье, на Дальнем Востоке, в Нечерноземной зоне. Страдает от вироида картофель на Украине, в Белоруссии, Средней Азии и Закавказье.

Конечно, вироиды, как и все живое, отличаются один от другого по структуре и вредоносности. Кроме того, его вредоносность зависит от сорта картофеля и условий выращивания растений. Недобор урожая картофеля, зараженного вироидом, оценивается в десятки процентов. Потери возрастают из–за плохого качества и нетоварного вида клубней, плохой сохранности клубней. Вироид веретеновидности клубней картофеля поражает также томаты, табак и еще многие виды растений.

Вироид легко распространяется механически при контакте поврежденных больных и здоровых растений и клубней. Естественное распространение вироида в поле происходит во время переборки, резки и посадки пророщенных клубней, при бороновании и окучивании, а после смыкания ботвы в результате контакта поврежденных тканей во время сильных ветров, дождей, града, при обработке пестицидами. Вироид сохраняется в клубнях, пыльце и ботанических семенах картофеля и передается при прививке.

Кроме вироида веретеновидности клубней картофеля, в настоящее время известно еще около 30 вироидов, поражающих виноград и цитрусовые, хризантемы и авокадо, огурцы и кокосовые пальмы. РНК вироида "каданг–каданг" состоит всего–то из 246 нуклеотидов, что в десять раз меньше размера генома самых мелких вирусов. Но, невзирая на ничтожный размер, вироид "каданг–каданг", со времени его открытия в 1930 году, довел до гибели более 30 миллионов кокосовых пальм – и это только на Филиппинах.

Чтобы быстро и успешно размножаться, вироиду необходимо проникнуть в активно делящиеся клетки. А самыми активными в этом отношении являются верхушечные почки побегов. Попав в растение, вироид первым делом направляется именно туда. Зараженные клетки начинают делиться медленнее, прирост останавливается, поэтому одним из основных признаков вироидной инфекции является замедление роста растения и возникающая в итоге карликовость. Из–за угнетения верхушечной почки активизируются боковые побеги, и вироид незамедлительно устремляется к ним. При быстром черенковании растений из одного или немногих зараженных источников (как правило, при их размножении в коммерческих целях) возникают идеальные условия для стремительного размножения вироида, и процесс приобретает характер эпифитотии. Именно так произошло в США в конце 40–х годов XX века, когда два вироида – карликовости и хлоротической пятнистости хризантем едва не сгубили на корню всю культуру этого декоративного растения. Ко всему прочему, вироид просто обожает повышенную температуру, а хризантемы размножали, естественно, в теплицах.

Как–то незаметно от картошки мы перешли к кокосам и хризантемам – и это правильно. Надо, хотя бы коротко, рассказать о вирусных заболеваниях других сельскохозяйственных культур.