Potato cyst nematode

Введение

Род круглых червей, обитающих на корнях картофеля Картофельные коренные нематоды или картофельные кистозные нематоды (PCN) представляют собой круглых червей длиной 1 мм, принадлежащих к роду Globodera, который включает около 12 видов. Они питаются корнями растений семейства соланацеев, например картофеля и помидоров. PCN вызывают замедление роста и при очень высокой плотности популяции повреждение корней и раннее старение растений. Нематоды не являются местными обитателями Европы, а происходят из Анд. Поля свободны от ПКН до тех пор, пока не произойдет внедрение, после чего на сельскохозяйственных угодьях появятся типичные пятна или горячие точки. Эти пятна могут стать полноценными поражениями, если их не контролировать. Уменьшение урожайности может достигать в среднем до 60% при высокой плотности населения.

Биология и жизненный цикл

Яйца вылупляются в присутствии соланоэклепина А, вещества, выделяемого корнями растений-хозяев, иначе известного как корневой эксудат. Нематоды вылупляются, когда вырастают во вторую стадию молодняка (J2). На этом этапе нематоды J2 находят клетки-хозяина, которыми питаются. Картофельные кистозные нематоды - эндопаразиты, то есть они полностью попадают в корни, чтобы питаться. Доступ к коренным клеткам получается путем прокола клеточной стенки с помощью стилета нематоды. После установления питательной трубки начинает формироваться синцитий через разрушение нескольких клеточных стен, прилегающих друг к другу. Нематоды J2 продолжают питаться, пока не превратятся в молодняк третьей стадии (J3), затем в молодняк четвертой стадии (J4) и, наконец, достигнут стадии взрослого человека. Форма самки J3 начинает больше напоминать мешок, когда самка превращается в нематоду J4. На стадии J4 тело женского нематода лежит за пределами корня, а голова остается внутри клетки. На этом этапе мужские нематоды снова становятся подвижными и затем способны оплодотворить женские нематоды, что приводит к развитию эмбрионов внутри женского тела. После оплодотворения самка умирает и оставляет защитную кисту, содержащую 200 500 яиц. Как только кисты отделяются от первоначальных хозяев, они остаются в почве, пока не найдут другого подходящего хозяина, который начнет цикл снова. Кистовые нематоды являются моноциклическими, поскольку они имеют один жизненный цикл в сезон. Нематоды кисты картофеля можно обнаружить по их неравномерному распространению в поле. Специфическое распространение обусловлено ограниченным распространением этих нематодов. Большинство нематодов не мигрируют далеко по полю из-за своего питания. Как восприимчивые, так и устойчивые сорта картофеля будут страдать от замедления роста при низкой и средней плотности популяций. При очень высокой плотности населения может произойти механическое повреждение корневой системы. Самки раздуваются и появляются в виде кист на поверхности корней, каждая из которых содержит до 400 яиц. В умеренных зонах будет только одно поколение в год. В странах Средиземноморья иногда сообщается о втором поколении. Кисты могут также быть обнаружены на коже клубней. Каждый год без хозяина определенная часть яиц вылупляется (спонтанный вылуп). Яйца могут выживать до 20 лет внутри этих кист.

The eggs hatch in the presence of Solanoeclepine A, a substance secreted by the roots of host plants otherwise known as root exudates. The nematodes hatch when they grow into a second stage juvenile (J2). At this stage, the J2 nematodes find host cells to feed off of. The potato cyst nematodes are endoparasites meaning they go completely into the root to feed. Access to the root cells is gained through piercing through the cell wall using the nematode’s stylet. After a feeding tube has been established, a syncytium begins to form through the breakdown of multiple cell walls adjacent to each other. J2 nematodes continue to feed until they grow into third stage juveniles (J3), then fourth stage juveniles (J4), and finally reach the adult stage. The shape of the J3 females begins to appear more like a sac as the female grows into a J4 nematode. At the J4 stage, the body of the female nematode lies outside of the root while the head remains inside the cell. During this stage, the male nematodes become motile again and are then able to fertilize the female nematodes leading to embryos developing inside the female body. Once the female is fertilized, the female dies and leaves a protective cyst containing 200 500 eggs. Once the cysts detach from the original hosts, they remain in the soil until they find another suitable host beginning the cycle again. Cyst nematodes are monocyclic because they have one life cycle per season. Potato cyst nematodes can be detected by their patchy distribution in the field. The specific distribution is caused by the limited spread of these nematodes. Most potato cyst nematodes don’t migrate very far across a field because of their feeding patterns. Both susceptible and resistant potato varieties will suffer from growth retardation at low and medium populations densities. At very high population densities mechanical damage of the root system will occur. The female individuals swell up and appear as cysts on the surface of the roots, each containing up to 400 eggs. In temperate zones only one generation per year will occur. In the Mediterranean countries sometimes a second generation is reported. Cysts can then also be found on the skin of the tubers. Each year without host a certain fraction of the eggs will hatch (spontaneous hatch). The eggs can survive for up to 20 years inside these cysts.

Борьба с вредителями

Скорость распространения нематодов с поля на поле может быть снижена путем очистки оборудования от возможно зараженной почвы перед сменой места размещения и использованием только сертифицированных семенных клубней, свободных от ПЦН. Если возможно, попросите картофель для посева, выращенный на полях, которые были объявлены свободными от нематода кистозного картофеля. Можно использовать пестициды, но они не избавят поле от нематодов. Они увеличат урожайность и приносят прибыль только при высокой плотности населения, когда финансовая прибыль от дополнительной урожайности превысит стоимость применения пестицидов. Смена посевов, при которой между посевами восприимчивых культур проходит не менее 6 лет, является эффективным средством снижения плотности популяции нематодов до уровня ниже порога повреждения. Однако наилучшим способом борьбы с кистозными нематодами картофеля является использование (частично) устойчивых сортов картофеля. За последние 10 лет был разработан ряд сортов, которые могут удерживать оба вида картофельных кистовых нематодов ниже порога повреждения и обнаружения без использования пестицидов. Другие методы борьбы с вредителями включают немациды, такие как фостиазат (Нематорин), альдикарб (Темик), оксамил (Видат) и флуопирам, которые применяются к почве. При применении важно учитывать уровень токсичности, который зависит от производителя и конкретных инструкций по применению. Использование сертифицированных семян, свободных от болезней, также гарантирует отсутствие нематодов кистозной картофелины, вызванных посадкой зараженных клубней. Исследование почвы на наличие нематодов кистозной картофелины также имеет решающее значение для отслеживания распространенности нематодов. Контроль количества нематодов позволяет предотвратить эпидемию. Наконец, устойчивость к картофельному кистозному нематоду была обнаружена в Solanum acaule. Нематоды кисты картофеля имеют важное экономическое значение, поскольку они могут существенно снизить урожайность сельскохозяйственных культур. Globodera pallida способна привести к потере урожая в 80% в картофельном поле, если не обрабатывать. В глобальном масштабе, австралийская картофельная промышленность стоит около 500 миллионов австралийских долларов в год, что эквивалентно 340 миллионам долларов США.

The speed of spread of the nematodes from field to field can be reduced by cleaning equipment of possibly infested soil before changing location and by using only certified PCN free seed tubers. If possible, ask for seed potatoes grown on fields which were declared free of the potato cyst nematode. Pesticides can be used, but they will not get a field free of nematodes. They will increase yields and are only profitable at high population densities, when the financial profit of the extra yield will surpass the cost of the pesticide application. Crop rotation with at least 6 years between planting of a susceptible crop is an effective means to reduce nematode population densities to below damage threshold. However, the best way to manage potato cyst nematodes is the use of (partial) resistant potato varieties. During the last 10 years a number of varieties have been developed which can keep both potato cyst nematode species below damage and detection threshold, without the use of pesticides. Other methods of pest control include nematicides such as fosthiazate (Nemathorin), aldicarb (Temik), oxamyl (Vydate) and fluopyram which are applied to the soil. The level of toxicity is important to consider when applying and depends on the manufacturer and the specific instructions of application. The use of certified disease free seed will also assure that potato cyst nematodes are not present due to planting infected tubers. Soil testing for potato cyst nematodes is also crucial in keeping track of the prevalence of the nematodes. Controlling the quantity of the nematodes allows the prevention of an epidemic. Lastly, resistance to potato cyst nematode has been found in Solanum acaule. Potato cyst nematodes are important economically due to the fact that they can substantially reduce crop yields. Globodera pallida are able to cause 80% yield loss in a potato field if left untreated. On a more global scale, the Australian potato industry is worth about AUD$500 million yearly which equates to $340 million U. S. dollars.