Liljeroth, Erland
Kombinationer av sort och behandlingar mot torrfläcksjuka i potatis samt studier av strobilurin-resistens i Alternaria solani
EU-direktivet om integrerad bekämpning av växtskadegörare skall börja tillämpas från 2014. Direktivet innebär en strävan att minska den kemiska bekämpningen, att i första hand välja andra metoder samt att kombinera olika åtgärder. Det behövs kunskapsuppbyggnad om hur man bäst kombinerar metoder. I detta projekt vill vi undersöka om man kan minska behovet av kemisk bekämpning mot torrfläcksjuka i potatis (Alternaria solani) om man tillämpar skillnader i sortresistens samt kombinerar den kemiska bekämpningen med icke toxiska medel, t.ex silikatsalter och växtextrakt.
Ett annat mål med projektet är att undersöka förekomst och spridning av strobilurin-resistens i Svenska populationer av Alternaria solani, vilket är ett ökande problem i flera länder.
För mer utförlig beskrivning se Bilaga!
1. Bekämpningseffekt i sorter med olika grad av resistens
Första året avser vi att genomföra fältförsök där bekämpningstrategier testas i två potatissorter, en mottaglig och en med partiell resistens. Försöken utförs av Hushållningsällskapet i Kristianstad. Val av sorter sker i samverkan med näringarna och utifrån egna resultat av sortskillnader i Alternaria-resistens. Vi kommer att prova 4-5 olika fungicidstrategier i de två sorterna. Gradering av sjukdomsutvecklingen sker enligt väl etablerade graderingsmetoder som vi tillämpat i sortförsök under 3 år. Med start från mitten av juli graderas fältet med ca 10 dagars mellanrum. Vid varje avläsning bedöms procentandel av gröna blad som har torrfläcksjuka samt graden av nedvissning i varje försöksruta. År 2-3 planeras mer omfattande fältförsök där också något preparat som stärker växtens försvar tas med i strategin. Några sådana preparat prövas först i växthusförsök under första året. På sikt skulle resultaten kunna leda till sortspecifika bekämpningsrekommendationer.
2. Kombinationer mellan fungicider och växtstärkande ämne
Vi har etablerat en väl fungerande metod för inokulering och mätning av infektionsförloppet i växthus efter inokulering av potatis med A. solani (se ovan). Plantor odlas upp i krukor fram tills strax före blomning då bladen på intakta plantor inokuleras med ca 20 µl stora droppar med sporer. Infektionsgraden läses av efter ca 10 dagar genom att mäta de uppkomna lesionernas storlek.
Vi kommer att under första året testa några ämnen/preparat som i litteraturen rapporterats ha bred effekt mot olika svampar. Ett av dessa är silikater som beskrivits ovan i inledning och bakgrund. Vi avser att prova effekten mot A. solani både genom växtens upptag via rötterna och efter behandling av bladen. Rena natrium- och kaliumsilikater finns att köpa i form av vattenglas och det finns även ett antal preparat på marknaden som har silikater som en komponent i växtstärkande medel, exempel är ActisilTM som säljs av YARA och Bindzil från LMI. Det finns också kalksilikater för tillförsel till jorden.
Vi avser också pröva ett extrakt från sockerbetsindustrin som tagits fram av vår forskargrupp. Extraktet, som visat sig ha effekt mot bladmögel i växthusförsök, innehåller olika sekundära metaboliter som kan stimulera signalvägarna i växters försvar. Vidare kommer vi att testa andra försvarsstimulerande ämnen. Avsikten är att utifrån dessa försök kunna välja något preparat att testa i fältförsök under år 2-3 samt att få en uppfattning om dos-respons-effekter för att kunna välja en lämplig dos i fältförsök.
3. Insamling av material och identifiering av A. solani.
Potatisblad med typiska symptom samlas in från fält företrädesvis i Kalmar Län och nordöstra Skåne men även i övriga delar av landet för att få en bättre översikt av svamppopulationen. Insamlingen ska ske vid ett flertal tillfällen under odlingssäsongen så att vi får prover från olika skeden av sjukdomsutvecklingen. Vi kommer att följa utbredningen av Alternaria–populationerna, främst med avseende på strobilurinkänsligheten. Prover tas från både ekologiskt odlade fält och från konventionellt odlade fält som fungicidbehandlas. För att klargöra hur stor utbredningen av A. solani är i Mellansverige kommer prover tas från flera fält. Vid analys av förekomsten av A. solani extraheras DNA direkt från bladfläckar. Svampen identifieras med hjälp av en molekylär diagnostikmetod (PCR med artspecifikt primerpar) (Edin, 2012).
I detta projekt kommer eventuellt en mindre genetisk studie av svampen A. solani att genomföras utifrån de resultat som analyserna av genen som kodar för cytokrom b ger. Det skulle vara intressant att undersöka om isolat med den kortare versionen av genen har en annan genetiskt struktur och om det går det att spåra ursprunget av populationen. En annan aspekt är om den mellansvenska populationen är annorlunda eftersom den inte leder till lika stora angrepp. Studien av genetisk variation och släktskap mellan isolat inom och mellan fält/regioner kommer att analyseras med hjälp av DNA-markörer; AFLP som ovanstående studie eller SSR-markörer (SSR=simple sequence repeats, även kallat mikrosatelliter) som har utvecklats av en forskargrupp i Peking och som är specifika för A. solani (G. Forbes, CIP, pers. komm.).
4. Strobilurinresistens
I de prov där A. solani har påvisats kommer PCR–produkterna från identifieringen att sekvenseras för att undersöka om svamparna bär på substitutionen som minskar känsligheten för strobiluriner. Med nuvarande metod amplifierade inte regionen för F129L i de prov som samlades in 2012 utanför Kristanstad i motsatts till alla andra insamlade A solani prov. Därför behöver metoden baserad Pasche et al (2005) vidareutvecklas för att kunna klargöra skillnaderna i genen som kodar för cytokrom b. Renisolat från detta fält kommer även att skickas ner till Bayer Crop Science i Monheim, Tyskland där Dr. Andreas Mehl och Dr Christoph Brown undersöker om svampisolaten är fenotypiskt toleranta mot strobiluriner. Det kan ske till en låg kostnad eftersom det ingår i deras moneteringsarbete.
För ytterligare detaljer se Bilaga!
Inledning
Torrfläcksjuka i potatis har sedan i snart två decennier varit ett uppmärksammat problem i Sverige, speciellt i Kalmar län och på Kristianstadsslätten. Sjukdomen orsakas av svampen Alternaria solani och är spridd över stora delar av världen. Torrfläcksjukan har ökat under senare år över hela världen, troligen p.g.a. ökande medeltemperaturer (Kapsa, 2008). Angreppen i Sverige är störst vid odling av stärkelsepotatis med lång växtsäsong p.g.a. att blasten vissnar ner i förtid och stärkelseinlagringen reduceras men det har också rapporterats om att sjukdomen uppträder i matpotatisodlingar. Försök i Sverige har visat på skördeökningar på upp till 20 % vid bekämpning av sjukdomen med fungicider i stärkelsepotatis. För att få en effektiv bekämpning med minimerad användning av kemiska medel behövs förbättrade kunskaper om de odlade sorternas grad av resistens, hur och när uppkomst och spridning av sjukdomen sker i Sverige, samt optimering av bekämpningsstrategier (preparat, dos, tidpunkt). Ett ständigt hot är att svampen lätt kan utveckla resistens mot kemiska bekämpningsmedel.
I detta projektet har vi
- kartlagt förekomsten av F129L, substitutionen i cytokrom b-genen hos Alternaria solani, som resulterar i minskad känslighet för strobiluriner (QoI-fungicider).
- Testat ett antal alternativa medel mot torrfläcksjuka i växthus, bl.a. kiselpreparat, växtextraktbaserade medel och ett biologiskt medel.
- undersökt skillnader i resistens mellan sorter, både matpotatisorter och stärkelsepotatissorter
- utfört fullskaliga fältförsök med olika bekämpningsstrategier i både matpotatis och stärkelsepotatis. Vi har undersökt effekten av sort, tidpunkt för första bekämpning, reducerade doser, samt kombinationer mellan fungicider och växtstärkande kiselpreparat.
Resultat
Vi har undersökt ett stort antal isolat av A. solani utifrån mitokondriegenotyp samt förekomst av F129L på ett flertal platser i södra och mellersta Sverige. Den vanligaste genotypen i hela södra Sverige är genotyp 2, GII, som även har F129L och på vissa platser, Kristianstad och Kalmar, dominerar isolat med denna mutation. På dessa platser var effekten av azoxystrobin (aktiv substans i en vanligen använd fungicid) kraftigt försvagad (Liljeroth 2016). I Mellansverige blev det inga stora epidemier av torrfläcksjuka och vi hittade nästan bara genotyp 2 bland de positiva proven, varav ungefär hälften hade F129L. Ett exempel på hur snabbt en mutation kan uppkomma och selekteras uppmärksammades i fältförsöket i Västergötland 2015 då majoriteten av proven från ledet behandlat med azoxystrobin i sorten Gala hade F129L i genotyp 1, vilken inte har hittats någon annanstans i Mellansverige. Tre prov med omuterade GI återfanns i samma försök 2015 men under 2016 års försök fanns det enbart prov med GII.
I upprepade växthusförsök har vi funnit att två olika kiselpreparat har signifikant effekt mot Alternaria solani och att applicering av dessa reducerade sjukdomssymptomens storlek med ca 50 %. Vi fann liknande effekt av ett extrakt från sockerbetor (SBE), och även viss effekt av applicering av biokontroll-organismen Pythium oligandrum.
Vi har varje år genomfört fältförsök vid HS i Kristianstad, 2014 och 2016 med stärkelsepotatis och 2015 med matpotatis. Varje år har två sorter ingått i försöken med flertal olika behandlingar och försöken utfördes på två platser. I stärkelsepotatis var det relativt små skillnader i resistens mellan sorter, även om sorten Kardal fick något mer angrepp än sorten Kuras 2014. Denna skillnad beror sannolikt på att Kardal är en tidigare sort. Resultaten visar att tidiga fungicidbehandlingar (i juni) inte hade någon effekt på varken sjukdomsutveckling eller skörd. Reducerade doser av fungicider ledde däremot till ökande angrepp. Däremot fann vi att om reducerade fungiciddoser kombinerades med kiselpreparat så var angreppen inte större än vid applicering av enbart rekommenderade doser fungicider.
I fältförsöken 2016 fann vi att alternering mellan fungiciderna Revus Top (3 gånger) och Signum (2 gånger) ledde till bättre bekämpningseffekt jämfört med en tidigare etablerad strategi där Revus Top först applicerades två gånger och följdes av fyra appliceringar av Signum. Det blev alltså bättre bekämpningsresultat trots en applicering mindre. Detta kan bero på att den sista appliceringen var en vecka senare i det första fallet eller att effekten av Signum börjar svikta. Vi kommer att upprepa dessa försök och vidare optimera behandlingarna vad gäller tidpunkt, alternering av preparat och kombination med växtstärkare samt undersöka om resistens även börjar utvecklas mot boscalid (aktiv substans i Signum).
Försöken med matpotatis 2015 visade på skillnader i sortresistens, Folva hade betydligt mindre angrepp än Bintje. Angreppen startade i slutet av augusti och fungicidbehandlingarna minskade angreppen men hade ingen effekt på skörden. Vi hade 2015 och 2016 även försök i Västergötland med matpotatis. Fungicidbehandling med Amistar eller Signum hade inte heller där någon effekt på skörden. Angreppen av torrfläcksjuka var mycket små även i obehandlade led. Vi tror att eftersom matpotatis vanligen skördas strax efter att angreppen kommer har dessa obetydlig skördenedsättande effekt och att nyttan av fungicidbehandlingar är därmed tveksam.
Skrifter inom projektet:
Odilbekov F, Edin E, Garkava-Gustavsson L, Persson-Hovmalm H, Liljeroth E (2016) Genetic diversity and occurrence of the F129L substitutions among isolates of Alternaria solani in south-eastern Sweden. Hereditas (2016) 153:10. DOI 10.1186/s41065-016-0014-0. (vetenskaplig artikel)
Liljeroth E (2016) Resistens mot torrfläcksjuka (Alternaria solani) i potatis. Finns det skillnader mellan sorter av betydelse för odlingen? LTV-fakultetens faktablad 2016:3
Liljeroth, E. (2016). Effekt av azoxystrobin mot torrfläcksjuka. Rapport till Partnerskap Alnarp. http://pa.ltj.slu.se/janlars/partnerskapalnarp/uploads/projekt/816.pdf.
Vi planerar under innevarande år att skriva färdigt ytterligare två vetenskapliga artiklar med följande preliminära titlar:
Edin et al.: ” Early blight in Sweden – changes in mitochondrial genotype and occurrence of F129L during eight years of sampling”
Liljeroth et al.: ”Strategies for control of early blight in potato”
Resultaten har kontinuerligt kommunicerats med potatisrådgivare på jordbruksverkets växtskyddscentraler, på ett flertal möten med potatisodlare och på många fältvisningar, bl.a. på FK-dagen i Kristianstad varje år. Vi har även deltagit i Syngentas Potato Academy, en årlig workshop för särskilt inbjudna intressenter, forskare och rådgivare.