Serge Banadysev, Tiến sĩ Khoa học Nông nghiệp, Trưởng chương trình nhân giống của Doka-Gene Technologies LLC
Tác hại của bệnh do virus khoai tây gây ra ngày càng gia tăng. Trong những năm gần đây, thiệt hại do chúng gây ra không chỉ ở việc giảm năng suất mà còn làm suy giảm chất lượng thương mại của củ. Các chủng virus gây hoại tử YBK, VSLK, mop-top, rattle khiến khoai tây không đạt tiêu chuẩn, trong khi triệu chứng của chủng mới trên lá ngày càng ít rõ rệt. Virus Y trở nên đặc biệt rắc rối (ảnh 1-4). Không có gen kháng đối với các chủng hoại tử của nó; việc tạo ra các giống có sức đề kháng cao bằng phương pháp nhân giống cổ điển là không thể. Việc xem xét sinh học và đặc điểm của mầm bệnh do virus không phải là chủ đề của bài viết này (có quá đủ thông tin về chủ đề này);
Trước hết, chúng ta cần làm rõ khái niệm về chất lượng cao. Các yêu cầu của tiêu chuẩn đưa ra những hạn chế nghiêm ngặt đối với các biểu hiện bên ngoài của bệnh do virus, và ở một số quốc gia, bao gồm cả Liên bang Nga, việc lây nhiễm bên trong, tiềm ẩn của củ cũng bị hạn chế. Có nhiều sắc thái trong việc quản lý việc tiếp nhận các bệnh do vi rút, một số trong đó rất quan trọng (Bảng 1). Hãy nhìn vào chi tiết.
Thoạt nhìn, các tiêu chuẩn của Hà Lan về ô nhiễm tiềm ẩn có vẻ rất nghiêm ngặt: giới thượng lưu chỉ cho phép dung sai 1,4%. Nhưng hướng dẫn nội bộ của NAK về quy trình phân tích giải thích điều này và làm rõ điều đó. Việc kiểm soát ô nhiễm tiềm ẩn ở nhóm siêu ưu tú trở lên là bắt buộc. Việc phân tích được thực hiện bằng phương pháp PCR và chỉ dành cho virus Y. 50 củ được kết hợp thành một mẫu PCR. Một lô được coi là tiêu chuẩn nếu không quá một trong số bốn mẫu hoặc không quá hai trong số tám mẫu hoặc ba mẫu trong số 12 mẫu cho phản ứng dương tính, tùy thuộc vào tổng số củ trong mẫu phân tích. Dung sai 0,6% đạt được từ giả định rằng trong một mẫu gồm 50 củ chỉ có một củ bị nhiễm bệnh. Nhưng đây là trường hợp lý tưởng; về mặt lý thuyết, tất cả 50 củ trong một mẫu tổng hợp gồm 50 củ đều có thể bị nhiễm bệnh. Và khi đó con số về ô nhiễm tiềm ẩn thực tế của lô phải là 25% chứ không phải 0,6%.
Người Scotland và người Mỹ là những người thực tế trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm tiềm ẩn. Scotland là nơi có một trong năm khu vực được bảo vệ cấp cao của Châu Âu (HG) được phê duyệt hợp pháp để sản xuất hạt giống khoai tây của EU. Nghĩa là, đây là khu vực sản xuất vật liệu chất lượng cao nhất. Tuy nhiên, các quy tắc chứng nhận không yêu cầu xác minh bắt buộc về ô nhiễm tiềm ẩn. Có, nên làm như vậy, nhưng mức độ ô nhiễm tiềm ẩn không ảnh hưởng đến kết quả chứng nhận. Ở Hoa Kỳ, sự phá hoại của củ được đánh giá bằng phương pháp kiểm soát đất cổ điển. Vào mùa thu, các mẫu được chọn từ tất cả các lô để được chứng nhận và gửi đến Hawaii hoặc Florida. Không có mùa đông, củ được trồng ngay trong đất và được đánh giá bằng biểu hiện trực quan của bệnh do virus trong mùa sinh trưởng. Và điều này là đúng, không phải mọi bệnh nhiễm trùng tiềm ẩn đều biểu hiện trên lá và cây trồng; đôi khi nó vẫn ở dạng tiềm ẩn trong nhiều năm mà không gây ra bất kỳ tác hại nào. Đến tháng 2, kết quả thu được với biểu hiện thực tế cụ thể của các bệnh do virus hiện có trên cây con. Người mua hạt giống sẽ nhìn thấy bức tranh tương tự, nhưng muộn hơn. Thông tin này xác định kết quả cuối cùng của chứng nhận hàng năm và việc triển khai mùa xuân chính được thực hiện có tính đến thông tin này.
Các tiêu chuẩn S-1 của UNECE, Đức và Pháp cũng quy định và sử dụng việc đánh giá virus ở con cháu trực tiếp. Sau khi thu hoạch, cần lấy mẫu 100 củ đem nuôi trong nhà kính và đánh giá bằng biểu hiện bệnh virus trên lá. Về cơ bản, đây cũng là biện pháp kiểm soát đất, chỉ ở vùng đất kín, một lựa chọn đắt tiền hơn. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm chỉ được thực hiện trong các trường hợp gây tranh cãi. Nhưng trong cùng một tiêu chuẩn S-1 có một mâu thuẫn, vì trong phần quy trình đánh giá có đề cập đến khả năng sử dụng không chỉ phương pháp trực quan mà còn cả phương pháp thí nghiệm. Các chuyên gia hiểu rằng phương pháp ELISA hoặc PCR phát hiện virus thực vật nhiều gấp nhiều lần so với phương pháp trực quan.
Đối với các tiêu chuẩn ô nhiễm tiềm ẩn được GOST 33996-2016 đưa ra kể từ năm 2018 tại Liên bang Nga, chúng cung cấp các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm mà không cần đánh giá trực quan về những đứa con được nuôi dưỡng và là duy nhất về mặt giải thích. Theo tiêu chuẩn mới, chỉ có việc đánh giá mức độ ô nhiễm tiềm ẩn của nguyên liệu hạt giống ban đầu là bắt buộc: SSE trở lên. Nhưng nốt nhạc mở ra những khả năng to lớn cho sự ngẫu hứng và ngẫu hứng: “Ghi chú. Đối với các lô khoai tây giống siêu ưu tú, ưu tú và tái sinh được đưa vào lưu thông ở các nước đã áp dụng tiêu chuẩn, việc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm được thực hiện theo yêu cầu của nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp khoai tây giống. Các chỉ tiêu tối đa cho phép để hạn chế sự lây nhiễm virus và/hoặc vi khuẩn dựa trên kết quả thử nghiệm các mẫu củ trong phòng thí nghiệm có thể được thiết lập trong các thỏa thuận (hợp đồng) cung cấp khoai tây giống theo thỏa thuận của các bên. Đối với các lô thuộc loại ES, mức giới hạn tối đa của UHC dựa trên kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm không được vượt quá 10%.” Ba đề xuất này đã biến tiêu chuẩn từ một tài liệu nghiêm ngặt và rõ ràng trở thành vô nghĩa về mặt pháp lý, một nguồn làm rõ mối quan hệ giữa nhà sản xuất và người mua và là công cụ để khiếu nại. Làm sao người ta có thể cho phép (về cơ bản là thay thế tiêu chuẩn) và dựa vào thỏa thuận của các bên trong vấn đề chất lượng, vì lợi ích của người bán và người mua ở đây không thể trùng khớp. Làm thế nào bạn có thể đặt ra các tiêu chuẩn giống nhau cho các danh mục khác nhau, vì việc giảm chất lượng khi tái tạo là điều không thể tránh khỏi. Và một điều khoản nữa của tiêu chuẩn 33996-2016 - đánh giá mức độ lây nhiễm tiềm ẩn của các bệnh do virus - được phép thực hiện bằng cả ELISA và PCR. Mặc dù thực tế là độ nhạy của các phương pháp này khác nhau ở mức độ lớn. Nhưng tiêu chuẩn đã được phê duyệt và có hiệu lực, việc tuân thủ các quy chuẩn, yêu cầu của nó là bắt buộc đối với tất cả các doanh nghiệp trồng hạt giống.
Sản xuất hạt giống khoai tây hiện đang được thực hiện trên cơ sở được gọi là không có vi rút ở tất cả các quốc gia có nền trồng khoai tây phát triển. Nuôi cấy tế bào và mô kết hợp với liệu pháp nhiệt hóa trị và nhân giống vi dòng giúp có thể thu được nguyên liệu hạt giống ban đầu không có hàm lượng virus trong tế bào khoai tây. Nhưng bạn cần hiểu hai điểm: số 1 không có nghĩa là hoàn toàn vắng mặt, mà là khả năng hiện diện với số lượng dưới ngưỡng nhạy cảm của các phương pháp chẩn đoán phân tử hiện có. Và việc không bị nhiễm virus không có nghĩa là làm cho khoai tây có khả năng kháng virus. Nếu không có sự bảo vệ đáng tin cậy chống lại sự tái nhiễm các bệnh do virus, nguyên liệu hạt giống khoai tây khỏe mạnh sẽ trở thành nhiều loại giống lai F-XNUMX, trong đó chỉ thế hệ đầu tiên cho kết quả xuất sắc và ở những lần sinh sản tiếp theo, hiệu suất sẽ giảm mạnh. Việc mua khoai tây giống để trồng trong một năm ở những vùng có khí hậu căng thẳng và khả năng lây nhiễm cao được thực hiện rộng rãi, kể cả ở miền nam Liên bang Nga. Nhưng với phương án cung cấp nguyên liệu giống như vậy thì hạt giống phải đủ số lượng và giá cả hợp lý, chấp nhận được. Mục đích chung của giai đoạn sản xuất hạt giống khoai tây trên đồng ruộng là thu được khối lượng hạt giống tối đa với giá cả phải chăng đồng thời kiểm soát chặt chẽ tình trạng tái nhiễm sâu bệnh. Hầu như tất cả các biện pháp và hoạt động tổ chức, phương pháp và công nghệ bắt buộc và đặc biệt đều nhằm mục đích này. Không thể chữa khỏi cây và củ bị nhiễm vi rút, và cuộc chiến chống lại các bệnh do vi rút thể hiện ở việc ngăn chặn cây bị nhiễm rệp và một cách máy móc. Chúng ta hãy xem xét một số khía cạnh quan trọng nhất của việc quản lý bệnh do vi rút cần được giải quyết ở mức cao nhất.
1. Giải thích và ứng phó với động thái và thành phần loài của rệp mang vi rút. Việc truyền virut từ cây bị bệnh sang cây khỏe mạnh do rệp, cùng với sự lây nhiễm ban đầu của vật liệu trồng và chuyển giao cơ học, là nguyên nhân chính gây tái nhiễm bệnh ở khoai tây giống. Hầu hết virus vẫn còn độc lực và tồn tại trên miệng của rệp trong vài giờ. Trong thời gian này, rệp có thể bay hàng chục km khỏi vườn, bãi rác, cây trồng chất lượng thấp và cuối cùng là ở các vườn ươm hạt giống. Cần phải quan sát quá trình này trên các ruộng gieo hạt gần như liên tục - từ khi trồng đến khi làm khô hoàn toàn ngọn. Cần lưu ý rằng ở tất cả các nước phát triển trồng khoai tây, việc giám sát rệp được thực hiện với sự tham gia đáng kể của nguồn vốn ngân sách và sự tham gia của các viện nghiên cứu hàng đầu. Kết quả giám sát và phản hồi của các doanh nghiệp giống nhất thiết phải được tính đến trong quá trình chứng nhận. Ngày xửa ngày xưa, đây là cách hoạt động của cơ quan bảo vệ thực vật nhà nước ở nước ta. Hiện tại, vì lý do nào đó, việc giám sát khoai tây ở Liên bang Nga chỉ được thực hiện đối với bọ khoai tây Colorado, đây không phải là vấn đề trong việc trồng khoai tây thương mại. Vì vậy, bất kỳ doanh nghiệp sản xuất giống chuyên nghiệp nào cũng phải kiểm soát độc lập vật trung gian truyền rệp bằng các phương pháp tiêu chuẩn. Và nó khá minh bạch và thống nhất, bạn chỉ cần biết những chi tiết quan trọng. Cơ sở của hệ thống giám sát rệp là bẫy Merike màu vàng (ảnh 5). Chúng cần được lắp đặt ngay phía trên chiều cao của cây, trong khu vực không có cây trồng gần ruộng khoai tây. (Chuyên gia bảo vệ thực vật có thể có được thông tin khá chính xác về số lượng rệp bằng cách quan sát trực tiếp 100 lá tầng trên, tầng giữa và tầng dưới dọc theo đường chéo ruộng).
Rệp có cánh mắc vào bẫy cần được thu thập hàng tuần và xác định thành phần loài. Khả năng truyền virut khác nhau đáng kể giữa các loài rệp khác nhau. Tác hại nhất là rệp đào xanh (ảnh 6,7) có hiệu suất bằng 2,3, các loại khác có hệ số thấp hơn nhiều (Bảng 2013). Hệ số gây hại đối với các loài rệp được các nhà khoa học Anh (Felton B. và cộng sự, 40) đề xuất và được sử dụng ở khắp mọi nơi. Chúng khác nhau về Y-virus và VSLK, nghĩa là về các cơ chế lây truyền virus khác nhau. Những loài đặc biệt nguy hiểm xâm chiếm khoai tây được tô màu vàng, tức là. những loài bám trên khoai tây tạo thành dạng không cánh và cũng mang vi rút. Chúng bao gồm đào, khoai tây, khoai tây lớn, hắc mai và rệp hắc mai. Các loài còn lại được tính đến không xâm chiếm khoai tây mà truyền vi rút khi vận chuyển, trong quá trình tiêm thử nghiệm khi tìm kiếm cây lương thực quen thuộc. Việc xác định thành phần loài rệp cánh đòi hỏi trình độ chuyên môn cao và kính hiển vi. Những hướng dẫn cơ bản về rệp đã được xuất bản cách đây 50-2000 năm và hiện nay là một tài liệu hiếm có. Bạn có thể mua các tập bản đồ đầy màu sắc mới nhất của Đức (2008) và Hà Lan (8,9) từ các cửa hàng trực tuyến của nhà xuất bản. Ngoài ra còn có các trang web chuyên biệt về rệp, chẳng hạn như aphid.aphidnet.org, nhưng các loài khoai tây thuần túy được trình bày rời rạc trên chúng. Khi phân tích nội dung của bẫy, không nên bỏ qua khả năng rầy và rầy xâm nhập vào bẫy (ảnh XNUMX, XNUMX), lây lan stolbur và virus Zebra chip, đã xâm nhập vào châu Âu.
Ảnh 8. Ve sầu Ảnh 9. Rệp
Số mẫu rệp bắt được sẽ được tính lại vào chỉ số áp suất vectơ (VPI). Rệp đào được tính theo đơn vị thực, tất cả các loài khác đều được nhân với hệ số gây hại. Trên thực tế, chúng được quy đổi thành một đơn vị đo lường là mức độ gây hại của rệp đào. Vì vậy, nếu bắt được 20 con rệp khoai tây thì để tính chỉ số, số lượng của chúng sẽ là 20x0,2 = 4 đơn vị. Tổng số rệp đào là chỉ số áp suất vectơ. Sẽ hợp lý hơn nếu coi IVD đối với các loài rệp không tồn tại lâu dài là vấn đề rắc rối nhất. Chỉ số dưới hai đơn vị là tuyệt đối an toàn, màu xanh lá cây. Từ 2 đến 10 – màu vàng, trạng thái sẵn sàng, thực hiện các biện pháp bảo vệ theo quyết định của doanh nghiệp. VDI trên 10 yêu cầu bắt buộc sử dụng các chất bảo vệ chống lại rệp. Điều này được xác nhận bởi dịch vụ chứng nhận. Việc không thực hiện các biện pháp bảo vệ là căn cứ để hạ cấp hạt giống hoặc ra lệnh tiêu hủy ngọn. Ngưỡng gây hại của rệp (10 đơn vị rệp đào) được thiết lập trong các nghiên cứu đặc biệt về mức độ lây nhiễm của nguyên liệu hạt giống ở các áp suất vectơ khác nhau. Nhiễm virus tăng lên đáng kể nếu số lượng rệp vượt quá ngưỡng; ở số lượng thấp hơn, sự khác biệt giữa các mức nhiễm là không đáng kể. Theo đó, ở cấp độ IVD xanh và vàng, các biện pháp bảo vệ không có tác dụng, không ảnh hưởng đến mức độ lây nhiễm và việc thực hiện chúng cũng chẳng có ý nghĩa gì.
Ở một số nước châu Âu, tổng IDP (tích lũy) được tính cho tất cả các điểm quan trắc từ đầu mùa trồng trọt (Hình 1). Các giá trị giới hạn cho tổng IPV đã được thiết lập, sau đó dịch vụ chứng nhận sẽ đưa ra lệnh cắt cỏ và làm khô ngọn trong các lô hạt giống. Giá trị giới hạn này là gì? Tại Hà Lan, IVD hiện có 80 con rệp đào (Haverkort A., 2018). Các chỉ số này không được quy định trong các quy tắc chứng nhận chính thức quốc gia. Nhưng cần nhấn mạnh rằng khi ra lệnh cắt ngọn, không chỉ tính đến chỉ số áp suất vectơ tích lũy mà còn tính đến khả năng chống chịu nhiễm virus của các giống (có sự phân loại chính thức của các giống được trồng theo tiêu chí này), số cây có triệu chứng virus được xác định qua kiểm tra thực địa và thực hiện các biện pháp phòng trừ rầy mềm. Nông dân có từ hai (Hà Lan) đến ba (Scotland) để tuân thủ mệnh lệnh. Việc không tuân thủ yêu cầu sẽ dẫn đến việc từ chối chứng nhận hoặc hạ hạng hạt giống.
Việc giám sát liên tục có chất lượng đối với rệp mang bệnh do virus giúp hiểu nhanh về mức độ lây nhiễm và cho phép thực hiện các biện pháp bảo vệ không thường xuyên mà khi cần thiết, từ đó tiết kiệm đáng kể kinh phí cho các sản phẩm bảo vệ thực vật. Ngoài ra, người trồng hạt giống ở EU còn được cung cấp dịch vụ cảnh báo về sự xuất hiện của rệp. Hệ thống viện nghiên cứu ngân sách vận hành một số bẫy hút (ảnh 10) phát hiện vật mang mầm bệnh trong không khí ở độ cao lớn. Một bẫy hút đưa ra dự báo chính xác trong bán kính 100 km. Người ta chỉ có thể mơ về một dịch vụ như vậy, nhưng thông tin được cung cấp cho phép kiểm soát chính xác ở cấp độ doanh nghiệp riêng lẻ, chuyển thông tin nhận được thành các biện pháp hoạt động để kiểm soát bệnh do virus, có tính đến tình hình đã phát triển trong một năm cụ thể và trong các lĩnh vực cụ thể. Danh sách các biện pháp này bao gồm nhiều phương pháp cách ly và bảo vệ lô hạt giống khác nhau.
2. Cách ly không gian. Vị trí sản xuất khoai tây giống ở những vùng có nền tảng lây nhiễm tối thiểu các vật truyền bệnh do virus được thực hiện ở tất cả các quốc gia có nền trồng khoai tây phát triển. Do đó, ở Hà Lan, sản xuất hạt giống tập trung ở vùng đất lấn biển phía bắc (Hình 2).
Các quan sát dài hạn đã xác nhận rằng ở khu vực này, tỷ lệ lây nhiễm thấp hơn 26 lần và mức độ IVD nghiêm trọng theo mùa trung bình xảy ra vào ngày 2018 tháng 1, muộn hơn hai tuần so với miền nam đất nước. (Harkort A., 700). Điều này có thể thấy rõ trong Hình XNUMX: ở phía bắc IVD có màu xanh lá cây, ở phía nam là màu đỏ. Có thể kết luận rằng ở phía nam Hà Lan, việc sản xuất hạt giống khoai tây cực kỳ rủi ro, còn các nước phía nam hơn thì không còn gì để nói. Nhưng chúng ta không được quên về thuyết tương đối. Nếu bạn không chạy vào biên giới Hà Lan mà lái xe về phía nam đến Bỉ, thì ở phía bắc nước Pháp, thuộc vùng ven biển eo biển Manche, có một vùng trồng hạt giống khoai tây của đất nước này. Pháp đứng thứ hai thế giới về xuất khẩu khoai tây giống. Điều này hàm ý sản phẩm có chất lượng cao, trong khi đó, vùng sản xuất hạt giống của Pháp nằm cách vùng đất lấn biển Hà Lan XNUMX km về phía nam. Những người trồng hạt giống, do trình độ công nghệ và tổ chức cao, đã tạo ra một sản phẩm xứng đáng, mặc dù vì những lý do rõ ràng nên không thể xem kết quả giám sát rệp ở khu vực này một cách công khai.
Vùng trồng khoai tây giống của Scotland tập trung ở phía đông bắc, trên bờ biển (Hình 3). Nếu bạn nhìn vào việc theo dõi rệp ở Anh trong những năm gần đây, tỷ lệ lây nhiễm ở khu vực này thấp hơn hai lần so với miền trung nước Anh. Nhưng hóa ra ở chính Scotland cũng có những khu vực thậm chí còn ít rệp hơn, ở phía đông nam, giáp biên giới với Bắc Ireland. Tại sao khoai tây giống không được trồng ở đó?
Rõ ràng là do độ phù hợp của đất kém hơn về kết cấu và độ cứng của đá. Nếu chúng ta chỉ tập trung vào rệp, thì sẽ hợp lý nếu đặt toàn bộ cơ sở sản xuất hạt giống khoai tây của EU ở Scandinavia. Một số bước đã được thực hiện theo hướng này. Nghĩa đen là cách Vòng Bắc Cực 200 km, trên vĩ tuyến 64, có vùng trồng hạt giống khoai tây Phần Lan, một trong năm HG châu Âu (ảnh 14). Hàng năm, có tới 1000 nghìn tấn khoai tây giống được trồng ở đó trên diện tích 30 ha. Điều kiện khí hậu ở mức tối thiểu: mùa sinh trưởng từ tháng 300 đến tháng 4, thời gian ban ngày rất dài vào đầu mùa sinh trưởng, lượng mưa đủ và mát - lên tới XNUMX mm (Hình XNUMX).
Quá trình lây nhiễm của rệp đã được các nhà nghiên cứu độc lập (Kirchner S. và cộng sự, 2013) nghiên cứu kỹ lưỡng bằng cách sử dụng bẫy màu vàng và bẫy hút. Trong một tuần, có từ 20 đến 3000 con rệp rơi vào bẫy (Hình 5). Nhưng chỉ có 10-20% trong số đó là vật mang virus, còn lại là các loài cây, bụi không đặc hiệu. Rệp đào thực tế không bao giờ được tìm thấy ở miền Bắc; rệp khoai tây rất hiếm.
Phần tiếp theo của bài viết sẽ được đăng trên tạp chí “Hệ thống khoai tây” số 3 năm 2020.
Cảnh sát