01.06.2014 Views

Pełny tekst (PDF) - Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie ...

Pełny tekst (PDF) - Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie ...

Pełny tekst (PDF) - Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie ...

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>Progress</strong> <strong>in</strong> <strong>Plant</strong> <strong>Protection</strong>/<strong>Postępy</strong> w <strong>Ochronie</strong> Rośl<strong>in</strong> 50 (4) 2010<br />

NICIENIE POWODUJĄCE STRATY<br />

W PRODUKCJI ROŚLINNEJ W POLSCE<br />

I METODY ICH SZYBKIEJ IDENTYFIKACJI<br />

STEFAN WOLNY 1, 2 , GRAŻYNA WINISZEWSKA 1 ,<br />

EWA DMOWSKA 1 , TADEUSZ MALEWSKI 1<br />

1<br />

Muzeum i Instytut Zoologii Polskiej Akademii Nauk<br />

Wilcza 64, 00-679 Warszawa<br />

2<br />

Instytut Ochrony Rośl<strong>in</strong> – Państwowy Instytut Badawczy<br />

Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań<br />

S.Wolny@iorpib.poznan.pl<br />

I. WSTĘP<br />

W glebie nicienie są najliczniejszą grupą zwierząt bezkręgowych (0,2–1 miliarda na<br />

1 ha ziemi), z których 25% stanowią gatunki żerujące na rośl<strong>in</strong>ach i grzybach. Podsumowaniem<br />

wiedzy o występujących w Polsce nicieniach pasożytujących na rośl<strong>in</strong>ach<br />

jest opracowana przez Brzeskiego (1998) monografia Tylench<strong>in</strong>a. W publikacji tej autor<br />

zwrócił uwagę na trudności związane z odróżnianiem niektórych gatunków. W Polsce<br />

dotychczas stwierdzono występowanie około 260 gatunków nicieni rośl<strong>in</strong>o- i grzybożernych.<br />

Znaczenie gospodarcze nicieni szkodliwych polega na ograniczeniu wzrostu i witalności<br />

za<strong>in</strong>fekowanych rośl<strong>in</strong>, czego efektem jest spadek plonu lub w skrajnych przypadkach<br />

jego całkowity brak. Rośl<strong>in</strong>y zaatakowane przez nicienie stają się bardziej<br />

podatne na działanie <strong>in</strong>nych czynników chorobotwórczych, takich jak: wirusy, bakterie<br />

i grzyby. Wśród nicieni żerujących na rośl<strong>in</strong>ach są gatunki, które mają status szkodników<br />

kwarantannowych. W związku z tym stwierdzenie obecności nicieni z gatunków<br />

podlegających restrykcjom kwarantannowym powoduje problemy w krajowym i międzynarodowym<br />

obrocie handlowym. Ze względu na to, że wschodnia granica Polski jest<br />

równocześnie granicą Unii Europejskiej, polskie służby fitosanitarne ponoszą odpowiedzialność<br />

za ochronę terytorium Europy przed zawleczeniem wszelkich niepożądanych<br />

organizmów w trakcie wymiany towarowej z tą częścią świata.


Nicienie i ich identyfikacja 1767<br />

Tabela 1. Wykaz gatunków nicieni o znaczeniu gospodarczym w Polsce<br />

Table 1. <strong>Plant</strong> parasitic nematodes species of economic importance for crops cultivated <strong>in</strong> Poland<br />

Rośl<strong>in</strong>a uprawna<br />

Crop<br />

Zboża – Cereales<br />

Pszenica – Wheat<br />

Ziemniak<br />

Potato<br />

Burak<br />

Sugar beet<br />

Bób, bobik<br />

Broadbean, horse bean<br />

Lucerna<br />

Alfalfa, lucerne<br />

Groch<br />

Peas<br />

Kapustne<br />

Brassicas<br />

Marchew<br />

Carrot<br />

Pietruszka<br />

Parsley<br />

Gatunek nicienia – Species of nematode<br />

niekwarantannowy<br />

non quarant<strong>in</strong>e<br />

kwarantannowy<br />

quarant<strong>in</strong>e<br />

1 2 3<br />

mątwik zbożowy (Heterodera avenae),<br />

mątwik łąkowy (H. bifenestra),<br />

mątwik jężytek (H. hordecalis),<br />

niszczyk zjadliwy (Ditylenchus dipsaci)<br />

odymek pszenicznik (Angu<strong>in</strong>a tritici)<br />

guzak północny (Meloidogyne hapla),<br />

krępaki (Trichodorus, Paratrichodorus) –<br />

wektory wirusów<br />

mątwik burakowy (Heterodera schachtii),<br />

guzak północny (M. hapla)<br />

mątwik grochowy (Heterodera goett<strong>in</strong>giana),<br />

guzak północny (M. hapla)<br />

mątwik krzyżowiak (Heterodera cruciferae),<br />

mątwik burakowy (H. schachtii)<br />

guzak północny (M. hapla),<br />

mątwik marchwiowy (H. carotae),<br />

szpilecznik baldasznik (Paratylenchus bukow<strong>in</strong>ensis),<br />

korzeniak szkodliwy (Pratylenchus<br />

penetrans)<br />

szpilecznik baldasznik (P. bukow<strong>in</strong>ensis),<br />

guzak północny (M. hapla)<br />

mątwik ziemniaczany 1,<br />

3 (Globodera rostochiensis),<br />

mątwik agresywny 1, 3<br />

(G. pallida),<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci),<br />

niszczyk ziemniaczak 1<br />

(D. destructor),<br />

guzak amerykański 1<br />

(Meloidogyne<br />

chitwoodi),<br />

guzak holenderski 1<br />

(M. fallax), wyroślak<br />

perełkowy 1 (Naccobus<br />

aberrans)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)


1768<br />

<strong>Progress</strong> <strong>in</strong> <strong>Plant</strong> <strong>Protection</strong>/<strong>Postępy</strong> w <strong>Ochronie</strong> Rośl<strong>in</strong> 50 (4) 2010<br />

Cebula, czosnek<br />

Onion, garlic<br />

Pieczarka<br />

Mushroom<br />

Pomidor, papryka,<br />

oberżyna<br />

Tomato, papryka,<br />

eggplant<br />

Ogórek<br />

Cucumber<br />

Sałata<br />

Letuce<br />

Aster, begonia, irys, cyklamen,<br />

dalia, fiołek,<br />

piwonia, floks, złocień<br />

Aster, begonia, iris, cyclamen,<br />

dahlia, violet,<br />

peony, phlox, chrysanthemum<br />

Hiacynt, lilia, mieczyk,<br />

tulipan<br />

Hyac<strong>in</strong>th, lily, gladiolus,<br />

tulip<br />

Goździk<br />

P<strong>in</strong>k<br />

Anturium – Anthurium<br />

Kaktusy – Cacti<br />

Konwalia<br />

Lily-of-the-Valley<br />

Cyklamen – Cyclamen<br />

1 2 3<br />

węgorek kompostowiec (Aphelenchoides<br />

composticola), A. dactylocercus, A. limberi,<br />

A. sacchari, węgorek grzybowiec (A. saprophilus),<br />

węgorek gniłek (Aphelenchus<br />

avenae), niszczyk pieczarkowiec (D. myceliophagus),<br />

Paraphelenchus myceliophtorus,<br />

P. pseudopariet<strong>in</strong>us<br />

guzak północny (M. hapla)<br />

guzaki (Meloidogyne spp.)<br />

guzaki (Meloidogyne spp.)<br />

węgorek truskawkowiec (Aphelenchoides<br />

fragariae),<br />

węgorek chryzantemowiec (A. ritzemabosi),<br />

guzaki (Meloidogyne spp.),<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans)<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans)<br />

guzaki (Meloidogyne spp.),<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans), masywek<br />

pospolitak (Criconemella curvata), szpilecznik<br />

goździkowiec (Paratylenchus dianthus),<br />

mątwik koniczynowy (Heterodera trifolii)<br />

mątwik kaktusowy (Heterodera cacti),<br />

guzaki (Meloidogyne spp.)<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans),<br />

korzeniak konwaliowiec (P. convallariae)<br />

guzak północny (M. hapla)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

niszczyk ziemniaczak 1<br />

(D. destructor)<br />

mątwik ziemniaczany 1, 3<br />

(G. rostochiensis),<br />

mątwik agresywny 1, 3<br />

(G. pallida),<br />

guzak holenderski 1<br />

(M. fallax)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci),<br />

niszczyk ziemniaczak 1<br />

(D. destructor)<br />

niszczyk zjadliwy 1<br />

(D. dipsaci)<br />

korzeniak bananowy 1<br />

(Radopholus similis)


Nicienie i ich identyfikacja 1769<br />

Truskawka<br />

Strawberry<br />

Róża<br />

Rosa<br />

Sosna, świerk<br />

P<strong>in</strong>e, spruce<br />

Sadzonki drzew<br />

Tree seedl<strong>in</strong>gs<br />

1 2 3<br />

węgorek truskawkowiec (A. fragariae),<br />

węgorek chryzantemowiec (A. ritzemabosi),<br />

guzak północny (M. hapla),<br />

długacz zwyczajny (Longidorus elongatus),<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans)<br />

guzak północny (M. hapla),<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans)<br />

korzeniak szkodliwy<br />

(P. penetrans)<br />

korzeniak szkodliwy (P. penetrans),<br />

guzaki (Meloidogyne spp.)<br />

1 Rozporządzenie M<strong>in</strong>istra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 21 lutego 2008 r.<br />

2 Rozporządzenie M<strong>in</strong>istra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 12 maja 2010 r.<br />

3 Rozporządzenie M<strong>in</strong>istra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 13 października 2010 r.<br />

węgorek sosnowiec 1, 2<br />

(Bursaphelenchus<br />

xylophilus)<br />

Obecność nicieni jest na ogół niedostrzegana, a objawy ich żerowania na rośl<strong>in</strong>ie<br />

mogą być mylone z tymi, które wywołują <strong>in</strong>ne agrofagi glebowe. Trudności w wykrywaniu<br />

obecności nicieni w uprawach wynikają z:<br />

1. mikroskopijnej wielkości nicieni – pasożytów rośl<strong>in</strong>,<br />

2. ukrytego trybu życia w glebie lub wewnątrz organów rośl<strong>in</strong>,<br />

3. trudności technicznych w izolacji nicieni z gleby i materiału rośl<strong>in</strong>nego,<br />

4. marg<strong>in</strong>alnego traktowania fitonematologii w odróżnieniu od entomologii, fitopatologii<br />

bądź parazytologii,<br />

5. rutynowego określania zdrowotności rośl<strong>in</strong> na podstawie wyglądu ich części nadziemnej.<br />

Każdy rolnik, ogrodnik, sadownik lub leśnik musi mieć świadomość realnego zagrożenia<br />

ze strony nicieni – pasożytów rośl<strong>in</strong> wyższych, a jeśli dojdzie do zawleczenia<br />

określonego gatunku pow<strong>in</strong>ien wiedzieć, jak doprowadzić do jego identyfikacji w celu<br />

opracowania planu powstrzymania dalszego rozprzestrzeniania się szkodnika oraz likwidacji<br />

wykrytych ognisk. Nicienie pasożytnicze rośl<strong>in</strong> raz zawleczone na pole<br />

uprawne są bardzo trudne do wytępienia. W prezentowanym szkicu przedstawiono<br />

różne aspekty szkodliwości nicieni w gospodarce rośl<strong>in</strong>nej na tle kompleksu czynników,<br />

wpływających na wzrost i rozwój rośl<strong>in</strong>.<br />

II. PRZEJAWY SZKODLIWOŚCI NICIENI<br />

– PASOŻYTÓW ROŚLIN WYŻSZYCH I GRZYBÓW JADALNYCH<br />

Szkodliwość nicieni – pasożytów rośl<strong>in</strong> polega na:<br />

– mechanicznym przerywaniu ciągłości oskórka korzeni i torowaniu drogi <strong>in</strong>nym<br />

mikropatogenom glebowym (np. grzybom i bakteriom),<br />

– pobieraniu pokarmu z żywych komórek rośl<strong>in</strong>nych,


1770<br />

<strong>Progress</strong> <strong>in</strong> <strong>Plant</strong> <strong>Protection</strong>/<strong>Postępy</strong> w <strong>Ochronie</strong> Rośl<strong>in</strong> 50 (4) 2010<br />

– zakłócaniu metabolizmu komórek rośl<strong>in</strong>nych. Nicienie wprowadzają do komórki<br />

grzyba lub rośl<strong>in</strong>y swoje enzymy trawienne, które częściowo trawią jej zawartość.<br />

Taki nadtrawiony pokarm nicienie zasysają do gardzieli. Pod wpływem enzymów<br />

trawiennych nicienia następuje zahamowanie podziału komórek merystematycznych<br />

i rozpuszczanie ścian komórkowych, co powoduje powstawanie wielojądrowych<br />

komórek olbrzymich lub obumieranie komórek otaczających miejsce żerowania,<br />

– przenoszeniu do wnętrza rośl<strong>in</strong> <strong>in</strong>nych fitopatogenów. Nicienie mogą przenosić<br />

w przewodzie pokarmowym wirusy rośl<strong>in</strong>ne i zakażać nimi swoich żywicieli<br />

w trakcie żerowania.<br />

Rośl<strong>in</strong>y zaatakowane przez nicienie glebowe mają zredukowany system korzeniowy,<br />

co ogranicza możliwości pobierania wody i substancji pokarmowych z gleby,<br />

zwłaszcza w okresach ich niedoboru. Największa szkodliwość nicieni polega na zakłóceniu<br />

metabolizmu i zmianach biochemicznych w organizmie rośl<strong>in</strong>y.<br />

O wielkości strat ekonomicznych wyrządzanych przez nicienie decydują (począwszy<br />

od najważniejszego):<br />

– gatunek nicienia i sposób jego żerowania,<br />

– liczebność populacji szkodnika,<br />

– wrażliwość odmiany rośl<strong>in</strong>y uprawnej,<br />

– warunki środowiskowe (struktura gleby i jej żyzność, wilgotność oraz temperatura),<br />

– czas trwania uprawy,<br />

– obecność <strong>in</strong>nych mikroorganizmów glebowych, mogących potęgować procesy<br />

chorobowe rośl<strong>in</strong>y bądź ograniczać populację szkodnika.<br />

Należy podkreślić, że szkodliwość nicieni – pasożytów rośl<strong>in</strong> w znacznym stopniu<br />

jest uzależniona od stanu zdrowotnego w jakim znajduje się atakowana rośl<strong>in</strong>a. Dobra<br />

kondycja uprawianej rośl<strong>in</strong>y zależy od szeregu czynników abiotycznych i biotycznych<br />

(dostępności wody i substancji pokarmowych, struktury i składu mechanicznego gleby,<br />

warunków klimatycznych, ale również dostosowania uprawianego gatunku i odmiany<br />

do warunków danego pola). Wiele spośród nich zależy od prowadzącego uprawę agronoma.<br />

III. CZYNNIKI ŚRODOWISKA WPŁYWAJĄCE<br />

NA DYNAMIKĘ ROZWOJU POPULACJI NICIENI<br />

Poszczególne gatunki nicieni charakteryzują się swoistą dynamiką rozwoju populacji<br />

na którą składają się takie parametry, jak: liczebność ogólna, stosunek liczebności<br />

samic do liczebności samców, udział procentowy poszczególnych stadiów rozwojowych,<br />

długość cyklu rozwojowego, liczba składanych jaj, długość życia jednego pokolenia,<br />

itp. Do głównych czynników mających wpływ na kształtowanie się populacji<br />

nicieni zalicza się:<br />

Temperatura gleby. Decyduje o term<strong>in</strong>ie i tempie wylęgu stadiów młodocianych,<br />

ruchliwości nicieni, dynamice rozmnażania się i ich rozwoju oraz przeżywalności. Przy<br />

określaniu potencjalnego wpływu temperatury na rozwój nicieni operuje się takimi<br />

parametrami, jak:<br />

– temperatura średnia i ekstremalna,<br />

– czas trwania temperatur ekstremalnych,


Nicienie i ich identyfikacja 1771<br />

– suma temperatur efektywnych.<br />

Wilgotność gleby. Nicienie do sprawnego poruszania się w ziemi wymagają cienkiej<br />

warstwy wody pokrywającej cząstki gleby. Prawdopodobnie najkorzystniejszą jest<br />

wilgotność na poziomie 40–80% pojemności polowej. O wilgotności gleby decydują:<br />

– wysokość opadów deszczu,<br />

– wysokość opadów śniegu,<br />

– przepuszczalność gleby,<br />

– poziom wód gruntowych.<br />

Struktura i chemizm gleby. Nicienie glebowe odznaczają się dużą tolerancją na<br />

większość wymienionych niżej parametrów glebowych, a ewentualny wpływ odbywa<br />

się pośrednio poprzez rośl<strong>in</strong>ę żywicielską w zależności od:<br />

– składu mechanicznego i wymiany gazowej,<br />

– odczynu pH i żyzności,<br />

– zawartości materii organicznej.<br />

Gatunek rośl<strong>in</strong>y. Ze względu na umiejętność przystosowania się nicieni do rodzaju<br />

pokarmu rozróżnia się mono-, oligo- i polifagi. Gatunek rośl<strong>in</strong>y może sprzyjać wzrostowi<br />

zagęszczenia populacji szkodnika lub przyczynić się do nagłego spadku jej liczebności.<br />

Wydziel<strong>in</strong>y korzeniowe mogą stymulować lub hamować wylęg nicieni,<br />

przyciągać je albo odstraszać. Wydziel<strong>in</strong>y niektórych rośl<strong>in</strong> (np. aksamitek Tagetes spp.<br />

i szparagów Asparagus spp.) są dla nicieni toksyczne. Rośl<strong>in</strong>y, będące źródłem pokarmu<br />

dla nicieni wpływają również na środowisko glebowe, wymianę gazową, zawartość<br />

tlenu i dwutlenku węgla.<br />

Tabela 2. Przykłady tempa rozwoju jednego pokolenia u różnych gatunków nicieni – pasożytów<br />

rośl<strong>in</strong> (według danych wielu autorów)<br />

Table 2. Examples of a generation rate of development <strong>in</strong> different species of plant parasitic<br />

nematodes (accord<strong>in</strong>g to many authors)<br />

Grupa troficzna<br />

Trophic group<br />

Glebowy,<br />

rośl<strong>in</strong>ożerny<br />

Soil,<br />

plant feed<strong>in</strong>g<br />

Glebowy,<br />

grzybożerny<br />

Soil, fungal<br />

feed<strong>in</strong>g<br />

Gatunek nicienia<br />

Nematode species<br />

nazwa łacińska<br />

lat<strong>in</strong> name<br />

Czas rozwoju<br />

jednego<br />

pokolenia<br />

Generation time<br />

Temperatura<br />

Temperature<br />

[°C]<br />

Szacunkowa, średnia<br />

liczba jaj składanych<br />

przez samicę<br />

w ciągu jej życia<br />

The estimated<br />

average number<br />

of eggs laid<br />

by the female<br />

dur<strong>in</strong>g her life<br />

1 2 3 4 5<br />

Tylenchorhynchus<br />

claytoni<br />

33 dni – days 24<br />

Ditylenchus dipsaci 19–23 dni – days 15 500<br />

D. myceliophagus 18 dni – days 23


1772<br />

<strong>Progress</strong> <strong>in</strong> <strong>Plant</strong> <strong>Protection</strong>/<strong>Postępy</strong> w <strong>Ochronie</strong> Rośl<strong>in</strong> 50 (4) 2010<br />

Glebowy,<br />

rośl<strong>in</strong>ożerny<br />

Soil,<br />

plant feed<strong>in</strong>g<br />

1 2 3 4 5<br />

Pasożyt części<br />

nadziemnych<br />

rośl<strong>in</strong>y,<br />

rośl<strong>in</strong>ożerny<br />

Parasite-ground<br />

parts of plants,<br />

plant feed<strong>in</strong>g<br />

Glebowy,<br />

grzybożerny<br />

Soil, fungal<br />

feed<strong>in</strong>g<br />

Rotylenchus robustus 100 dni – days 23<br />

Heterodera trifolii 31 dni – days 20<br />

H. schachtii 31 dni – days 19 400<br />

Globodera<br />

rostochiensis<br />

38 dni – days 15–20 200<br />

Meloidogyne hapla 70 dni – days 25<br />

M. <strong>in</strong>cognita 28–33 dni – days 26–31<br />

M. gram<strong>in</strong>is 32–35 dni – days 28<br />

M. javanica 350<br />

Paratylenchus<br />

projectus<br />

30–31 dni – days 25–28<br />

Anqu<strong>in</strong>a agrostis 1 000<br />

Aphelenchoides<br />

composticola<br />

8 dni – days 23<br />

Zabiegi agrotechniczne. Działania, takie jak: uprawa rośl<strong>in</strong> podatnych, tolerancyjnych<br />

lub mniej wrażliwych albo odpornych; odpowiednie zmianowanie; dobór term<strong>in</strong>ów<br />

siewu lub nasadzeń i <strong>in</strong>ne, mogą wpływać na dynamikę populacji nicieni rośl<strong>in</strong>nych.<br />

Ważnymi czynnikami umożliwiającymi przetrwanie szkodliwych gatunków<br />

nicieni w czasie ugorowania są chwasty, przejmujące rolę żywicieli i dlatego ich<br />

usuwanie ma duże znaczenie w obniżaniu liczebności gatunków szkodliwych. Jest to<br />

szczególnie istotne w przypadku nicieni posiadających wąski zakres rośl<strong>in</strong> żywicielskich.<br />

Są gatunki nicieni, u których rozwój jednego pokolenia trwa krótko, a ich populacje<br />

w szybkim tempie osiągają wysokie zagęszczenia. Są one szczególnie niebezpieczne<br />

dla uprawianych rośl<strong>in</strong>, gdyż w sprzyjających warunkach mogą zniszczyć rośl<strong>in</strong>y<br />

w ciągu kilku dni. Inną grupę stanowią te gatunki, które nie tworzą liczebnych populacji,<br />

natomiast charakteryzują się długim (kilkuletnim) okresem przeżywania w glebie na<br />

większych głębokościach. Przemieszczając się w glebie, żerują na korzeniach kilku<br />

rośl<strong>in</strong> sąsiadujących ze sobą. Do tej grupy należą nicienie będące wektorami wirusów<br />

rośl<strong>in</strong>nych.


Nicienie i ich identyfikacja 1773<br />

IV. KLASYCZNE I MOLEKULARNE METODY OZNACZANIA<br />

GATUNKÓW NICIENI<br />

Zapobieganie stratom, powstałym wskutek żerowania nicieni na rośl<strong>in</strong>ach i grzybach,<br />

wymaga stałego monitor<strong>in</strong>gu gleby, materiału siewnego i rośl<strong>in</strong> pod kątem występowania<br />

gatunków mających znaczenie gospodarcze. Przed podjęciem decyzji o sposobie<br />

zwalczania bezwzględnie konieczna jest identyfikacja gatunku szkodnika ze względu<br />

na różnice pomiędzy ich cyklami rozwojowymi, zakresem rośl<strong>in</strong> żywicielskich i patogenicznością<br />

względem uprawianych odmian.<br />

Tradycyjne metody oznaczania nicieni, opierające się na porównaniu cech morfologicznych<br />

i anatomicznych są czasochłonne, wymagają wysokiej klasy sprzętu optycznego<br />

i dużego doświadczenia osoby oznaczającej. Ponadto, trudności w identyfikacji<br />

gatunków nicieni metodą klasyczną, są spowodowane:<br />

– mikroskopijnymi rozmiarami ciała nicieni i niewielkim kontrastem pomiędzy<br />

poszczególnymi organami,<br />

– dużą zmiennością cech osobniczych w obrębie populacji,<br />

– względnością cech taksonomicznych u niektórych grup nicieni,<br />

– koniecznością pozyskania odpowiedniej liczby osobników dorosłych, gdyż stadia<br />

młodociane, stanowiące przeważnie 60–80% populacji, są praktycznie nieoznaczalne,<br />

– skomplikowaną i czasochłonną procedurą preparowania nicieni.<br />

Współczesne osiągnięcia biologii molekularnej pozwalają na opracowanie metod<br />

szybkiej identyfikacji gatunków na podstawie sekwencji wybranych fragmentów DNA,<br />

co pozwala:<br />

– identyfikować gatunki w każdym ich stadium rozwojowym (DNA we wszystkich<br />

komórkach jest identyczne) oraz<br />

– pracować z m<strong>in</strong>imalną ilością materiału biologicznego (nawet z jedną komórką).<br />

Do identyfikacji gatunków zwierząt można stosować wiele metod molekularnych.<br />

Trzy z nich są obiecujące dla nematologii.<br />

Metody PCR (Floyd i wsp. 2005) pozwalają zidentyfikować gatunek na podstawie<br />

wielkości i/lub temperatury topnienia produktu amplifikacji. Są to metody szybkie,<br />

tanie, umożliwiające wykrycie kilku gatunków w analizowanej próbce, wymagają jednak<br />

sprawdzenia specyficzności w odniesieniu do spokrewnionych gatunków. Gatunkowo-specyficzne<br />

pary starterów można zaprojektować korzystając z odpowiedniego<br />

oprogramowania (np. AlleleID, PremierBiosoft). Innym sposobem detekcji i różnicowania<br />

jest metoda RFLP-PCR, która polega na amplifikacji wybranych sekwencji metodą<br />

PCR, a następnie trawieniu enzymami restrykcyjnymi powstałych produktów reakcji.<br />

Przynależność gatunkową określa się na podstawie różnic w długości fragmentów<br />

restrykcyjnych.<br />

Barkod<strong>in</strong>g DNA (Ratnas<strong>in</strong>gham i Hebert 2007; Elsasser i wsp. 2009; Derycke<br />

i wsp. 2010). Kolejność ułożenia nukleotydów w określonym obszarze DNA jest charakterystyczna<br />

dla danego gatunku – kod DNA. Praktycznie oznacza to, że każdy gatunek<br />

można „metkować” kodem DNA, podobnie, jak oznacza się towary w sklepie kodem<br />

paskowym. Dlatego tę metodę identyfikacji organizmów określa się jako „DNA<br />

barcod<strong>in</strong>g” (ang. barcode – kod paskowy). Do identyfikacji wszystkich towarów w skle-


1774<br />

<strong>Progress</strong> <strong>in</strong> <strong>Plant</strong> <strong>Protection</strong>/<strong>Postępy</strong> w <strong>Ochronie</strong> Rośl<strong>in</strong> 50 (4) 2010<br />

pie wystarcza kod paskowy o 13 elementach. W królestwie zwierząt taką rolę może<br />

pełnić fragment DNA o długości około 650 nukleotydów genu 1 podjednostki oksydazy<br />

cytochromowej (COI). Sekwencję COI cechuje mała zmienność wewnątrzgatunkowa<br />

oraz duża zmienność międzygatunkowa. Oznacza to, że zmienność geograficzna sekwencji<br />

COI jest niska i dysponując bazą sekwencji COI można identyfikować osobnika.<br />

Sekwencje COI gromadzone są w bazie BOLD www.boldsystems.org. Znając sekwencję<br />

COI badanego nicienia można porównać ją z sekwencjami zgromadzonymi<br />

w bazie i określić do jakiego gatunku należy badany nicień.<br />

Mikromacierze DNA (Nicolaisen i wsp. 2005; Chen i wsp 2009). Znajomość sekwencji<br />

COI i <strong>in</strong>nych genów otwiera drogę do szybkiego określenia składu gatunkowego<br />

nicieni badanej próbki. Zamiast wydzielać DNA z każdego nicienia i sekwencjonować<br />

COI wystarczy wydzielić DNA z próby, powielić marker(y) w reakcji PCR i zhybrydyzować<br />

z macierzą na której są rozmieszczone gatunkowo specyficzne sondy.<br />

Możliwości tej metody są jednak ograniczone do gatunkowo specyficznych sond<br />

umieszczonych na mikromacierzy.<br />

V. LITERATURA<br />

Brzeski M.W. 1998. Nematodes of Tylench<strong>in</strong>a <strong>in</strong> Poland and Temperate Europe. Museum<br />

i Instytut Zoologii PAN, Warszawa, 397 ss.<br />

Chen W., Seifert K.A., Levesqu C.A. 2009. A high density COX1 barcode oligonucleotide array<br />

for identification and detection of species of Penicillium subgenus Penicillium. Mol. Ecol.<br />

Resources 9 (s1): 114–129.<br />

Derycke S., Vanaverbeke J., Rigaux A., Backeljau T., Moens T. 2010. Explor<strong>in</strong>g the use of cytochrome<br />

oxidase c subunit 1 (COI) for DNA Barcod<strong>in</strong>g of Free-Liv<strong>in</strong>g Mar<strong>in</strong>e Nematodes.<br />

PLoS One. 2010; 5(10): e13716.<br />

Elsasser S.C., Floyd R., Hebert P.D.N., Schulte-Hostedde A.I. 2009. Species identification of<br />

North American gu<strong>in</strong>ea worms (Nematoda: Dracunculus) with DNA barcod<strong>in</strong>g. Mol. Ecol.<br />

Resources 9: 707–712.<br />

Floyd R., Rogers A.D., Lambshead P.J.D., Smith C.R. 2005. Nematode-specific PCR primers for<br />

the 18S small subunit rRNA gene. Mol. Ecol Notes 5 (3): 611–612.<br />

Nicolaisen M., Justesen A.F., Thrane U., Skouboe P., Holmstrom K. 2005. An oligonucleotide<br />

microarray for the identification and differentiation of trichothecene produc<strong>in</strong>g and nonproduc<strong>in</strong>g<br />

Fusarium species occurr<strong>in</strong>g on cereal gra<strong>in</strong>. J. Microbiol Methods 62 (1): 57–69.<br />

Ratnas<strong>in</strong>gham S., Hebert P.D.N. 2007. BOLD : The Barcode of Life Data System<br />

(www.barcod<strong>in</strong>glife.org). Mol. Ecol. Notes 7: 355–364.<br />

Rozporządzenie M<strong>in</strong>istra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 21 lutego 2008 r. w sprawie zapobiegania<br />

wprowadzaniu i rozprzestrzenianiu się organizmów kwarantannowych (Dz. U. Nr 46,<br />

poz. 272).<br />

Rozporządzenie M<strong>in</strong>istra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 12 maja 2010 r. zmieniające rozporządzenie<br />

w sprawie wymagań dotyczących rośl<strong>in</strong>, produktów rośl<strong>in</strong>nych lub przedmiotów pochodzących<br />

z Republiki Portugalskiej podatnych na porażenie przez Bursaphelenchus xylophilus<br />

(Ste<strong>in</strong>er et Buhrer) Nickle et al. (węgorka sosnowca), przemieszczanych lub wprowadzanych<br />

na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej (Dz. U. nr 87 poz. 570).<br />

Rozporządzenie M<strong>in</strong>istra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 13 października 2010 r. w sprawie<br />

szczegółowych sposobów postępowania przy zwalczaniu i zapobieganiu rozprzestrzeniania<br />

się mątwika ziemniaczanego (Globodera rostochiensis) i mątwika agresywnego (Globodera<br />

pallida) (Dz. U. nr 196, poz. 1303).


Nicienie i ich identyfikacja 1775<br />

STEFAN WOLNY, GRAŻYNA WINISZEWSKA,<br />

EWA DMOWSKA, TADEUSZ MALEWSKI<br />

NEMATODES CAUSING LOSS OF PRODUCTION PLANT IN POLAND<br />

AND METHODS OF THEIR RAPID IDENTIFICATION<br />

SUMMARY<br />

In Poland, it has been found so far about 260 species of plant and fungi parasitic nematodes.<br />

Among the nematodes feed<strong>in</strong>g on plants there are species that have the status of quarant<strong>in</strong>e pests.<br />

Before tak<strong>in</strong>g the decision to control nematodes, it is necessary to identify the pest species. The<br />

identification of nematodes is difficult because of the paucity of easily scorable diagnostic morphological<br />

characters. Consequently, molecular identification tools could solve this problem. For<br />

molecular identification of species are suitable different PCR-based methods, DNA barcod<strong>in</strong>g and<br />

DNA microarrays. The mitochondrial cytochrome oxidase c subunit 1 (COI) gene is one of the<br />

most popular markers for species identification across the animal k<strong>in</strong>gdom. Species identification<br />

based on COI sequence received name DNA barcod<strong>in</strong>g. DNA microarrays, first created 20 years<br />

ago, are well established and able to differentiate hundreds of specimens simultaneously. Microarray<br />

technologies, which <strong>in</strong>volve hybridization of short specific probes to target DNA and<br />

subsequent detection of the hybridization signal, have been widely used as diagnostic tools.<br />

Key words: plant parasitic nematodes, taxonomy, quarant<strong>in</strong>e, rapid identification, DNA

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!