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 ...
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