www.kws.com KWS SAAT AG P. O. Box 14 63 37555 Einbeck Tel.: 00 49 /55 61/311-628 Fax: 00 49 /55 61/311-928 E-Mail: j.philipps@kws.de www.kws.com Vi fixar starten
Innehållsförteckning Vad är nematoder? Ursprung, historia och utbredning Symptom Nematodens biologi sjukdomsutveckling epidemiologi Skador och konsekvenser Möjligheter till bekämpning Resistenta sockerbetssorter klassisk förädling användandet av bioteknik Sammanfattning av Heterodera schachtii Framtidsutsikter 4 4 6 8 14 15 19 25 26 2 3
Vad är nematoder? Nematoder är trådformiga, fuktälskande maskar som kan hittas i de mest skilda biotoper över hela världen. Nematoder finns i söt- och saltvatten, i jorden, i förmultnande material, i växter, djur och människor. Näring får de från en lika stor mångfald källor. De kan leva på bakterier och svampar i dött organiskt material, de kan äta andra nematoder, eller leva som parasiter i mera högtstående djur (t.ex. trikiner) eller växter. Inuti sina värdar förflyttar sig nematoderna på ett slingrande sätt, därför kallas de också for eelworms -ålmaskar. De som är skadliga för växter är i snitt en mm långa. De har en muntagg med vilken de penetrerar växtcellerna, utsöndrar saliv och absorberar cellinnehåll. Av mer än 15000 kända nematodarter lever ca 3000 på växter, och omkring 100 arter kan orsaka stora skador på kulturgrödor. Betcystnematoden Heterodera Schachtii har störst ekonomisk betydelse. År 1859 fann botanisten professor Dr. H. Schacht från Bonn orsaken till betsjukan : små maskar som tillhör nematodfamiljen parasiterade på betroten. År 1871 studerade A. Schmidt skadegöraren mer ingående och kallade den Heterodera Schachtii, efter sin upptäckare. Nematoderna har historiskt sett haft en stor ekonomisk betydelse. Under det senaste århundradet fick 24 sockerfabriker i Tyskland stänga på grund av minskade skördar orsakade av nematoder. I dag finns betcystnematoder i nästan alla områden där det förekommer en intensiv betodling, och är ofta den skördebegränsande faktorn. I övriga världen finner man betcystnematoder även i Asien, Nord Amerika och Australien. Fig. 1: Spridning av betnematoder i Europa Ursprung, historia och utbredning För ungefär 130 år sedan upptäckte man för första gången betcystnematoden Heterodera schachtii som skadegörare i betor. I mitten av förra århundradet skedde en stor utökning av betodlingen i Europa. Samtidigt började bettröttheten uppträda i jordarna. Särskilt på de högavkastande, svarta jordarna i området kring Magdeburg sjönk betskördarna konstant. 4 5
Symptom Ett angrepp av betcystnematoder kan uppvisa i stort sett samma symptom som de orsakade av virussjukdomen rhizomania, och kan därför lätt förväxlas med denna sjukdom. Eftersom nematoder påträffas i nästan alla större områden där betor odlas är deras utbredningsområde i stort sett identiskt med det för rhizomania, och på så vis ökar risken för förväxling. Ett tidigt angrepp av nematoder orsakar nedvissning av unga plantor, vilket betyder att man kan se de klassiska symptomen för nematoder i fält från juni och framåt. Fig. 3: Rotskägg Fig. 4: Cystor stora som knappnålshuvuden på betans rot och dör slutligen. De nya bladen är mycket mindre till storleken. Typiska symptom på roten är en avsevärt kortare pålrot med ökat antal sidorötter.plantan försöker att kompensera för skadorna orsakade av nematoderna genom att bilda nya sidorötter, vilket resulterar i skäggväxt på betan (fig. 3). Fig. 5: Förstorade cystor Fig. 2: Symptom på nedvissning på en infekterad plats Typiska symptom är fläckvis nedvissning (sovande betor) av blasten vid mycket varmt väder (fig. 2). Under natten (dagg) och efter regn återhämtar betorna sig för det mesta. Plantor som är hårt angripna har en sämre tillväxt. De yttre bladen gulnar Symptomen beskrivna härovan liknar mycket ett rhizomaniaangrepp. Det bästa kännetecknet för angrepp av nematoder är närvaron av vita eller bruna cystor, stora som knappnålshuvuden, på roten (fig. 4 och fig. 5). De vita honorna kan man se med blotta ögat och på så sätt säkerställa diagnosen för nematoder. 6 7
Nematodens biologi Aspekter på sjukdomsutvecklingen. Nematoderna förblir livskraftiga inuti cystorna. Dessa är av ett knappnålshuvuds storlek och innehåller upptill 300 ägg och larver (fig. 6). Vid odling av värdväxter aktiveras larverna inuti cystorna. Värdrötterna utsöndrar ett stimuli som gör att cystorna kläcks. Nematoderna lämnar cystorna och penetrerar in i roten med sina muntaggar. Efter en kort vandring slår sig larven till ro i roten, påbörjar bildandet av ett närande cellsystem, och genomgår ytterligare två larvstadier innan den utvecklas till en könsmogen hanne eller hona. I dessa cystor med starka väggar förblir larverna och äggen livskraftiga i mer än 10 år. Utvecklingstiden för en generationen H. Schachtii är starkt beroende av väder och temperatur. För att fullborda en livscykel krävs 465 C daggrader. Detta värde får man fram genom att addera den dagliga, genomsnittliga jordtemperaturen, (mätt på ett djup av 10 20 cm), som överstiger 8 C. Exempel: Uppmätt genomsnittlig jordtemperatur 17 C Daggrader: jordens medeltemp. (17 C) bastemp. 8 C = 9 C Med en konstant jordtemperatur på 17 C är den ackumulerade temperaturen av 465 C uppnådd efter 52 dagar (52 x 9 C=468 C). I detta fall är en generationscykel på 52 dagar eller 7.5 veckor. Under centraleuropeiska förhållande kan två till tre generationer av nematoder utvecklas under ett år. Temperaturen såväl som jordens fuktighet har en avgörande betydelse för det årliga antalet generationer. Fig. 6: Innehåll i en brusten cysta De vita honorna sväller och bryter sig ut ifrån roten men upprätthåller sitt näringsupptag via muntaggen som fortfarande är kvar i cellsystemet. Fr. o. m. detta stadium i utvecklingen är nematoderna på roten klart synliga för det blotta ögat (fig. 4). Parningen sköter hannarna, som rör sig fritt utanför roten. Efteråt mognar 250 till 300 ägg i varje hona. Honorna dör och den citronformade kroppen (cystan) skiftar från vit via ljusbrun till mörkbrun. Hög jordtemperatur, liten partikelstorlek på jorden (150 250 mikrometer) och en normal markfukt (30 70% fuktighet) är de mest gynnsamma betingelserna för nematodernas utveckling. 8 9
Fig. 7: Utvecklingscykel för Heterodea schachtii Övervintrande cysta ligt för nematoden själv. Av mycket större betydelse är den passiva spridningen av cystor och larver via jord på traktordäck, jordbearbetningsredskap och betupptagare, såväl som transportfordon (inkl. rensverk). Vinderosionen kan också medföra spridning av nematoder. Spridning med betfrö, och då speciellt processat och pelleterat betfrö, sker inte i praktiken. Mognad Kläckningsstimuli Attraktion Vandring För sin uppförökning är nematoderna inte enbart beroende av sockerbetor. Nematoderna utnyttjar en stor vidd av värdplantor för att kunna fullända sin utvecklingscykel, de kan använda mer än 200 olika växter från över 90 släkter som värdväxter. Ett speciellt problem i detta hänseende är odling av raps. Betcystnematoden kan uppföröka sig extremt bra på denna värdväxt, och därför bör man undvika raps i samma växtföljd som sockerbetor. Uppförökningen av betcystnematoderna visas här nedan av ett indexvärde, så kallat Pf/Pi-värde. Det beräknas genom enkel division efter följande formel: Pf- antal nematoder efter värdväxtens odlingsår (slutlig (final) population Pf) Pi-antal nematoder innan odling av värdväxt (ingående (initial) population Pi) Befruktning Tillväxt Epidemiologins aspekter Nematodernas förflyttningshastighet är låg och en hög uppförökning är därför oftast begränsad till mindre ytor inom växtföljden. Spridningen direkt från ett infekterat fält till ett annat är nästan omöj- Ett Pf/Pi-värde högre än 1 betyder att det finns mer nematoder i jorden efter odlingen av värdväxten än det fanns innan man odlade den, vilket innebär att värdväxten har uppförökat nematodpopulationen. En resistent växtsort reducerar nematodpopulationen i jorden och då blir värdet lägre än 1. 10 11
Fig. 8: Uppförökningen av H. schachtii på olika värdväxter (Pf/Pi värde) Uppförökning Ägg + larver / 100 ml (tusental) 14 Pi Pf 12 10 8 6 4 2 0 Mottaglig oljerättika Resistent oljerättika Resistent gul senap Höstraps Bovete Honungsört Utöver värdväxten och odlingsåret, så är Pf/Pi-vädet beroende av jordens ingående bestånd av nematoder. Detta betyder, att i ett fall med mycket stor nematodförekomst i jorden, så är den reducerande effekten av resistenta sorter högre (lägre Pf/Pivärde) än i ett fall med en liten nematodförekomst. Men även vid en liten eller nästan obefintlig infektion så är en förebyggande odling av de högresistenta fånggrödor som finns idag att rekommendera för att förhindra uppbyggnaden av en hög populationstäthet av nematoder. Ett stort antal ogräs tillhör också gruppen av värdplantor för H. Schachtii (Tab. 1), vilket förklarar varför man kan hitta nematoder på åkrar som legat övergivna sedan många år tillbaka. Värdplantor Mottaglighet Amaranthaceae Amaranthus caudatus rävsvans ++ Amaranthus hybridus grönamarant +++ Amaranthus retroflexus svinamarant ++ Caryophyllaceae Agrostemma githago klätt + Dianthus caryophyllus trädgårdsnejlika ++ Stellaria media våtarv ++ Chennopodiaceae Atriplex hortensis trädgårdsmålla +++ Atriplex patula vägmålla ++ Beta vulgaris var. Altissima sockerbeta +++ Beta vulgaris var. Alba foderbeta +++ Beta vulgaris var. Conditiva rödbeta ++ Beta vulgaris var. Vulgaris mangold +++ Chenopodium album svinmålla + Chenopodium hybridum lönnmålla ++ Spinacia oleracea spenat ++ Brassicaceae Brassica chinensis kinakål +++ Brassica napus var. Napus raps +++ Bras. Oleracea var. + convar. alla kålsorter +++ Capsella bursa pastoris lomme +++ Lepidium sativum trädgårdskrasse +++ Raphanus rahanistrtum åkerrättika ++ Raph. Sativus var. Oleiformis oljerättika (+)++ Sinapsis alba vit senap +++ Thlaspi arvensis penningört +++ Tabell 1. Mottagligheten för H. schachtii hos viktiga värdväxtfamiljer och arter. En kraftig uppförökning av nematoder sker dock varken på dessa fält eller på brukade åkrar med normal ogräsförekomst. Leguminosae Lathyrus sativus kikärt ++ Trifolium resupinatum persisk klöver (+)+ Vicia villosa luddvicke ++ Polygonaceae Fagopyrum esculentum bovete + Polygonum lapathiflolium pilört ++ Rumex acetosella bergsyra ++ Grad av mottaglighet: + låg, ++ måttlig, +++ mycket mottaglig 12 13
Skador och konsekvenser Larverna av betcystnematoden orsakar direkta skador på betan och dess rötter. Genom ökningen av sidorötter och bildandet av rotskägg ökar jordhalten. Indirekta skador uppstår också som en följd av generellt minskad motståndskraft mot andra skadliga organismer. Skadorna visar sig främst genom minskad rotskörd. Beroende på intensiteten av nematodangreppet kan skördeförlusterna uppgå till 30% (Tab. 2). Skadornas storlek beror på infektionstryck, markförhållande, sådatum och klimatförhållande. En generell regel: ju tidigare infektionen äger rum ju större skördeförluster kan man förvänta sig. luster, och att ett nematodinnehåll på 2 ägg / gram jord orsakar c:a 5% skördeförluster. Sockerbetans innehåll påverkas dock inte av ett nematodangrepp. Även år med mycket stora nematodangrepp visar ingen minskning av sockerhalten eller ökning av melassbildningen. Därför finns det ingen möjlighet för lantbrukaren att uppmärksamma spridningen av nematodsmittan genom sockerbrukets kvalitetsanalyser. Man måste noggrant följa grödan och rotskördens storlek per ha. Tabell 2: Klassificering av nematodsmitta i betodling efter Fennickmetoden (enligt Schlang). Angreppsnivå Antal ägg per gram jord Som tröskelvärde för skada visar de senaste rönen, att redan 0,3 ägg/gram jord kan orsaka skördeför- Angreppets intensitet Förväntad Rekommendation skördeförlust i % efter erfarenhet 0 0 l c:a 1 lätt infekterat inga betänkligheter ll 1 5 lätt, inga fläckar 3 5 inga betänkligheter vid 3-årig växtföljd lll 5 10 medel, med 6 12 odla ej betor synliga oftare fläckar i fält än vart 4:e år lv 10 17 svår, delvis 12 20 minst 5 6 år stora fläckar mellan synliga i fält betgrödorna V över 17 mycket över 25 minst 6 8 år allvarligt, med mellan stora kala fläckar betgrödorna Kemiska Förr kunde omfattningen av skador orsakade av H. Schachtii begränsas med brukandet av nematicider. I synnerhet kunde den tidiga skörderelaterade attacken framgångsrikt förebyggas, men i dag är användningen av nematicider förbjuden i många länder. Fysiska Nematodsanering av plantsubstrat och jord genom värmebehandling praktiseras för närvarande inom trädgårdsnäringen. Det görs med särskilda ångapparater. På större fält är inte denna metod tillämpbar. Den här metoden kommer även i framtiden bara att användas i specialodlingar och på små ytor. Möjligheter till bekämpning 14 15
Fig. 9: Uppförökningen av nematoder som en följd av växtföljdsperiodens längd (STEUDEL) Biologiska Ett sätt att förhindra uppförökning av betcystnematoder på stora områden är att ha en växtföljd med långa intervall mellan mottagliga växter. Även utan odling av värdgrödor kläcks spontant larver från sina cystor varje år. Detta resulterar i en reduktion av populationen när larverna inte finner någon värdplanta för sin utveckling. Analyser visar, att med en växtföljd på tre år, sker en tydlig uppförökning av nematoder i jorden (fig. 9). En fyraårig växtföljd medför för det mesta ingen betydande ökning av populationen. Betodlingen vart femte år ger visserligen en ökad säkerhet, men även då kan problem dyka upp på vissa jordtyper. Men ur ekonomisk synpunkt är dessa långa växtföljder i de flesta fall inte tillämpliga. Istället odlar man nematodresistenta fånggrödor eller sockerbetssorter för att minska problemen med höga nematodpopulationer. Förökning av nematoder (%) 200 100 Det finns ett antal växter med skiftande effektivitet för detta syfte: olika arter resistent gul senap och resistent oljerättika, såväl som bovete. Konceptet bygger på avbrott i utvecklingscykeln för H. Schachtii. Nematodresistenta fånggrödor, precis som värdväxterna, avger en substans som stimulerar kläckningsprocessen för larverna. Larverna blir attraherade och penetrerar rötterna till fånggrödan. Men i motsats till mottagliga värdväxter, tillåter inte de resistenta sorterna en utveckling av det närande cellsystemet, och näringsupptaget blir begränsat. Nematoden får inte tillräckligt med näring och dör. En annan mekanism av resistensen är förändringen av könsfördelningen. Medan förhållandet mellan hannar och honor är nästan 1:1 i mottagliga värdplantor, är det 100 : 1 i resistenta växter. Eftersom honorna absorberar 40 gånger mer näring än hannarna i sin utveckling, har honorna bara i enskilda fall möjlighet att fullborda sin livscykel när näringen i cellsystemet är begränsad. Överskottet av hanar resulterar i en reduktion av populationen. I praktiken är biologisk kontroll av H. Schachtii utförd genom odling av oljerättika och gulsenap. Därför beskrivs denna process i större detalj i den följande texten. 0 Efter första året 2-årig växtföljd 3-årig växtföljd 4-årig växtföljd I dag representerar odling av resistenta fånggrödor den mest populära biologiska metoden för att undvika höga populationer av nematoder i ansträngda växtföljder, samt minska en redan etablerad population. 5-årig växtföljd För en effektiv kontroll av nematoder måste man ta hänsyn till flera faktorer. Endast en odling av resistent oljerättika och resistenta senapssorter kan leda till en minskning av nematodpopulationen. Alla andra arter av de här växterna medför en uppförökning av nematoder. När plantan kommer i blomningsfasen minskar den nematodreducerande effekten påtagligt, därför bör sent blommande sorter väljas. För en intensiv kläckning, och därmed en hög sanering, är inte bara temperaturen (ackumulerad 465 C i daggrader, som tidigare nämnts) 16 17
viktig utan också jordens fuktighet. Lämplig jordtemperatur kan oftast bara uppnås efter en tidigt skördad huvudgröda som t.ex. höstkorn. Man måste ha i beaktande att snabbväxande sorter kommer snabbt in i blomningsstadiet vid en tidig sådd, och därför inte är lämpliga vid tidiga sådatum. En god vattentillgång är också viktig, både för utvecklingen av fånggrödan och för en intensiv kläckning av larverna. En torr eller kylig höst försvårar alltså nematodsaneringen. Däremot kan vårsådd av oljerättika på träda anses som fördelaktigt. Om man inte får använda gödning på uttagen areal, kan man indirekt täcka kvävebehovet hos fånggrödan med inblandning av klöver, man måste dock vara uppmärksam på att välja en sort som inte är mottaglig för nematoder. Normalt är vattentillgången efter vintern inget problem och en ökande jordtemperatur är gynnsam för larvernas kläckning. Till skillnad från senapen så återväxer oljerättikan efter slagning. Om detta ytterligare minskar nematodpopulationen är för närvarande under utredning av forskare. De tills nu publicerade resultaten ger inte något entydigt svar, det enda man vet säkert är att sommartorka inte främjar ytterligare sanering. För sådd av fånggrödor på våren t.ex. på trädor så måste man lägga stor vikt på en noggrann jordbearbetning. Man vill dels uppnå en snabb och jämn uppkomst, dels ha en god rotutveckling. Det är uppenbart att kläckningsfasen bara uppträder när nematoderna (cystorna) är i nära kontakt med rötterna. Genom odling av fånggrödor för att minska H. Schachtii får man ett antal andra positiva effekter t.ex. gröngödsling. Genom tillgång på organisk substans aktiveras jordens mikrobiella liv, den täta vegetationen håller tillbaka ogräsen, närings- ämnen binds i jorden och urlakning förhindras. Erosionen kan också minska betydligt genom kvarvarande växtrester i kommande grödor. Tar man hänsyn till de ovan nämnda faktorerna är odlingen av nematodresistenta fånggrödor en betydelsefull åtgärd för att på ett ekonomisk och ekologisk sätt hålla nematodpopulationen under det skadliga tröskelvärdet, särskilt i ansträngda växtföljder. Redan för 80 år sedan gjordes de första försöken att utveckla resistenta sockerbetor. E. Molz försök att ta fram resistenta betor genom att välja ut de minst angripna ur ett stort urval misslyckades, liksom liknande försök utförda av efterföljande forskare. Orsaken till misslyckandet är att det inte har kunnat påvisas någon gen som visar på tydlig resistens i våra odlade kulturbetor. Inom släkten Beta finns det tre vilda betsorter Beta procumbens, Beta webbiana och Beta patellaris som är fullständigt resistenta för Heterodera schachtii. Det är här frågan om ettåriga arter som inte har det minsta gemensamt med våra sockerbetor. (Fig. 10). Den dominanta resistensen, som bärs av en gen, fungerar på samma sätt som de resistenta fång- Resistenta sockerbetssorter Fig. 10: Den vilda betsorten Beta procumbens 18 19
grödorna. Larvens kläckning framlockas, dessa drar sig till roten och tränger in. Utvecklingen av näringscellerna avbryts, vilket avbryter eller försvårar larvernas utveckling. Ytterliggare resistens är känd från den vilda betsorten Beta maritima. Resistensen nedärvs i flera gener och är därför svårare att använda i förädlingen. Klassisk förädling Arbetet med att korsa in resistensen från B. procumbens i en sockerbeta utförs i tre steg, med hjälp av ett omfattande korsningsprogram, som till att börja med resulterar i en nematodresistent korsningspartner. Steg 1: Man korsar en diploid nematodresistent vildbeta med en tetraploid, mottaglig sockerbeta. Den resulterande triploida arthybriden har redan resistenta gener mot H. Schachtii. Steg 2: Efter att man korsat den triploida arthybriden med en diploid, mottaglig sockerbeta, får man en blandning av resistenta och mottagliga plantor, som har mellan 18 och 27 kromosomer. Genom cytologiska analyser och med resistens tester, väljer man ut de resistenta plantorna som har 19 kromosomer (= monosomisk addition) ur blandningen. Vild art Beta procumbens diploid = 18 kromosomer resistent Arthybrid triploid= 27 kromosomer resistent integratie van genen in plantencellen regeneratie tot planten Monosomisk addition 19 kromosomer jaren, locaties resistent herhalingen 80 90% mottagliga plantor diploida betor 18 kromosomer X X Kulturbeta tetraploid = 36 kromosomer mottaglig Kulturbeta diploid = 18 kromosomer mottaglig Steg 3: Genom att korsa den nematodresistenta monosomiska additionen med en diploid mottaglig sockerbeta, får man återigen en blandning som består av en mängd olika genotyper. Av dessa är 80 90% mottagliga för H. schachtii, och de återstående 10 20% motsvarar mellanledet, den monosomiska additionen. Mindre än en av tusen plantor motsvarar den önskade genotypen, där den resistenta ge- Blandning av genotyper: evaluatie van belangrijke med 18, 19, 20 27 kromosomer karaktereigenschappen Mottagliga och resistenta Monosomisk addition med 18 kromosomer från kulturbetan + 1 kromosom från vildbetan = 19 kromosomer resistent X 10 20% resistenta plantor monosomisk addition 19 kromosomer Kulturbeta diploid = 18 kromosomer mottaglig opbrengst resistentie < 0,1% resistenta plantor (translokation) diploida betor 18 kromosomer nen har integrerats i sockerbetans diploida kromosomer via utbytesprocesser på kromosomstadiet = translokation. Fig. 11: Förädlingsschema: Utveckling av en nematodresistent basform (en translokationslinje) 20 21
Fig. 12: Förädlingsschema: Utveckling av nematodresistenta sorter från translokations linjer Denna nya translokationen, som är resistent mot betcystnematoder, ger inte lika hög avkastning som våra vanliga sorter. Därför måste man nu återkorsa med motsvarande, högavkastande sorter. Denna process är mycket tidskrävande, och det kan ta 10 till 15 år från det att man tagit fram den första nematodresistenta korsningspartnern till det att man får fram en högavkastande, resistent sort. Två väsentliga problem uppstår under korsningsarbetet: 1. När man korsar kulturbetan med den vilda betarten B. procumbens överförs inte bara den önskade resistensegenskapen, utan också en mängd andra egenskaper såsom fler skott ur ett frö, högt blåtal m.m. Dessa negativa egenskaper måste man sedan avla bort ur sockerbetan genom omfattande återkorsningssteg. Korsning ( translokationslinje X avkastningslinje) jaren, locaties År, platser, herhalingen upprepningar Försök Urval 10 15 år Urval Officiella försök Avkastning, opbrengst resistens resistentie 2. Ett stort problem med den klassiska resistensförädlingen är att i samband med korsningar (transmission) minskar överföringen av resistensgenen. Det betyder att resistensegenskapen inte nedärvs till 100% till avkomman. Detta medför att man fortlöpande måste utföra resistenskontroller på de nya linjerna med resurskrävande testmetoder, vilket försvårar förädlingsarbetet och fröproduktionen. De resistenta hybridernas avkastning skall alltid sättas i relation till jordens innehåll av nematoder. I nuläget kan de nematodresistenta sorterna av ovan nämnda orsaker inte matcha standardsorterna i skörd, om det är fråga om lättare angrepp eller om angreppen uteblir helt. Vid stigande angreppsnivåer ökar det relativa utbytet och vid en angreppsnivå över 3 ägg/gram jord börjar de resistenta sorterna kunna mäta sig med standardsorterna när det gäller lönsamhet. Vid svårare angrepp överträffar de resistenta betorna klart de normala sorternas rotskörd. Mer avancerade förädlingslinjer med partiell istället för fullständig resistens mot betcystnematoder, är för närvarande under utveckling och testas intensivt. En del av de ovan nämnda problem som uppstår när man använder vildbetor i korsningsarbetet kommer att försvinna i denna nya generationens nematodresistenta hybrider. Den största fördelen med dessa nya hybrider märks i deras betydligt förbättrade avkastningsförmåga, både i nematodangripna och nematodfria fält. Eftersom resistensen endast är partiell, kan det hända att saneringseffekten blir något mindre än vid användandet av fullständigt resistenta sorter. Sort 22 23
Användandet av genteknologi När man framställer nematodresistenta sockerbetor med hjälp av genteknologiska metoder används samma ursprung för resistensen som vid klassisk förädling. Den resistenta genen från B. procumbens extraheras ur vildbetan med hjälp av bioteknologiska metoder och infogas i en bakterie som en isolerad gen. Bakterien fungerar endast som bärare. Den leder den resistenta genen in i betans cell och/eller cellens kromosomer. Ur den enskilda cellen genereras en hel planta, där varje cell innehåller den önskvärda resistensinformationen (Fig. 13). Med denna planta kan man sedan utföra korsningar och urval, som slutligen kommer att resultera i en nematodresistent sort. (Fig. 12). Beta procumbens Steg 1: Den resistenta genen extraheras från vildbetan Steg 4: Cellerna regenereras till plantor Figur 13: Utveckling av nematodresistenta sockerbetor med hjälp av genteknologi. Men även en gentekniskt förändrad sort måste genomgå tester, precis som vid konventionell förädling, och därigenom tar det några år innan nyutvecklade sorter kommer ut på marknaden. Vilka är då fördelarna med att använda genteknologiska förädlingsmetoder istället för konventionella? Båda metoder använder sig av ett identiskt ursprung för sin resistens. Steg 2: Den resistenta genen integreras i en bakterie (bakterien fungerar som ett medium för att integrera DNA i växtcellen) Steg 3: Den resistenta genen överförs av bakterien till växtcellens cellkärna. Vid konventionell förädling introduceras alltid ytterligare DNA från vildbetan än bara den resistenta genen, vilket för med sig ovan nämnda oönskade egenskaper. I den bioteknologiskt framställda resistenta sockerbetan har endast resistensgenen integrerats, och inget annat DNA från vildbetan finns med. Man kan anta att dessa betor i det långa loppet kommer att ge lantbrukaren sorter med högre avkastning, och att problemet med den minskade nedärvningen av resistensen minskar i betydelse. Betcystnematoden Heterodera Schachtii är en betydande skadegörare i alla områden där betor odlas intensivt och kan orsaka stora skördeförluster. Symptom: Sammanfattning av Heterodera schachtii Blad vissnar fläckvis i fält Gulfärgning, yttre blad dör Förkrympt och förkortad pålrot Utveckling av rotskägg 24 25
Knappnålsstora vita cystor (honor) på sidorötterna (tillförlitligt bevis). En kemisk kontroll är inte längre tillåten i många länder. Den enda framgångsrika metoden för att kunna kontrollera skadegöraren i nuläget är odling av resistenta fångrödor. Användningen av nematodresistenta sockerbetssorter kan i det längre perspektivet leda till en mer effektiv lösning på problemet. Framtidsutsikter Efter omfattande förädlingsarbeten finns nu de första resistenta sockerbetssorterna framtagna. I de områden där det inte finns nematoder eller där angreppen är små, ger dessa sorter fortfarande en betydligt lägre skörd (10 till 15%) än de konventionella sorterna. Så småningom kommer det dock att finnas högavkastande nematodresistenta sockerbetssorter. Man kan ej heller bortse från det faktum att vid odling av resistenta sorter utvecklas nya typer av nematoden H. schachtii, och att sockerbetorna inte är resistenta mot dessa patotyper. I många betodlingsområden runt om i Europa uppträder både nematoder och rhizomania tillsammans. KWS producerar redan ett stort antal rhizomania toleranta sorter med mycket hög avkastning både vid angrepp och i icke smittade odlingar. För närvarande korsas dessa högavkastande rhizomaniatoleranta sorter med nematodresistenta hybrider på KWS, för att få fram dubbelresistenta sorter. För att utveckla högavkastande, resistenta sorter kommer, på lång sikt, även genteknologiska metoder att användas. 26 27