Razvoj metod za določanje karantenskih povzročiteljev bolezni rastlin za uporabo v službah za zdravstveno varstvo rastlin

Evropski projekt - QDETECT: www.qdetect.org

V organizaciji Evropske Organizacije za varstvo rastlin (EPPO) in Nacionalnega inštituta za biologijo (NIB) bo potekala predstavitev rezultatov evropskega projekta Q-DETECT v obliki delavnice od torka do četrtka (19.2.-21.2.) v M Hotelu v Ljubljani.

70 udeležencev, raziskovalcev, diagnostikov in inšpektorjev prihaja iz 20 evropskih držav, Kitajske in Peruja. V torek in četrtek bodo organizirana predavanja, v sredo pa se bo odvijala celodnevna delavnica s praktičnim prikazom razvitih laboratorijskih metod. Mednarodna projektna skupina raziskovalcev med katerimi bodo tudi raziskovalci z Nacionalnega inštituta za biologijo bo prikazala uporabo povsem novih metod za določanje povzročiteljev bolezni na terenu.

S povečanjem prostega pretoka blaga in povečevanjem količin tovora se je povečala tudi nevarnost širjenja povzročiteljev bolezni rastlin na nova področja. Z namenom razvoja novih, primernejših diagnostičnih metod so se nekateri najboljši evropski raziskovalni laboratoriji in visokotehnološka podjetja združili v evropskem projektu Q-DETECT. Cilj projekta je oblikovati metode, ki bi se jih lahko uporabilo na terenu in bi omogočale občutljivo zaznavanje prisotnosti povzročiteljev bolezni rastlin. Ker pa so povzročitelji bolezni zelo različni - od virusov, bakterij, gliv in do žuželk, smo razvili metode, ki temeljijo na zaznavanju z vonjem, sluhom in vidom. Za natančnejšo določitev organizma pa smo razvili še molekularne metode, ki se jih lahko izvede in odčita na terenu.

Več informacija: Prof. Dr. Maja Ravnikar, Nacionalni inštitut za biologijo, 041 615 409

V zadnjih letih so nacionalne organizacije za zdravstveno varstvo rastlin in inšpekcijske službe pod velikim pritiskom. Poleg stalnega povečanja najdb novih povzročiteljev bolezni rastlin se je z naraščajočim prostim pretokom blaga povečalo tudi število in količina blaga, ki mora biti pregledana. Poleg tega se zaostrujejo pogoji in čas potreben za pregled pošiljk, pridobitev dovoljenja in transport blaga rastlinskega izvora. Z namenom zmanjšanja negativnih dejavnikov, ki vplivajo na pretok in kakovost rastlin in rastlinskih proizvodov, se je ustanovila projektna skupina za izvajanje evropskega projekta Q-DETECT. Cilj projekta je razvoj dolgoročnih rešitev za določanje povzročiteljev bolezni rastlin.

Povzročitelji bolezni rastlin, ki vdirajo v nova okolja predstavljajo zelo veliko ekonomsko izgubo. Evropsko združenje za varstvo rastlin (EPPO) je na seznam karantenskih organizmov uvrstilo 275 organizmov (virusi, viroidi, bakterije, glive, žuželke, pršice in ogorčice) katerih vnos ter razširitev bi imelo hude gospodarske in ekološke posledice. Na primer, okužba s koruznim hroščem (Diabrotica virgifera vergifera) po nekaterih ocenah povzroča v Evropi 147 milijonov € izgube na leto, medtem ko v Veliki Britaniji rastlinske bolezni povzročijo 3,7 milijarde € škode na leto v poljedelstvu in gozdarstvu. Za reševanje težav, ki jih povzročajo rastlinski patogeni mikroorganizmi in škodljivci se je Evropa odločila financirati več projektov, med njimi tudi Q-DETECT, ki je podprt z evropskimi finančnimi sredstvi 7. okvirnega programa. Da bi omogočili globalen pristop k reševanju težav, so v projektu sodelovale številne partnerske organizacije iz Evrope ter iz drugih držav, kot je Peru in Kitajska.

Glavni cilj Q-DETECT projekta je razvoj preprostih, uporabniku prijaznih in zanesljivih metod za odkrivanje in nadzor karantenskih povzročiteljev bolezni rastlin, ki ogrožajo evropsko poljedelstvo in gozdarstvo. Zaradi velikega števila nevarnosti, s katerimi se soočajo pridelovalci, je predstavlja reševanje tega problema velik zalogaj, kajti metoda, ki bi lahko določila različne povzročitelje bolezni in okužbe, ni bila na voljo. V okviru projekta Q-DETECT smo razvili metode ki jih bo odlikovalo poleg enostavne uporabe, tudi hitrost in zanesljivost rezultatov. Več novo razvitih metode smo validirali in so na voljo za prenos v uporabo.

Zaznavanje rastlinskih škodljivcev z vonjem, sluhom in vidom

Q-DETECT je izkoristil različne fizikalne in biokemične lastnosti, kot tudi lovljenje, za odkrivanje in identifikacijo povzročiteljev bolezni. Znano je da pri odgovoru rastline na okužbe, rastline in plodovi sprostijo v okolje raznolike biološko aktivne hlapne organske spojine, ki so lahko osnova za inšpekcijski pregled. Razvili smo spektroskopske tehnike in elektronski nos, ki zaznajo hlapne organske spojine. Okužene rastline namreč kažejo specifičen spekter hlapnih spojin (prstni odtis), kar nudi nove možnosti za razvoj metod določanja rastlinskih škodljivcev. Daljinsko vodeno slikanje nudi razvrščanje rastlin glede na infrardeč spekter. Zaradi sprememb v rastlinskem tkivu po okužbi, se svetloba okuženih rastlin drugače sipa kot pri zdravih rastlinah, kar omogoča enostavno ločevanje med zdravo in bolno vegetacijo s pomočjo infrardečih kamer.

Pri odkrivanju lesnih žuželk je akustična detekcija ključnega pomena. Žuželke s svojo aktivnostjo, predvsem z gibanjem, grizenjem in žvečenjem, proizvajajo vibracije, ki pa jih ne moremo prosto zaznati. Z izboljšanjem tehnologije lahko te žuželke slišimo in razlikujemo od hrupa v ozadju. V okviru projekta Q-DETECT smo raziskali alternative že uveljavljenih metod. Uporabili smo nekontaktno lasersko vibrometrijo, ki ni občutljiva na okoljske dejavnike, ki lahko negativno vplivajo na zaznavanje z klasičnimi merilci zvoka. Eden izmed pristopov k odkrivanju škodljivcev je lovljenje s pastmi. Pri bioloških vdorih je lovljenje škodljivca bistvenega pomena pri samem prihodu in pri fazi razširjanja škodljivca v okolje. Z lovljenjem v pasti smo dobili informacijo o invazivnem organizmu in njegovi dinamiki v okolju.

Potrditev in uvajanje
Večina metod razvitih v okviru projekta Q-DETECT je usmerjenih v zgodnje odkrivanje škodljivega organizma, vendar pa je pomembno tudi kombiniranje manj usmerjenih metod z metodami, ki omogočajo identifikacijo škodljivca na ravni vrste. V okviru projekta Q-DETECT smo razvili preproste metode, ki temeljijo na pomnoževanju DNA, ki jih lahko inšpektorji uporabljajo na terenu. Te metode temeljijo na pomnoževanju DNA specifičnega škodljivega organizma, kar omogoča inšpektorju hitro in natančno določitev prisotnega škodljivca.

Seveda nobena od teh metod ni zelo uporabna, če ne omogoča analize na terenu. V okviru projekta Q-DETECT in v sodelovanju z Evropskim združenjem za varstvo rastlin (EPPO) bomo v sredo 20. februarja pripravili delavnico in izobraževanje in s tem predstavili uporabnost metod končnim uporabnikom. Dokaz o potencialni koristi novo razvitih orodij za določanje rastlinskih škodljivcev bomo prikazali z modeliranjem vpliva, ki ga lahko ta orodja imajo v samem inšpekcijskem postopku.

Spremembe v analizah na terenu se pogosto obravnavajo na podlagi "kako se te tehnologije vklopijo v naše trenutno delo?". Bolj pronicljivo vprašanje je: "Kako bodo te tehnologije spremenili način našega dela jutri?".

PARTNERJI V PROJEKTU:

Agroscope Changins-Wädenswil, Switzerland

Nacionalni Institut za Biologijo, Slovenia

Sensor Sense B V, Netherlands

Q-Linea Ab, Sweden

Optisense Limited, UK

Science and Technology Facilities Council, FERA, UK

Centro Internacional de la Papa, Peru

Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren Landschaft, Austria

Stichting Katholieke Universiteit, Netherlands

Chinese Academy of Inspection and Quarantine, China

Universita Degli Studi di Padova, Italy

Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek, Netherlands

Alma Mater Studiorum-Universita Di Bologna, Italy