Patogen ten towarzyszy uprawom kapustowatych już od wielu lat. Po raz pierwszy opisano go w latach 70. XIX w., ale z pewnością ewoluuje on wraz z roślinami kapustowatymi już od wieków. Ponadto gatunków i form roślin kapustowatych jest mnóstwo. Każdy z nas znajdzie w rodzinie Brassicaceae (kapustowate) jakieś swoje ulubione warzywo:

• kapustę włoską,
• pekińską,
• brukselską,
• kalafiora,
• brokuły.

Zobacz także: Co uprawiać na polu, na którym wystąpiła zgnilizna twardzikowa?


Rośliną kapustowatą są też gatunki typowo rolnicze, jak rzepak, gorczyca, rzodkiew, brukiew, a także liczne chwasty, z którymi walczymy na polach, np. tasznik i tobołki. Co więcej, miłośnicy kwiatów laku, który też jest rośliną kapustowatą, znajdą objawy choroby na swoich klombach kwiatowych. Nie każdy zdaje sobie spraw, że kapustowate to także przyprawowe chrzan czy rzeżucha.

Zmienność patogenu P. brassicae.

Tak jak wiele jest form roślin kapustowatych, tak i wiele jest form Plasmodiophora brassicae. Mikroorganizm ten ma mikrometrowe rozmiary, co powoduje, że różnice te nie są widoczne gołym okiem (a nawet okiem uzbrojonym w mikroskop). Dostrzega się je dopiero na poziomie interakcji z roślinami, co odzwierciedla różnice występujące na poziomie molekularnym.

Różnice te sprowadzają się do bardzo ważnej informacji dla producentów rzepaku, warzyw kapustowatych i korzystających z dopłat do ekoschematów w międzyplonach, w których ważną rolę pełni gorczyca, a wkrótce znaczenia nabiorą rzodkiew czy kapusta abisyńska. Na wszystkich tych roślinach uprawnych jesteśmy w stanie znaleźć objawy kiły kapusty. Jednak różne gatunki porażane będą przez różny zestaw patotypów P. brassicae.

 

Jak oznaczyć patotyp?

Kluczowym elementem walki z patogenem jest zatem znajomość patotypów. I tu pojawia się pierwsza trudność: patotypy oznaczane są na podstawie reakcji określonego zestawu roślin testowych (rodzaj testu biologicznego).

Tymczasem w świecie naukowym i wśród hodowców zajmujących się praktyczną odpornością roślin nie ma jedności co do sposobu ustalania patotypów tego patogenu. Wynika to choćby z tego, że w różnych regionach kuli ziemskiej odmienne rośliny kapustowate są priorytetowe dla hodowców i konsumentów. Dlatego zestaw roślin testowych stosowanych w różnych miejscach może zawierać różne gatunki i odmiany rodzaju kapusta (Brassica).

Zobacz również: Jak diagnozować patogeny już po ścięciu rzepaku?

• Pierwszym systemem, który został spopularyzowany na większą skalę był system Williamsa – znanego i cenionego profesora ze Stanów Zjednoczonych. W 1966 r. opracował zestaw roślin testowych, składający się z czterech form Brassica. W 1975 r. Buczacki zaproponował system złożony z 15 form testowych (tzw. system ECD od angielskiej nazwy European Clubroot Differential), który zawierał po 5 z gatunków B. rapa, B. napus i B. oleracea. Autor systemu opracował zapis w formie tripletu (zestawu trzech cyfr) rozdzielonych ukośnikiem, np. 16/06/12. Jest to już bardzo dokładna charakterystyka patotypu sprawcy kiły – pierwotniaka P. brassicae, jednak wykonanie testu tą metodą dla jego określenia wymaga znacznych powierzchni szklarniowych (a zatem są wysokie koszty). Z tego względu w 1996 r. grupa badawcza profesor Marii Manzanares (Audrey Somé i wsp.) z Francji, związana z hodowcami rzepaku, zaproponowała znacznie uproszczony system, składający się z trzech odmian rzepaku, nieuwzględniający innych przedstawicieli Brassica.
• Inaczej jest w Kanadzie, w kraju, który jest potentatem uprawy rzepaku jarego (canola). Tam preferowany jest opracowany stosunkowo niedawno, bo w 2018 r. system Stephena Strelkova z zespołem z Uniwersytetu Prowincji Alberta w Edmonton. Ten system także jest rozbudowany – składa się z 13 form, z których duża część jest tożsama z poprzednio opisanymi systemami, jednak traktowanymi w sposób wybiórczy.

Wszystkie te szczegóły podaję po to, by stało się jasne, dlaczego nie tak łatwo ustalić, z jakim patotypem kiły mamy do czynienia. Zależy to nie tylko od przyjętego systemu (francuski, europejski, amerykański, kanadyjski, ponadto są też systemy opracowane w krajach azjatyckich), lecz także od przyjętego progu szkodliwości. Próg ten jest stosunkowo niski w Kanadzie (50% roślin z odpornością na kiłę już określanych jest jako odmiana kiłoodporna). Tymczasem w Europie próg ten jest zdecydowanie bardziej zaostrzony i jeśli odmiana nie wykaże 75% procent zdrowych roślin, uważana jest za podatną. Ustalając patotyp, trzeba więc określić nie tylko system oceny, ale i próg szkodliwości.

„Nasze” patotypy kiły

W latach 2016–2020 cztery zespoły naukowe zajmujące się kiłą kapusty postanowiły ustalić, jaka jest zmienność form występujących w glebach Europy, ze szczególnym uwzględnieniem Polski, Czech, Niemiec i Szwecji. Badaniami objęto aż 84 izolaty polowe, w tym:

• 41 z Niemiec,
• 25 z Polski,
• 10 z Czech
• 8 ze Szwecji.

Wynik badań był zdumiewający – na 84 badane formy aż 42, czyli dokładnie połowa to był odmienny patotyp!

Cenne, a także szkodliwe organizmy Pierwotniak Plasmodiophora brassicae należy do infrakrólestwa Rhizaria. Ta bardzo stara ewolucyjnie grupa mikroorganizmów zaskakuje różnorodnością. Mieści w sobie zarówno organizmy widoczne jedynie pod mikroskopem, jak też twory kilkucentymetrowe. Większość z nas nigdy nie uczyła się o nich w szkole, choć organizmy te są obecne w wodzie i glebie na całym świecie. Grupa ta obejmuje kilkanaście tysięcy żyjących gatunków oraz wiele kopalnych, a ich rola w obiegu węgla w przyrodzie jest znacząca, wręcz kluczowa w akwenach wodnych i glebie. Rhizaria to w większości organizmy nieszkodliwe dla człowieka, lecz dwóch przedstawicieli tej grupy to groźne patogeny roślin uprawnych. Jednym z nich jest Spongospora subterranea, sprawca parcha prószystego ziemniaka, a drugi to P. brassicae, sprawca omawianej kiły kapusty.

Pomimo sąsiedniego położenia wymienionych krajów i ich lokalizacji w centralnej części Europy, tylko cztery patotypy były obecne w co najmniej dwóch różnych krajach. Patotyp 16/06/12 znaleziono w Polsce, Czechach i Niemczech, patotyp 16/15/08 znaleziono w Polsce i Czechach, zaś 16/15/31 był w Polsce i Niemczech, gdy tymczasem 16/31/31 znaleziono w Polsce, Niemczech i Szwecji. Ten ostatni to najgroźniejszy obecnie patotyp, który jest w stanie porazić wszystkie formy testowe B. napus (odmiany rzepaku), wszystkie formy B. oleracea (kapusty) oraz standardową podatną odmianę testową B. rapa (kapusta pekińska ‘Granaat’).

Odmiany kiłoodporne

Na kiłę kapusty nie ma skutecznych fungicydów, to tylko odporne na nią odmiany rzepaku są obecnie jedyną rozsądną alternatywą w uprawie na polach zawierających miejsca z dużym stężeniem zarodników przetrwalnikowych sprawcy choroby. W tym przypadku z COBORU w Słupi Wielkiej płyną dość dobre wieści – na 150 obecnie zarejestrowanych odmian rzepaku, 18 to odmiany odporne na kiłę kapusty (czyli 12% odmian wpisanych do Krajowego rejestru). Są to odmiany z różnych firm hodowlanych (patrz tab. 1.). Nie ma niestety krajowych odmian odpornych na kiłę, ale polscy hodowcy są blisko ich uzyskania.

Jest więc w czym wybierać. Problem polega na przełamywaniu odporności odmian, co jest de facto nie tyle zmianą odporności tych odmian, ale zmianą populacji patogenu. Oznacza to, że w populacji patogenu zaczyna dominować forma, która jest w stanie zasiedlić rośliny form odpornych na dotychczasową populację.

Tajemnica hodowców - geny odporności

Hodowcy nie dzielą się wiedzą na temat genów odporności obecnych w ich odmianach. Przy pełnym zrozumieniu dla praw autorskich twórców danej odmiany, trudno jednak do końca zrozumieć taką postawę, bowiem producent rzepaku nie dowiaduje się od hodowcy, jaką odporność ma dana odmiana i jak się to ma do patotypów na jego polu. Zdecydowanie brakuje serwisu, który dostarczałby rzetelnych informacji zarówno o odmianach, jak i patotypach, jest to kierunek, w którym powinniśmy się wkrótce zwrócić.

Na razie najprawdopodobniej odporność wprowadzona do większości odmian rzepaku to odporność z odmiany Mendel (zwana też odpornością pierwszej generacji lub jako Mendel-resistance). Niestety, niezbyt dobrze to wróży. Na bardzo wielu polach z rzepakiem kiła pojawia się dość obficie na roślinach, co związane jest z przełamaniem odporności pierwszej generacji. W hodowli nastał czas na wprowadzenie do odmian nowych genów odporności, najlepiej różnych, by nie spowodować zbyt dużej presji selekcyjnej.

prof. Małgorzata Jędryczka Instytut Genetyki Roślin – PAN, Poznań