Globodera rostochiensis (Wollenweber, 1923)
mątwik ziemniaczany
Yellow Potato Cyst Nematode, Golden Potato Cyst Nematode, Golden Nematode, Potato Eelworm

 introdukcja historyczna, w zasadzie po roku 1800introdukcja/inwazja transoceaniczna, czyli międzykontynentalnaRodzina  Heteroderidae  mątwikowate
Rząd  Tylenchida  
Gromada  Nematoda  nicienie
Typ  Nemathelminthes  obleńce
 
 
 
 
 
   

powiększ

powiększ

powiększ

   
Locus typicus/Terra typica  

Rostock (Niemcy) - takson opisany jako inwazyjny.

   
Pierwotna ojczyzna gatunku  

Ameryka Południowa (łańcuch Andów).

   
Podstawowe cechy morfologiczne  

Ciało samicy jest kuliste, około 450 µm średnicy, z wystającą szyjką, w której umiejscowiony jest sztylecik i inne organy układu pokarmowego (m.in. gardziel i gruczoły wydzielnicze). Kształt samic i cyst jest podobny, jednak u cyst oskórek jest schitynizowany, a organy wewnętrzne są zredukowane. Larwy inwazyjne drugiego stadium są robakami o długości około 470 µm, w części głowowej mają silny sztylet służący do nakłuwania ścian komórek, a ich ogon jest zaostrzony. Pod względem ogólnego pokroju ciała samce są podobne do larw, lecz są dłuższe (ok. 1200 µm), a na końcu krótkiego i tępego ogona znajdują się szczecinki kopulacyjne (Smith i in. 1994).

   
Biologia, ekologia  

Roślinami żywicielskimi mątwika są psiankowate z rodzaju Solanum (najważniejsze to ziemniak Solanum tuberosum i oberżyna - zwana również bakłażanem - Solanum melongena) oraz pomidor Lycopersicon esculentum. Pod wpływem dyfuzatów korzeniowych wydzielanych do gleby przez rośliny żywicielskie, następuje stymulacja wylęgania się z jaj części larw inwazyjnych II stadium, które wychodzą z cyst, poszukują roślin żywicielskich i wnikają do ich korzeni. Nicienie pasożytują w grupie komórek okolnicy, kory pierwotnej i endodermy, powodując ich transformację w komórkę olbrzymią (syncytium) lub komórkę transferową. Larwa nicienia osiada w jednym miejscu do momentu osiągnięcia dojrzałości płciowej jako samiec lub samica. Z czasem samice grubieją do tego stopnia, aż naskórek korzenia pęka pod ich naporem. Na zewnątrz są one widoczne jako białe kuleczki, wielkości ziarenka maku. Samce zachowują robakowaty kształt i po osiągnięciu dojrzałości wychodzą do gleby w poszukiwaniu samic. Po kopulacji samce giną, a u samic rozpoczyna się intensywny proces rozwoju jaj. Samice G. rostochiensis, które po zapłodnieniu przechodzą w stadium cysty, zmieniają w trakcie swego rozwoju barwę z białej na brunatną i mają w pewnym okresie (trwającym od 4 do 6 tygodni) zabarwienie żółto-złote.

Dojrzałe, całkowicie rozwinięte samice obumierają, a ich oskórek z czasem twardnieje, brunatnieje i przeobraża się w ochronny worek (cystę) wypełniony jajami - wewnątrz znajduje się przeciętnie 500 jaj. Cysta na ogół odpada od korzenia i pozostaje w glebie. W zależności od czynników zewnętrznych, z około 1/3 części zawartych w niej jaj wylęgają się jeszcze w tym samym sezonie wegetacyjnym larwy inwazyjne, natomiast reszta pozostaje uśpiona, stanowiąc źródło zakażenia dla następnych upraw roślin żywicielskich. Przy braku roślin żywicielskich z rodziny Solanaceae jaja zawarte w cystach zachowują zdolność infekcyjną przez wiele lat. Nicienie nie dysponują naturalnymi możliwościami przenoszenia się na duże odległości. Ich rozprzestrzenianie odbywa się w stadium cyst przewożonych najczęściej z sadzeniakami ziemniaków, roślinnym materiałem szkółkarskim, z ziemią, cebulkami roślin ozdobnych, ziemniakami konsumpcyjnymi lub przemysłowymi.

   
Okoliczności poprzedzające pojawienie się gatunku w Polsce  

Naturalny areał G. rostochiensis znajduje się w górskim łańcuchu Andów w Ameryce Południowej. W tym rejonie geograficznym (Chile, Peru) udomowiono w czasach przedhistorycznych ziemniaka i pomidora, prawdopodobnie przez selekcję dzikich psiankowatych. Stamtąd, prawdopodobnie w połowie XIX wieku, pionierskie populacje G. rostochiensis zostały zawleczone wraz z ziemniakami do Europy, a z kolei stąd wraz z sadzeniakami ziemniaków przetransportowano je do innych części świata. Aktualnie nicienie te występują w strefach klimatu umiarkowanego aż do poziomu morza, a także w strefach tropikalnych na większych wysokościach. O ich występowaniu w obrębie tych stref decyduje rozkład uprawy ziemniaków i innych roślin żywicielskich.

Z początkiem XX wieku mątwik ten został uznany za szkodnika ziemniaków w Anglii (1905), a następnie w Szwecji (1920) i północnych Niemczech (1923), gdzie został opisany jako nowy podgatunek znanego wcześniej nicienia Heterodera schachtii (Schmidt, 1871). Kolejne stwierdzenie dotyczyło Danii (1928), a następne bardziej odległych obszarów: Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej (1941) i Rosji (1948) (Jasińska 1955). W b. ZSRR mątwik ten został poddany dodatkowym badaniom taksonomicznym, w wyniku czego został ostatecznie odróżniony od H. schachtii i włączony do utworzonego dla niego nowego rodzaju Globodera (Skarbilovich, 1959). W drugiej połowie XX wieku Globodera rostochiensis została zawleczona do wielu krajów na wszystkich zamieszkałych kontynentach, szczególnie w strefie klimatu umiarkowanego. Obecnie największym problemem jest na obszarach najpóźniej zasiedlonych, np. na południowej Syberii (http://www.biotechnologia.pl).

   
Ekspansja/inwazja w Polsce, czas i miejsce  

Co do miejsca pierwszego stwierdzenia G. rostochiensis w Polsce istnieją rozbieżności w literaturze branżowej. Jasińska (1955) wymienia województwo szczecińskie i zawleczenie z Niemiec, natomiast Wilski (1955) podaje bardziej konkretne stanowisko: ogródek przydomowy na terenie Gdańska; w obu przypadkach zgodna jest jedynie data: 1946 rok. W latach późniejszych mątwik występował już praktycznie na całym obszarze upraw ziemniaka, także na południu kraju, skoro w 1954 r. pojawił się także po drugiej stronie Bramy Morawskiej (Sabová i in. 1993; Šefrová i Laštůvka 2005).

   
Występowanie na terenach chronionych  

Brak konkretnych informacji, jednakże jest bardzo prawdopodobne występowanie mątwika w wielu niżowych parkach krajobrazowych i w enklawach rolnych oraz w najbliższym sąsiedztwie granic niektórych parków narodowych - w otulinach obejmujących agrocenozy.

   
Wpływ na ekosystemy i gatunki rodzime  

Nie badano.

   
Szkodliwość, profilaktyka i zwalczanie  

W warunkach klimatu umiarkowanie chłodnego mątwik zaliczany był do niedawna do głównych szkodników ziemniaka. Szczególnym problemem jest brak w doborze odmian ziemniaków odpornych na występujące patotypy tych nicieni. Wielkość strat jest uzależniona od zagęszczenia populacji nicieni w glebie, określanego na podstawie liczby jaj i larw w jednostce objętościowej lub wagowej gleby. Szacuje się, że każde 20 jaj i larw na gram gleby może spowodować spadek plonu o dwie tony na hektar. Na glebach silnie porażonych, na których liczebność populacji jest wysoka z powodu częstej uprawy podatnych odmian ziemniaków, strata plonu może dochodzić do 80%. Mątwik ziemniaczany należy do organizmów kwarantannowych i znajdował się na listach A2 EPPO (OEPP/EPPO, 1978; 1981). Figurował także na listach organizmów kwarantannowych APPPC i NAPPO, CPPC i IAPSC (Smith i in. 1994).

W latach 50. przeprowadzano próby zwalczania mątwika ziemniaczanego przez dezynsekcję gleby środkami chemicznymi, z których skutecznym okazał się tylko forbiat (Wilski 1955).

Jeszcze pod koniec lat 70. G. rostochiensis należała do najważniejszych - obok stonki - szkodników ziemniaka, jednak już wówczas proponowano głównie metody profilaktyczne, w tym prewencyjne badania gleby i płodozmian, natomiast zwalczanie chemiczne nie było stosowane na większą skalę, głównie z powodu zbyt wysokich kosztów (Książek 1977).

Tradycyjną metodą zwalczania mątwika jest odpowiednie zmianowanie; wieloletnia przerwa w uprawie ziemniaków i jego innych roślin żywicielskich na zasiedlonym polu, istotnie wpływa na redukcję liczebności populacji nicieni w glebie. Przerwa ta powinna trwać nie krócej niż 7 lat. Jako najbardziej odpowiednie do płodozmianu rośliny proponuje się lucernę, cykorię i cebulę. Od niedawna metoda zmianowania została zastąpiona przez uprawę odpornych odmian ziemniaka oraz zastosowanie nematocydów (pylistych lub preparatów układowych w formie granulowanej). Jednakże tylko połączenie tych metod daje możliwość utrzymywania zagęszczenia populacji szkodnika w glebie na poziomie poniżej progu szkodliwości. Na glebach zasiedlonych przez mątwika, a przewidzianych pod uprawę pomidorów, zaleca się przeważnie fumigację gleby.

Aktualnie w wielu krajach prowadzi się intensywne badania nad optymalną profilaktyką i sposobami zmniejszania szkód powodowanych przez G. rostochiensis, a tematyka ta dominuje na międzynarodowych konferencjach nematologicznych. W Europie zachodniej dużą aktywność w tym zakresie wykazywała w latach 1998-2004 PCN (Potato Cyst Nematode) Control Group w Wielkiej Brytanii (http://www.rothamsted.ac.uk). W Polsce takie badania prowadzi od dawna IOR w Poznaniu (Jasińska 1955; Jasińska i Szulc 1958), a w ostatnich latach (1998-2006) także Katedra Botaniki SGGW w Warszawie (http://agrobiol.sggw.waw.pl/botanika)

   
Prognoza  

Prace badawcze prowadzone nad tym gatunkiem w Instytucie Ochrony Roślin ukierunkowane są obecnie na analizę zróżnicowania populacyjnego w poszczególnych regionach Polski oraz precyzyjnego odróżniania tego gatunku od dwóch innych, ważnych dla gospodarki: G. pallida i G. artemisiae (Instytut Ochrony Roślin 2007). Z tego powodu należy sądzić, że występowanie G. rostochiensis ma obecnie u nas charakter ustabilizowany i pozostaje pod kontrolą. Nieco inna sytuacja panuje we wschodnich krajach ościennych, a zwłaszcza na Ukrainie, gdzie omawiany gatunek powodował w ostatniej dekadzie był większym problemem niż w Polsce i tam oczekuje się na opracowanie bardziej skutecznych metod zapobiegania stratom (Miroshnik 1996). Natomiast na Białorusi działania zmierzają do wyselekcjonowania odmian najbardziej odpornych na infekcję mątwika (Voronkova i in. 2007).

   
Literatura  
  • http://agrobiol.sggw.waw.pl/botanika)
  • http://www.rothamsted.ac.uk
  • Instytut Ochrony Roślin. 2007. Sprawozdanie z działalności naukowo-badawczej w roku 2006. Poznań: 1-337.
  • Jasińska A. 1955. Mątwik ziemniaczany. Przegląd Ogrodniczy 32 (3): 15-16.
  • Jasińska A., Szulc P. 1958. Z badań nad mątwikiem ziemniaczanym. Biuletyn Instytutu Ochrony Roślin, Poznań, 2: 127-142.
  • Książek J. 1977. Zadania w zakresie ochrony ziemniaków w latach 1977-1980. Ochrona Roślin. Miesięcznik Ministerstwa Rolnictwa, Warszawa, 21 (3): 3-6.
  • Miroshnik T. G. 1996. The potato cyst nematode, Globodera rostochiensis, in the Ukraine. Russian Journal of Nematology 4(1): 39-42.
  • OEPP/EPPO. 1978.
  • OEPP/EPPO. 1981.
  • Sabová M. 1993. Parazitické nematódy - škodcovia rastlin. VSAV, Bratislava: 1-143.
  • Šefrová H., Laštůvka Z. 2005. Catalogue of Alien Animal Species in the Czech Republic. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, Brno, 53(4): 151-170.
  • Smith I. M., McNamara D. G., Scott R. R., Harris K. M. (eds) 1994. Kwarantannowe agrofagi Europy. Tłumaczyli J. J. Lipa i A. Zych. IKR, Warszawa: 1-1069.
  • Voronkova E. V., Lisovskaya V. M., Lucska V. I., Makhanko V. L., Yermishin A. P. 2007. PCR-assay with marker CP113 of potato breeding material for resistance against nematode Globodera rostochiensis pathotype Rol. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus (Vesti Natsiyanalnoi Akademii Navuk Belarusi), Series of Biological Sciences, Minsk, 4: 42-50.
  • Wilski A. 1955. Prace naukowo-badawcze przeprowadzone w Instytucie Ochrony Roślin nad mątwikiem ziemniaczanym (Heterodera rostochiensis Woll.) oraz obecny stan badań. Postępy Nauk Rolniczych, 71, A-2: 337-341.
   
Streszczenie  

Yellow Potato Cyst Nematode Globodera rostochiensis (Woll.) originates from the Andes Mts. in South America but it was described already as an invasive species from NE Germany. The species was first found in northern Poland (Pomerania) in 1946 and until the mid 1950s it colonized potato fields in other regions of Poland. Yellow Potato Cyst Nematode was until recently considered as one of the main potato pests. Losses in the crops of plants growing in infested soils may even amount to 80%. Attempts at the chemical disinsectization of soils, made in the past decades, have appeared to be too expensive. Traditional crop rotation (at least seven-year interval) reduces the populations of Nematodes in the soil; recommended crops are alfa-alfa, chicory and onion. Since a short time there have been grown potato cultivars resistant to this nematode with simultaneous application of fumigant nematicides or granulated preparations. In fields assigned for tomato cultivation and infested by G. rostochiensis, soil fumigation is recommended. Currently, the population of Yellow Potato Cyst Nematode in Poland is stable and under control. Research is aimed at the identification of a precise method allowing one to tell this nematode from the related species: Globodera pallida and G. artemisiae. The peak stage of invasion has recently been observed in the east (Byelorussia and Ukraine).

   
Opracowanie  Jolanta Kałmuk i Jerzy Pawłowski
   
 

COPYRIGHT © IOP PAN 2008-2014