بخشی از مقاله
ارزیابی رابطه ی فراوانی آلودگی به ویروس شتهزاد PVY با جمعیت شتهها در مزارع سیب زمینی بذری استان همدان
چکیده
در این تحقیق تغییرات فصلی، تنوع و تراکم جمعیت شتههای بالدار ناقل در دو منطقه عمده تولید سیبزمینی بذری استان همدان (کبودرآهنگ و رزن) با استفاده از تلههای زرد رنگ محتوی آب به مدت یک سال مطالعه شد. سپس رابطهی خطی بین جمعیت شتههای بالدار ناقل بهویژه شته ی سبز هلو Myzus persicae با میزان آلودگی بوتهها به ویروس PVY بررسی و تعیین گردید. برای این منظور تلهها از اردیبهشت ماه در مزارع انتخابی نصب و هر هفته دو بار شتههای شکار شده جمعآوری گردید. نمونهبرداریها تا اوایل آبان ماه انجام شد. نتایج نشان داد گونه Therioaphis trifolii بهترتیب با 71 و 66 درصد تراکم جمعیت به عنوان گونهی غالب در هر
دو منطقه تعیین گردید. گونههای M. persicae, Macrosiphum euphorbiae, Acyrthosiphon pisum, Aphis
gosypii در منطقه کبودرآهنگ بهترتیب برابر 22/2، 3/9، 2/7 و 1/2 درصد و در منطقه رزن بهترتیب برابر 14، 4، 5 و 6 درصد تراکم جمعیت گونههای ناقل را تشکیل می دادند. مقایسهی جمعیت شته سبز هلو به عنوان مهمترین ناقل PVY نشان داد که جمعیت این شته در شهرستان رزن 6 درصد و در شهرستان کبودرآهنگ 1/2 درصد جمعیت کل شتههای ناقل را تشکیل میدهد. این موضوع در انتخاب مناطق تولید بذر حائز اهمیت است. برای تعیین ارتباط بین فعالیت ناقلین و میزان آلودگی بوتهها به ویروس وای، مزارع دو بار به روش استاندارد مزارع تولید بذر مورد بازرسی قرار گرفتند. بازرسی مزرعهای اول بلافاصله پس از سبز شدن بوته و به منظور برآورد آلودگیهای اولیه ناشی از غدههای بذری صورت گرفت. با توجه به اینکه مزارع تحت بررسی در هر دو منطقه با استفاده از بذر کلاس SE کشت شده بودند، آلودگیهای ویروسی اولیه برابر صفر تعیین گردید. بازرسی دوم به منظور تعیین آلودگیهای ناشی از فعالیت ناقلین در طول فصل رشد، زمانی که ارتفاع بوتهها حدود 33 تا 43 سانتیمتر و قبل از ایجاد پوشش کامل در مزرعه انجام شد. با توجه به نتایج ردیابی ناقلین و دومین بازرسی در منطقه رزن شتهی سبز هلو 6 درصد جمعیت شتههای ناقل را تشکیل می داد و میزان آلودگی بوتهها به ویروس وای /95 درصد، و در منطقه کبودراهنگ شته سبز هلو 1/2 درصد جمعیت شتههای ناقل و میزان آلودگی بوتهها به ویروس وای 3/25 درصد برآورد گردید. علاوه بر این به منظور ارزیابی نتایج بازرسیها، به ازای هر هکتار تعداد 133 غده بهصورت تصادفی با استفاده از آزمون الیزا مورد بررسی قرار گرفتند که نتایج حاصل از بازرسیهای مزرعه ای را تایید نمود. با توجه به نتایج بدست آمده به نظر میرسد بین تغییرات فراوانی شتهها در مزرعه با فراوانی بوتههای آلوده و انتشار ویروس PVY در طول فصل رشد در مناطق مورد بررسی همبستگی وجود دارد. ضریب تبیین (R2) برای منطقه کبودرآهنگ و رزن بهترتیب برابر 93 و 93 درصد بود که نشان دهنده وجود همبستگی بالا بین فراوانی جمعیت ناقل و انتشار PVY در مزرعه است.
واژههای کلیدی: جمعیت شتهها، ویروس PVY، سیبزمینی بذری،رابطهی خطی، استان همدان
مقدمه:
سازماندهی برنامههای تولید بذر سیب زمینی نیازمند اطلاعاتی در زمینـه فـون شـتههـای ناقـل بیمـاریهـای ویروسی و روند تغییرات جمعیتی آنها در طول فصل رشد است. همچنین آگاهی از پتانسیل و توان طبیعـی منـاطق در ایجاد آلودگیهای ویروسی روی پایههای بذری در دست تکثیر از اهمیت زیادی برخوردار است. در بین حشـرات ناقل بیماریهای ویروسی سیب زمینی شتهها بدلیل داشتن چرخه زندگی پیچیده، قدرت تکثیر زیاد و رفتــارهــای تغــدیــهای به عنــوان مهمترین ناقلین شناخته شدهاند.
با استفاده از اطلاعات بدست آمده از شبکههای پایش مستقر در مناطق تولید بـذر، برنامـه مـدیریت جمعیـت ناقلین تنظیم و به مرحله اجرا گذاشته می شود. راهکارهای مورد استفاده در این زمینه معمولا شامل، انتخـاب ارقـام مناسب، تعیین تاریخ کاشت، تنظیم برنامه مبارزه شیمیائی و زمان مناسب از بین بردن انـدامهـای هـوائی در اواخـر فصل رشد برای هر منطقه بر اساس سطوح بحرانی جمعیت شتهها است.
در حال حاضر بدلیل عدم وجود اطلاعات کافی در زمینهی ارتباط بین تغییرات جمعیـت شـتههـا بـا فراوانـی آلودگی به ویروس وای سیبزمینی در مزارع سیب زمینی کشور بویژه مزارع تولید بذر لازم است تا موارد فـوق مـورد بررسی و شناسائی قرار گیرند. این تحقیق با هدف تعیین فراوانی جمعیت شتههای ناقل و تغییرات آن در طول فصل رشد و بررسی میزان آلودگی مزارع به ویروس وای و ارتباط بین فراوانی بین جمعیت شـتههـا و ویـروس مـذکور بـه منظور ارایه راهکارهای مدیریتی در مناطق تولید بذر انجام شد.
تا کنون 43 گونه شته به عنوان ناقـل بیمـاریهـای ویروسـی سـیب زمینـی شناسـائی و گـزارش شـدهاسـت .(Salazar, 1996) در بین ویروسهای سیبزمینیPVY از اهمیـت اقتصـادی و پـراکنش بیشـتری برخـوردار اسـت. کاهش محصول ناشی از این ویروس بین 15 تا 83 درصد متغییر است .(Loebenstein.et, 2001) بررسیهای انجـام شده در شمال سوئد نشان داد با شمارش شته ها روی 133 برگ سیب زمینی بطـور تصـادفی مـیتـوان یـک رابطـه همبستگی بین فراوانی شته ها با آلودگیهای ویروسی بدست آورد .(Sigvald, 1989) طی یک بررسـی هشـت سـاله در منطقه بادن، استان ورتمبرگ در آلمان فراوانی جمعیت شته سبز هلو با فروانی آلودگیهای ویروسـی (بـر اسـاس آزمون الیزا) مقایسه گردید. بر اساس این نتایج افزایش تعداد شته سبز هلو دارای رابطه مستقیم با افـزایش فراوانـی آلودگی های ویروسی بوده است.
فراوانی جمعیت شته سبز هلو با فراوانی آلودگیهای ویروسی ( بر اساس آزمون الیزا) مقایسه شدند. بر اسـاس نتایج بدست آمده، افزایش تعداد شته سبز هلو با افزایش آلودگیهای ویروسی رابطه مستقیم داشته است (Muller, .1987) در بررسی های بعمل آمده در اسکاتلند نیز در بین شته های شکار شده، شته سبز هلـو بیشـترین تـاثیر را در افزایش آلودگیهای ویروسی PVY داشته اسـت .(Holling, 1955) همچنـین در تحقیقـات انجـام شـده در شـرق اسکاتلند که 16 سال به طول انجامید 11 گونه شته توسط تلههای مکنده شکار گردید. مطالعه نتایج حاصله از ایـن بررسی نشان داد که انتشار ویروس PLRV در این منطقه شدیدا وابسته بـه فراوانـی شـته سـبز هلـو مـی باشـد در حالیکه انتشار ویروس PVY ارتباط نزدیکی با فراوانی شتههـای Rhopalosiphum padi, Acyrthosiphon pisum,
Sitobion aveane داشته است .(Turl, 1987)
در منطقه ارز روم ترکیه آستانه خسارت اقتصادی (ETL) برای شته سبز هلو در صورتی کـه ظهـور آن بعـد از ماه سپتامبـــر باشــد 23 شتـه در هر تله تعیین گردید .(Tahtacioglu and Ozbek, 1997) به منظور تعیین تاریخ از بین بردن اندامهای هوائی در مزارع سیب زمینی در بلونیای ایتالیا، با استفاده از تلههای زرد بررسـیهـائی بـر روی
جمعیت شته ها انجام شد. در این بررسی 237 گونه شته شکار شد که 33 گونه آنهـا ناقـل بیمـاریهـای ویروسـی سیبزمینی شناخته شدند.
در مطالعاتی که طی سالهای 1981 تا 1994 در سـوئد بـا اسـتفاده از تلـههـای زرد رنـگ صـورت گرفـت گونههای ناقل Rhopalosiphum padi, Aphis gossypii, A. pisum شناسـایی شـدند. ارتبـاط نزدیکـی بـین تعـداد شتههای بالدار و انتشار PVY در مزرعه مشـاهده شـد. .(Sigvald, 1985) بـا توجـه بـه اینکـه انتشـار ویـروسهـای سیب زمینی در ارتباط با جمعیت شته های ناقل می باشد، بنابراین انتخاب مناطق مناسب جهت تولیـد سـیب زمینـی بذری بایستی بر اساس مطالعه جمعیت شته ها باشد و جمعیت شتههامعمولاً در مناطق با حرارت کم، بارندگی زیـاد سرعت باد زیاد پایینتر است .(Raman, 1985)همچنین در مناطقی که میزبـانهـا اولیـه زمسـتان گـذران بـرای شته ها وجود ندارد یا به دلیل وجود موانع طبیعی که می تواند از انتقـال شـته هـا از یـک منطقـه بـه منطقـه دیگـر جلوگیری کند، در شناســــائی مناطق مستعـــد تولید بذر حائز اهمیت میباشد .(Sigvald, 1985)
مطالعات در زمینهی جمعیت شته ها و فراوانی بیماریهای ویروسی در داخـل کشـور محـدود مـیباشـند. در ایران تاکنون چهار گونه شته متعلق به خانواده Aphididae روی سیبزمینی جمعآوری و شناسائی شـدهانـد کـه از نظر انتقال بیماریهای ویروسی مهـم هستنـــــد .(Rezvani, et al 1984) اولـین تحقیقـات انجـام شـده در کشـور بررسی هائی است که در استان اصفهان انجام شد. در این بررسی ها وجود یا عدم وجود شتههای مهم ناقل ویروسهـا تراکم و تغییرات فصلـــــــی جمیعت بالدار شتــــه M. persicae به عنوان مهمتـرین ناقـل مـورد مطالعـه قـرار گرفت. بر اساس نتا یج بدست آمده تراکم جمعیت این شته و تراکم فرم بالدار سایر شتهها در مناطق اصفهان، میمه، سمیرم و سفیددشت از توابع شهرکرد در حد متوسط تعیین شد. و مناطق کنارک، زرنـه و فریـدونشـهر بـه عنـوان مناطق کم شته و مناسب تولیــد بذر معرفــی شدنـــــــد .(Sayedalealami et al., 1985)
تغییرات فصلی، و تنوع جمعیت شتههای بالدار ناقل در چهار منطقه عمده تولید سیبزمینی استان همدان، بـا استفاده از تلههای زرد رنگ محتوی آب بررسی و مقایسه شدند. نتایج نشان داد شته Therioaphis trifolii با –91 67/5 درصد جمعیت در همه منـاطق دارای بیشـترین تـراکم و بـه عنـوان گونـه غالـب شـناخته شـد. گونـههـای
Acyrthosiphon pisum, M. persicae, Aphis frangullae gosypii, Macrosiphum euphorbiae با تراکم جمعیت
کمتر شکار شدند. در کبودرآهنگ به دلیل پائین بودن تراکم جمعیت شتههای ناقل مهم از جمله M. persicae, A. pisum و کوتاه بودن دوره حضور و فعالیت آنها در مرزعه و همچنین پائین بودن درصد آلودگی ارقام سیبزمینی بـه ویروسهای مهم PVY ,PLRV طی نسلهای مختلف تکثیر به عنوان منطقه مناسبتر جهت تکثیر پایههای بـذری معرفی شد. شهرستان همدان بدلیل بالا بودن تراکم گونه های ناقل و فعالیت طـولانی تـر آنـان در مزرعـه وآلـودگی بالای ارقام به بیماری های ویروسی حتی در سال اول تکثیر بـه عنـوان منطقـه نامناسـب و شهرسـتانهای اسـدآباد و قهاوند به عنوان مناطق حد واسط ارزیابی شدند
روش تحقیق:
-1 انتخاب مناطق و مزارع تحت بررسی: مناطق مورد بررسی شامل، شهرستان کبودرآهنگ (ایستگاه تحقیقات کشاورزی تجرک) و شهرستان رزن (منطقه کرفس) بود. که از لحاظ موقعیت جغرافیائی در شمال استان قرار دارند و از مناطق مهم تولید سیبزمینی بذری بهشمار میروند.
-2 مطالعه روند تغییرات جمعیت شته های بالدار ناقـل: بـه منظـور جمـع آوری، شناسـایی و بررسـی رونـد تغییـرات جمعیت شته ها بالدار، در هر منطقه یک مزرعه به مساحت حدود پنج هکتار انتخاب و برای هر مزرعه پنج عـدد تلـه
زرد رنگ (Yellow Water Trap) در نظر گرفته شد. تلهها شامل سینیهای فلزی گالوانیزه به طول 53 و عـرض 33 و عمق 8 سانتیمتر با لبههای شیبدار به سمت بیرون بودند. در مزارعی که دارای سیستم آبیـاری بـارانی بودنـد در تشتکها یک لوله به قطر 2 و بلندی 4 سانتیمتر در کف و یکی از گوشههای سینی تعبیـه و یـک تـوری پارچـه ای روی آن نصب گردید تا ضمن خروج آب اضافی تشتک ها از خارج شدن شته های بدام افتاده به همراه آب جلـوگیری شود. کف و دو سوم از کناره تشتکها با رنگ زرد رنگ آمیزی شدند. تله ها با فاصله پـنج متـر از هـم روی پایـه هـای فلزی در ارتفاع 63 سانتیمتری و اندکی بالاتر از سطح بوتهها نصب شدند .(Soltani et al., 2007)
تلهها از اردیبهشت ماه در مزارع نصب و هر هفته یک بار اقدام به جمع آوری نمونه های شکار شده گردیـد.کار جمع آوری و یادداشت برداریها تا اوایل آبان ماه بـرای کلیـه منـاطق ادامـه یافـت بطـوری کـه تمـامی فصـل رشـد سیب زمینی را در برگیرد پس از انتقال نمونه ها به آزمایشـگاه و بـا اسـتفاده از روش (رضـوانی، (1383 اسـلایدهای میکروسکوپی تهیه و برای تعیین نام و شناســـائی شـتههـا از کلیـدهای (Blackman and Eastop, 2000) و کلیـد شناسائی شتههای ایران (Rezvani, 1991) استفاده شد.
-3 سنجش فراوانی آلودگیهای ویروسی PVY در مزرعه:
الف- سنجش فراوانی آلودگیهای ویروسی بذر زاد: برای تعیین ارتباط بین فعالیت ناقلین و میزان آلودگی بوته ها بـه PVY، مزارع دو بار به روش استاندارد بازرسی مزارع تولید بذر، مورد ارزیابی قرار گرفتند.
بازرسی اول بلافاصله پس از سبز شدن بوتهها و به منظور برآورد آلودگی های بذر زاد ناشی از غدههـای بـذری صورت گرفت. علاوه بر این و به منظور ارزیابی نتایج بازرسی های مزرعه ای، و سنجش آلـودگی هـای احتمـالی اولیـه غده ها به ویروس ، بلافاصله پس از سبز شدن مزارع بذری مورد نظر، از برگچههای جوان تازه روییـده سـیب زمینـی نمونه برداری ها بعمل آمد. برای این منظور با حرکت در دو قطر مزرعه، به صورت تصادفی بـه ازای هـر هکتـار تعـداد 233 نمونه برگی تهیه گردید. نمونه های برگی از نظـر آلـودگیهـای ویروسـی احتمـالی، بـا اسـتفاده از آنتـیبـادی اختصاصی ویروس PVY بـه روش DAS ELIZA مـورد بررسـی قـرار گرفتنـد. همچنـین در ایـن بازدیـدها، علائـم مشکوک ویروسی در مزرعه شامل بد شکلی برگ ها، موزاییک و پیسک،کمرشدی و بافت مردگـی بـرگهـا یـا سـاقه یادداشت برداری گردید.
ب- سنجش فراوانی آلودگیهای ویروسیPVY در غدههای تولیدی: بازرسی دوم زمانی که ارتفاع بوته ها حدود 33 تا 43 سانتیمتر بود قبل از ایجاد پوشش کامل در مزرعه و به منظور تعیین آلودگی های ناشی از فعالیـت نـاقلین در طول فصل رشد به عمل آمد و درصد آلودگیهای ایجاد شده در بوتهها ثبت گردید. عـلاوه بـر ایـن جهـت ارزیـابی و سنجش آلودگی های ویروسی که در اواخر فصل رشد ایجاد میشود، و بدلیل کافی نبودن غلظت ویروس در بـرگهـا، امکان ردیابی ویروس از طریق آزمون برگ ها فراهم نمی باشد در پایان فصل زراعی تعداد 133 غده به ازای هر هکتار به صورت تصادفی از هر مزرعه جمع آوری گردید. این غده ها پس از سپری شدن دوره خـواب، جوانـهدار و در گلخانـه کشت شدند. آلودگی احتمالی ویروس وای سیب زمینی در برگهای جوان سبز شده از این غدهها با استفاده از آزمون الیزا مورد بررسی قرار گرفت.
ج- تعیین رابطه همبستگی بین فراوانی جمعیت شتهها با فراوانی آلودگی ویروس وای سیب زمینی: در این مرحله، با استفاده از دادههای بدست آمده معادله رگرسیون و ضریب همبستگی بین فراوانی شـتههـا و فراوانـی آلـودگیهـای ویروس وای سیبزمینی تعیین گردید.
نتایج:
الف- مطالعه شتههای ناقل و روند تغییرات جمعیت آنها در مناطق تحت بررسی :
در این بررسیها در مجموع پنج گونه شتهی بالدار ناقل در مناطق تحت بررسی جمعآوری و شناسـائی شـدند که به ترتیب اهمیت آنها در انتقال ویروسهای بیماریزای سـیبزمینـی شـامل: شـته سـبز هلـو Myzus ( Sulzer) persicae جمعیت آن در کبودرآهنگ 1/2 درصد و در رزن 6 درصد گونه های ناقل را تشکیل میداد. این گونـه بـه عنوان مهمترین ناقل بیماریهای ویروسی شناخته شده، از این رو در بحث مدیریت بیماریهای ویروسـی در مـزارع تولید بذر بیشترین اهمیت را دارد .(Salazar, 1996) شته شاخک بلنـد سـیبزمینـی Macrosiphum euphorbiae (Thomas) این گونه در شهرستان کبودرآهنگ 2/7 درصد و در شهرستان رزن 5 درصد جمعیت شـتههـای بالـدار شکار شده را تشـکیل مـیداد. شـته جـالیز Aphis frangollae gossypii (Glover) انبـوهی ایـن گونـه در منطقـه کبودرآهنگ 26/2 درصـد و در رزن 14 درصـد جمعیـت شـته هـای بالـدار شـکار شـده بـود. شـته نخـود فرنگـی Acyrthosiphon pisum (Harris ) Pea aphid انبوهی جمعیت این شته در منطقه کبودرآهنگ برابر 3/9 درصـد و در رزن حدود 4 درصد جمعیت گونههای ناقل را تشکیل میداد.
شته خالدار یونجه Therioaphis trifolii forma maculata (Bucktorn) این گونه در مناطق تحت بررسی بـه عنـوان گونه غالب تعیین گردید. انبوهی این شته در منطقه کبودرآهنگ 66 درصد و در رزن حـدود 71 درصـد بـود. رونـد جمعیت شته های بالدار شکار شده و نوسانات جمعیتی گونه ها در مناطق رزن و کبودرآهنگ در جداول و شکلهـای شمارهی یک و دو نشان داده شده است.
ب- همبستگی بین فراوانی جمعیت شتهها با فراوانی آلودگی به ویروس وای سیبزمینی:
نتایج اولین بازرسی مزرعهای که پس از سبز شدن بوتـههـا صـورت گرفـت نشـان داد کـه در هـر دو منطقـه آلودگیهای بذرزاد در حد صفر بود، و در مزارع تحت بررسی علایم بارز آلودگی مشاهده نشد.
نتایج بازرسی دوم که به منظور تعیین آلودگیهای ناشی از فعالیت ناقلین در طول فصل رشـد بـه عمـل آمـد نشان داد در منطقه رزن جمعیت شته سبز هلو 6 درصد جمعیت شتههای ناقل را تشکیل می داد. میزان آلودگی بـه ویروس وای ./95 درصد و در منطقه کبودرآهنگ که جمعیت شته سبز هلو 1/2 درصد جمعیت شـته هـای ناقـل را تشکیل میداد، میزان آلودگی به ویروس وای ./25 درصد برآورد گردید.
نتایج مربوط به آزمون الیزا که روی 133 نمونه غده بهعمل آمد نشان داد که بازرسیهـای مزرعـهای از دقـت لازم جهت برآورد میزان آلودگیهای ویروسی ایجاد شده در طول فصل رشـد برخـوردار اسـت. نتـایج بازرسـیهـای مزرعهای در جدول شماره سه آورده شده است.
