Ochrona europejskich upraw i różnorodności biologicznej przed nowymi chorobami i szkodnikami
Obce patogeny i szkodniki powodują spustoszenie w uprawach i lasach, wpływając na bezpieczeństwo żywności i źródła utrzymania, a także na różnorodność biologiczną i usługi ekosystemowe. Projekt EMPHASIS, finansowany ze środków UE, powstał w celu opracowania szeroko zakrojonych rozwiązań mających na celu wykrywanie zagrożeń spowodowanych przez inwazyjne, obce szkodniki i rodzime patogeny oraz zapobieganie ryzyku wystąpienia takich zagrożeń. „Handel międzynarodowy i zmiana klimatu mają znaczący wpływ na przemieszczanie się szkodników, grzybów, bakterii i owadów, które nieustannie dostają się do Europy w roślinach i nasionach”, tłumaczy koordynatorka projektu Maria Lodovica Gullino, dyrektorka Centrum Innowacji w Sektorze Rolno-Środowiskowym (AGROINNOVA) przy włoskim Uniwersytecie w Turynie. „Trzeba dysponować dobrymi narzędziami i modelami analizy ryzyka, żeby zrozumieć, które uprawy w Europie są najbardziej zagrożone i jakie patogeny są najbardziej niebezpieczne”, dodaje. Zespół projektu stworzył nowe modele epidemiologiczne i udoskonalił istniejące, żeby przewidywać przypadki pojawienia się nowych patogenów, zwłaszcza gatunków obcych, które zazwyczaj trudno wykryć z wyprzedzeniem. Opracował także narzędzia służące do wczesnego zapobiegania i ochrony, których wykorzystanie może przyczynić się do ograniczenia stosowania pestycydów zgodnie z unijnymi przepisami w zakresie ochrony środowiska. Narzędzia diagnostyczne Zespół projektu opracował narzędzia diagnostyki molekularnej w oparciu o metodę izotermicznej amplifikacji materiału genetycznego (LAMP), żeby móc wykrywać określone patogeny z wykorzystaniem amplifikacji DNA. „System oparty na analizie molekularnej jest bardzo łatwy w obsłudze – umożliwia bardzo szybką ekstrakcję DNA, nawet w terenie, a wyniki są gotowe w zaledwie kilka minut”, wyjaśnia Gullino i dodaje: „Ta metoda diagnostyczna została opracowana pod kątem wielu patogenów, a testy są już powszechnie dostępne i wykorzystywane przez techników bezpośrednio w terenie”. Pozwala to znacznie zredukować opóźnienia związane z koniecznością oczekiwania na wyniki z badań przeprowadzanych w laboratoriach. „Stosowanie narzędzi do szybkiego wykrywania, zwłaszcza narzędzi diagnostyki molekularnej, staje się metodą zapobiegawczą, ponieważ dzięki nim można bardzo szybko wykryć patogen i tym samym zmniejszyć liczbę ewentualnych późniejszych, bezpośrednich interwencji”, tłumaczy Gullino. „W ramach projektu podczas badań terenowych rozszerzyliśmy system oparty na metodzie LAMP o możliwości wykrywania różnych patogenów, które atakują warzywa, zboża i produkty leśne”, mówi Gullino. Wśród nich warto wymienić m.in rdzę zbożową pszenicy, mączniak rzekomy atakujący bazylię czy suchą zgniliznę rzepaku. Rośliny wskaźnikowe „Używaliśmy również roślin wskaźnikowych, czyli specjalnych roślin sadzonych na polu, które są bardzo podatne na ataki, dzięki czemu można je wykorzystywać do bardzo szybkiego wykrywania wielu patogenów”. Jest to prosty system, w którym do wczesnego ostrzegania wykorzystuje się rośliny lub działki rolne, odmiany o odporności lub podatności na szkodniki lub patogeny oraz uprawy poddane lub nie poddane działaniu środków ochrony roślin. Jest to również przydatny system do określania najlepszego momentu na wykonanie pierwszych oprysków, ograniczając tym samym nadmierne stosowanie pestycydów. W ramach projektu zbadano także inne rozwiązania mające na celu monitorowanie upraw, nieukierunkowane na konkretne szkodniki czy patogeny. Jednym z nich była analiza zarodników grzybów złapanych w łapacze zarodników oraz insektów schwytanych w pułapki lepowe. Zespół opracował technikę meta-barkodowania wykorzystującą technologię sekwencjonowania DNA o dużej przepustowości do identyfikacji gatunków szkodników i patogenów, żeby analizować próbki patogenów grzybowych z łapaczy oraz wykrywać wzrost liczby owadów inwazyjnych na podstawie monitorowanych pułapek. Inne metody zapobiegawcze to zaprawianie nasion, stosowanie specjalistycznych kompostów poprawiających zdrowie roślin i ich odporność na choroby, stosowanie gleb z mikroorganizmami ograniczającymi rozwój chorób pochodzenia glebowego oraz wdrażanie zintegrowanych systemów ochrony przed szkodnikami. W prace projektowe zaangażowano rolników należących do stowarzyszeń, którzy przeprowadzali eksperymenty w gospodarstwach rolnych. „Pomaga to w zapobieganiu zagrożeniom, a także w zwiększaniu świadomości. Jest to także sposób na zachęcanie większej liczby rolników do stosowania nowych technologii i nowych metod zarządzania”, podsumowuje Gullino.
Słowa kluczowe
EMPHASIS, uprawy, leśnictwo, środowisko, zmiana klimatu, nasiona, szkodniki, pestycydy, sekwencjonowanie DNA, grzyby, gleba, patogeny roślin, handel, rolnicy, barkodowanie DNA
