Cancerul bacterian al pomilor fructiferi. Cum să protejezi livadă

Agrobacterium radiobacter pv. tumefaciens – Cancerul bacterian al pomilor – este o bacterie are un spectru foarte larg de plante gazdă. Atacă pomii, arbuștii, vița de vie, florile ornamentale.

„Dintre speciile sâmburoase, cele mai afectate sunt piersicul și migdalul, urmate de cireș, mahaleb și corcoduș. Din păcate, observ că patogenul este din ce în ce mai prezent în livezi, dar și mai grav, este prezent în pepiniere. Nu de puține ori am văzut puieți cu tumori. Recomandarea mea este să verificați cu mare atenție materialul de plantat și să respectați toate măsurile de prevenție”.

Agrobacterium radiobacter pv. tumefaciens – Cancerul bacterian al pomilor

Cum recunoaștem cancerul bacterian?

Cancerul se recunoaște foarte ușor datorită tumorilor sau galelor care se formează în zona rădăcinilor și a coletului pomilor fructiferi.

Ele pot avea mărimi, forme și consistență diferite. Suprafața tumorilor este rugoasă. Unii autori le aseamănă cu inflorescențele de conopidă. Deasupra tumorilor principale apar metastaze sau tumori secundare.

Pe lângă tumori, pomii mai pot prezenta și alte simptome, cum ar fi:

• formarea de rădăcini adventive;
• epinastii ale frunzelor;
• apariția unor formațiuni rudimentare, asemănătoare cu frunzele, mugurii, rădăcinile, lăstarii, generate de tumori (teratoame).

Tumorile tinere sunt albicioase, lipsite de consistență. Pe măsură ce boala evoluează tumorile se lemnifică. Adesea pomii din pepiniere sunt infectați cu Agrobacterium radiobacter [Severin V. et al., 1985].

Aspecte generale despre patogenul Agrobacterium radiobacter pv. tumefaciens

Studiile arată că bacteriile de Agrobacterium se găsesc la exteriorul tumorilor. Unele tulpini produc o bacteriocină, numită agrocina.

Prin anul 1972 a fost descrisă o bacteriocină, produsă de Agrobacterium, tulpina K84, care a fost denumită agrocina 84. Cu ajutorul acestei bacteriocine s-au obținut rezultate bune în combaterea cancerului bacterian.

În anul 1974, Kerr și Htay arată că bacteriile patogene care devin rezistente la agrocina 84 își pierd simultan și patogenitatea datorită pierderii genelor oncogene.

Agrobacterium radiobacter pătrunde în plante prin răni. Prezența rănilor este foarte importantă în tumorogeneză. S-a demonstrat că atunci când bacteriile au fost introduse prin deschideri naturale, tumorile nu s-au format.

Dintre factorii climatici, importanță deosebită pentru dezvoltarea cancerului prezintă temperatura și umiditatea. Condițiile optime de temperatură pe care le necesită bacteria sunt de 22 – 30°C.

Peste 30 și sub 8°C bacteria este inhibată iar tumorile nu se mai dezvoltă. Umiditatea relativă trebuie să fie mai mare de 80 – 90% pentru ca infecțiile să se realizeze și tumorile să se dezvolte.
Noi infecții se pot produce atunci când tumorile se descompun și lasă libere bacteriile. Acestea pătrund cu ușurință prin rănile produse în urma fasonării rădăcinilor, executării lucrărilor mecanice, atacului insectelor din sol (Minoiu N., Lefter. G., 1987).

Alți factori ce pot favoriza dezvoltarea cancerului sunt:

• solurile umede, compacte;
• fertilizarea cu azot;
• grindina;
• gerul;
• atacul nematozilor;
• neafinitatea dintre altoi și portaltoi etc.

Bacteria poate supraviețui în sol de la 5 luni până la 2 ani, după unii autori chiar 4 ani dacă are condiții optime. Condițiile optime necesare bacteriei pentru a supraviețui o perioadă lungă de timp în sol sunt: pH slab alcalin, temperatura de 8°C, umiditate de 25 – 50% din capacitatatea totală de reținere a apei, raport mai ridicat de C/N (Sabet și Ismail, 1973, citați de Severin V. et al., 1985).

Frecvența atacului bacteriei Agrobacterium radiobacter este în general mai mare la pomii plantați pe soluri alcaline decât pe soluri acide. După Siegler și Bowman (1940) incidența cancerului bacterian la puieții de piersic plantați pe un sol cu pH 8,5 a fost de șase ori mai mare decât la cei plantați pe un sol cu pH 5,8.

Alți autori au raportat incidențe mari ale cancerului bacterian la merii plantați pe soluri grele, umede, lutoase, slab drenate. De asemenea, irigarea crește frecvența de atac a patogenului (Kainski, 1964; Hedgecock, 1910).

Cum putem combate cancerul bacterian al pomilor?

Foarte importante sunt măsurile de prevenție, deoarece cele curative s-au dovedit ineficiente.
Patogenul poate fi ținut sub control prin aplicarea următoarelor măsuri profilactice:

• rotații lungi (4 – 5 ani);
• utilizarea soiurilor rezistente;
• distrugerea tuturor plantelor infectate;
• evitarea plantării puieților pe soluri contaminate;
• scufundarea rădăcinilor puieților în soluții de cupru înainte de transplantare;
• materialul de plantat să fie certificat, liber de Agrobacterium tumefaciens;
• amplasarea pepinierelor pe terenuri ușoare, care înainte au fost cultivate cu graminee sau lucernă;
• dezinfectarea solului;
• acidifierea solului – această măsură este susținută de unii specialiști deși nu este economică iar pe termen lung nu rezolvă total problema;
• controlul insectelor dăunătoare din sol;
• eliminarea de la plantat a puieților cu tumori;
• extirparea tumorilor de pe rădăcinile secundare ale pomilor înainte de plantare (se elimină cu tot cu rădăcini). Când sunt îndepărtate tumorile de pe colet sau rădăcina principală s-a observat că de obicei ele se formează din nou. După eliminare, rădăcina trebuie scufundată într-o soluție care să conțină un fungicid pe bază de cupru. Astfel de pomi nu trebuie plantați imediat după extirparea rădăcinilor cu tumori ci după 2 – 3 zile la măr de exemplu sau 7 – 10 zile la păr (Severin V. et al., 1985; Minoiu N., Lefter G., 1987);
• folosirea portaltoilor rezistenți.

Controlul chimic este posibil?

Foarte multe substanțe chimice au fost testate de-a lungul timpului. Rezultatele testelor au fost de multe ori neconcludente și neconfirmate în final.

Testele efectuate cu fungicide pe bază de cupru la păr, au scos în evidență activitatea protectoare a acestora față de Agrobacterium radiobacter.

Studii realizate pe alte specii de plante cu fungicide pe bază de mancozeb arată potențialul protectiv al acestei substanțe, dar mai scăzut comparativ cu oxiclorura de cupru.

În 1983, Oros arată într-un studiu că numărul de bacterii de Agrobacterium radiobacter dintr-un sol infectat a scăzut foarte mult după aplicarea mancozebului în sol.

Alt autor scoate în evidență eficacitatea mancozebului atunci când a fost aplicat într-un sol cu pH scăzut. În această situație agentul patogen a fost eliminat aproape total (Berczynski et al., 2002).

Eficacitatea împotriva bolilor bacteriene și-au arătat-o și combinațiile de fungicide dintre mancozeb și cupru (Buchner et al., 2001). Ele trebuie aplicate în scop preventiv și nu curativ.

Utilizarea frecventă a produselor pe bază de cupru a dus la acumularea acestuia în sol și nu numai. În prezent se caută soluții pentru înlocuirea acestui potențial poluant al mediului.

Se încearcă înlocuirea cu biopreparate acolo unde este posibil. Uleiurile esențiale pot fi o alternativă alături de alte biopreparate (Tosselli et al., 2009; Bajpai et al., 2011).

Deși rezultatele obținute pe medii artificiale sunt foarte bune, atunci când sunt aplicate în condiții naturale, acțiunea protectivă a acestor produse scade foarte mult iar uneori lipsește cu desăvârșire (Mikiciński Artur et al., 2012).

Factorii care influențează eficacitatea sunt foarte mulți. De multe ori, cantitatea mare de inocul care există în ecosistemele agricole face ca biopreparatele să nu fie eficiente deloc sau să aibă eficacitate scăzută.

În cazul bioterapiei, recomandarea specialiștilor este să se intervină preventiv și nu curativ.

Controlul biologic al cancerului bacterian

Controlul biologic al cancerului bacterian al pomilor fructiferi s-a dovedit a fi un succes în multe țări din lume și se datorează utilizării unor preparate care conțin tulpina K84 din Agrobacterium radiobacter.

Înainte de plantare, butașii, semințele și puieții sunt scufundate într-o soluție care conține tulpina K84. O altă metodă de aplicare este prin inundarea solului în pepiniere și plantații cu apă care conține bacteria antagonistă Agrobacterium radiobacter K84.

De obicei, tratarea se face preventiv, atunci când există suspiciunea că solul în care urmează să se facă plantarea este infectat cu Agrobacterium radiobacter (Lopez M. M. et al., 1989; Htay K., Kerr A., 1974).

După Kerr și Htay (1974), controlul biologic se datorează producției unei bacteriocine, agrocina 84, de către organismul de control.

În acord cu aceasta, izolatele de A. tumefaciens sensibile in vitro la agrocina 84 au fost controlate de K84, deși în unele cazuri s-a observat o defalcare a controlului biologic (Panagopoulos C. G, 1979).

În alte cazuri, nu s-a obținut controlul prin utilizarea K84 împotriva izolatelor rezistente la agrocina 84 (Moore L. W., G. Warren, 1979).

Prin tehnici de recombinare a ADN s-a obținut o nouă tulpină pentru controlul biologic al cancerului bacterian, A. radiobacter K1026 (denumire comercială NOGALL).

Se recomandă utilizarea în scop preventiv, prin inoculare. Tratamentul se face la semințe, rădăcini, tulpini, butași în pepiniere și sere. Culturile bacteriene sunt concentrate în substrat de turbă umedă (Sharma A. et al., 2017).

În prezent, există numeroase cercetări care au ca scop identificarea unui agent de biocontrol care să poată fi eficient împotriva Agrobacterium radiobacter. De interes sunt fagii sau bacteriofagii.

După Clokie et al. (2011), bacteriofagii sunt cele mai abundente entități biologice de pe planetă. Câțiva cercetători au izolat și cercetat fagul Atu_ph07 folosind tulpina C58 Agrobacterium tumefaciens virulentă ca gazdă.

Ei au descoperit că acest fag infectează exclusiv Agrobacterium tumefaciens. Caracterizarea genomică a fagului Atu_ph07 arată că este litic, iar dinamica interacțiunii Atu_ph07 cu gazda sa indică faptul că poate fi utilizat ca agent de biocontrol (Attai et al., 2018).

Există deja amestecuri de fagi utilizate cu succes în biocontrolul unor patogeni ai plantelor (preventiv). Amintesc aici Ralstonia solanacearum, Dickeya solani, unele specii de Xanthomonas, Pseudomonas syringae (Buttimer et al., 2017b).

Pentru Agrobacterium se cunosc trei fagi: Atu_ph02, Atu_ph03 și 7-7-1. Attai et al. (2018) au izolat jumbo – fagul Atu_ph07 cu o dimensiune a genomului dsDNA de 490.380 bp. Amestecurile de fagi pot fi de interes pentru biocontrolul bacteriei Agrobacterium radiobacter pv. tumefaciens.

Bibliografie

• Attai Hedieh, Maarten Boon, Kenya Phillips, Jean-Paul Noben, Rob Lavigne and Pamela J. B. Brown, 2018 – Larger Than Life: Isolation and Genomic Characterization of a Jumbo Phage That Infects the Bacterial Plant Pathogen, Agrobacterium tumefaciens, Front. Microbiol. 9:1861. doi: 10.3389/fmicb.2018.01861.
•  Berczyński S., Machowicz-Stefaniak Z., Sobiczewski P., 2002 – Wpływ wybranych fungicydów na przeżywalność Agro-bacterium tumefaciens/(Smith et Townsend) Conn w różnych rodzajach gleb. Acta Agrobot. 55 (1): 27–39.
• Bajpai V.K., Kang S., Xu H., Lee S., Baek K., Kang S.C., 2011 – Po-tential roles of essential oils on controlling plant pathogenic bacteria Xanthomonas species: a review. Plant Pathol. J. 27 (3): 207–224.
• Buttimer, C., McAuliffe, O., Ross, R. P., Hill, C., O’Mahony, J., and Coffey, A., 2017b – Bacteriophages and bacterial plant diseases. Front. Microbiol. 8:34. doi: 10.3389/fmicb.2017.00034.
• Buchner R. P., Olson W. H., Adaskaveg J. E., 2001 – Walnut blight (Xanthomonas campestris pv. juglandis) control investiga-tions in northern California, USA. Acta Hort. 544: 369–378.
• Clokie M. R., Millard A. D., Letarov A. V., and Heaphy S., 2011 – Phages in nature. Bacteriophage 1, 31 – 45. doi: 10.4161/bact.1.1.14942.
• Htay K., and A. Kerr., 1974 – Biological control of crown gall: seed and root inoculation, J. Appl. Bacteriol., 37:525 – 530.
• Hedgcock G., 1910 – Field studies of the crown-gall of the grape. Bull. Bur. Pl. Ind. U.S 1 ric. No. 183, 40 pp.
• Kainski J. M., 1964 – Bacterial crown gall disease on plants in Kansas. P1. Dis. Reptr 48, 664 – 8.
• Kerr A., and K. Htay, 1974 – Biological control of crown gall through bacteriocin production. Physiol. Plant Pathol. 4:37 – 44
• Lopez M. M., M. T. Gorris, C. I. Salcedo, A. M. Montojo, and M. Miro, 1989 – Evidence of biological control of Agrobacterium tumefaciens strains sensitive and resistant to agrocin 84 by different Agrobacterium radiobacter strains on stone fruit trees. Appl. Environ. Microbiol. 55:741-746.
•  Moore, L. W., and G. Warren., 1979 – Agrobacterium radiobacter strain 84 and biological control of crown gall. Annu. Rev. Phytopathol. 17:163-179.
• Mikiciński Artur, Piotr Sobiczewski, Stanisław Berczyński, 2012 – Efficacy of fungicides and essential oils against bacterial diseases of fruit trees, Journal of Plant Protection Research 52 (4), 467 – 471.
•  Minoiu Nicolae, Gheorghe Lefter, 1987 – Bolile și dăunătorii speciilor sâmburoase, Editura Ceres, București, p. 34.
• Oros Gy., 1983 – The influence of pesticides on the antagonistic ef-fect of Agrobacterium radiobacter to A. tumefaciens. p. 28–36. In: Proc. Int. Conf. Int. Plant Prot., Budapest, Hungary, 4–9 July, 235 pp.
• Panagopoulos, C. G., P. G. Psallidas, and A. S. Alivizatos, 1979 – Evidence of a breakdown in the effectiveness of biological control of crown gall. p. 570-578. In B. Schippers and W. Gams (ed.), Soil borne plant pathogens. Academic Press, Inc. (London), Ltd., London.
• Sharma, A., Gupta, A. K., Khosla, K., Mahajan, R., Bharti & Mahajan, P. K., 2017 – Antagonistic potential of native agrocin-producing non-pathogenic Agrobacterium tumefaciens strain UHFBA-218 to control crown gall in peach. Phytoprotection, 97 (1), 1–11. https://doi.org/10.7202/1040509ar.
•  Severin V., Simona Kupferberg, Zurini I., 1985 – Bacteriozele plantelor cultivate, Editura Ceres, București, p. 193.
• Siegler F. A., Bowman J. J., 1940 – Crown gall of peach in the nursery. Phytopatholagy 30, 417 – 26.
• Toselli M., Schiatti P., Ara D., Bertacchini A., Quartieri M., 2009 – The accumulation of copper in soils of the Italian region Emilia – Romagna. Plant Soil Environ. 55 (2): 74–79.

Articol realizat de: Otilia Cotuna, CS III dr. ing., Șef Laborator Protecția plantelor SCDA Lovrin
Șef lucr. dr. USAMVB Timișoara. Pozele din articol nu pot fi utilizate fără permisiunea autorului – Otilia Cotuna.