Nematologija

Strokovno in raziskovalno delo nematološke skupine

  • Diagnostika in svetovanje: detekcija in identifikacija rastlinsko-parazitskih ogorčic (morfološka, molekularno-biološka in biokemijska identifikacija vrst).
  • Sistematični nadzor nad karantenskimi vrstami Globodera rostochiensis, G. pallida, Bursaphelenchus xylophilus.
  • Nadzor nad drugimi karantenskimi in gospodarsko škodljivimi vrstami (Ditylenchus dipsaci, D. destructor, Xiphinema americanum, X. index, Meloidogyne chitwoodi, M. fallax, Aphelenchoides besseyi itn.).
  • Morfološke in genetske študije krompirjevih ogorčic (vrste rodu Globodera), ogorčic koreninskih šišk (vrste rodu Meloidogyne), virusonosnih ogorčic (vrste rodu Xiphinema, vrste rodu Longidorus), stebelnih ogorčic (vrste rodu Pratylenchus).
  • Preučevanje vpliva rastlinsko-parazitskih ogorčic na fiziologijo rastlin.
  • Preučevanje biologije rastlinsko-parazitskih ogorčic (gostiteljske rastline, razvojni model ogorčic).
  • Virulenca in efektorji PCN.
  • Interakcijski odnosi: prenos virusov z vektorji iz rodu Xiphinema; medsebojni vpliv ogorčic iz rodu Meloidogyne in bakterij iz rodu Agrobacterium na gostiteljsko rastlino.
  • Ogorčice kot biotični agens v okviru IPM – Entomopatogene ogorčice.
  • Metode zatiranja in obvladovanja rastlinsko-parazitskih ogorčic.

 

Diagnostika in svetovanje

Rastlinsko-parazitske ogorčice sodijo v deblo Nematoda. To so najmanjše in obenem najštevilčnejše evkariontske živali na našem planetu. V nematološkem laboratoriju opravljamo identifikacije vrst rastlinsko-parazitskih ogorčic na podlagi morfoloških, biokemijskih in genetskih značilnosti.

Morfološke analize ogorčic potekajo s pomočjo sodobnih svetlobnih mikroskopov. Posamezni vrsti ogorčic določimo morfometrijske parametre, ki so značilni za to vrsto. Na podlagi izmerjenih in vizualno določenih parametrov ogorčicam določimo vrsto.

Zaradi velikega števila vrst in večje morfološke podobnosti med njimi je pri ogorčicah priporočljivo določiti vrsto še z dodatno neodvisno metodo. V te namene se poslužujemo biokemijskih (analiziramo izoencime in celokupne proteine s pomočjo elektroforeze) in genetskih pristopov (najpogosteje analiziramo ITS-regijo ribosomalne rDNA s pomočjo različnih metod, kot so: PCR, PCR-RFLP, PCR; v realnem času in z določanjem nukleotidnega zaporedja).

 

Metoda izoencimske gelske elektroforeze

Izoencimi malat dehidrogenaza (MDH) in esteraza (EST) so pri ogorčicah koreninskih šišk vrstno specifični. Za identifikacijo uporabljamo sveže izolirane samice, iz katerih izoliramo celokupne proteine in jih ločimo s pomočjo proteinske elektroforeze. Po končani elektroforezi z encimsko reakcijo obarvamo lise MDH in EST ter jim določimo migracijske koeficiente. Za referenco uporabimo elektroforetski vzorec M. javanica.

Poleg določanja vrst ogorčic naročnikom tudi svetujemo o primernih načinih nadzora in obvladovanja škodljivih vrst ogorčic.

 

Posebni nadzori karantenskih ogorčic

Vključeni smo v posebna nadzora karantenskih ogorčic.

Borovo ogorčico (Bursaphelenchus xylophilus) uvrščamo med izredno nevarne škodljivce v gozdarstvu, ogroža predvsem bore (rod Pinus), v manjši meri pa tudi druge iglavce, kot so macesni, jelke in smreke (Larix, Abies, Picea). V Sloveniji te ogorčice še nismo našli. S sistematičnim nadzorom borove ogorčice želimo preprečiti njen vnos in širjenje po državi, kar izvajamo v skladu s Pravilnikom fitosanitarnih ukrepih za preprečevanje vnosa in širjenja borove ogorčice (Uradni list RS, št. 45/09).

Krompirjeve ogorčice (Globodera rostochiensis in G. pallida) so nevarni zajedavci razhudnikov in lahko povzročijo občutno zmanjšanje pridelka krompirja. V Sloveniji smo potrdili prisotnost rumene in bele krompirjeve ogorčice. S sistematičnim nadzorom preprečujemo vnos in širjenje krompirjevih ogorčic, kar narekuje Pravilnik o ukrepih za preprečevanje širjenja in zatiranje krompirjevih ogorčic (Uradni list RS, št. 49/10 z dne 18. 6. 2010).

 

Ogorčice, ki prenašajo rastlinske viruse

Virusonosne ogorčice na gojenih rastlinah povzročajo posredno in neposredno gospodarsko škodo. Neposredna škoda je manjša in nastane zaradi hranjenja ogorčice na koreninah gostitelja, medtem ko je posredna škoda lahko precejšnja. Nepovirusi so prvenstveno paraziti samoniklih rastlin in povzročajo občutno gospodarsko škodo predvsem na sadnem drevju ter na vinski trti, lahko povzročijo propad celotnih sadnih dreves in trsov. Nepovirusi se v manjši meri lahko širijo mehansko, z neposrednim stikom rastlin, ter preko semena in cvetnega prahu. Najpomembnejši način širjenja predstavljajo prenašalci, ogorčice iz rodu Xiphinema, ki so prisotne v tleh, tudi v večjih globinah (2 – 3 metre), in so izrazito polifagne, kar praktično onemogoča njihovo izkoreninjenje.

Z raziskavami na vrsti Xiphinema rivesi, ki je razširjena v Vipavski dolini, smo ugotovili, da lahko prenaša viruse obročkaste pegavosti tobaka (TRSV) in paradižnika (ToRSV). S tem smo prvič dokazali prenos karantenskih nepovirusov TRSV in ToRSV z ogorčicami, ki so navzoče v Evropi.

Večjo pozornost usmerjamo tudi v raziskave interakcij med vrsto ogorčic Xiphinema index in virusom pahljačavosti listov vinske trte (GFLV), ki povzroča vedno večjo škodo pridelovalcem vinske trte na Primorskem.

 

Zatiranje in obvladovanje rastlinsko-parazitskih ogorčic koreninskih šišk (Meloidogyne spp.)

Zatiranje ogorčic koreninskih šišk (Meloidogyne spp.) je izredno težavno. Lahko parazitirajo številne rastlinske vrste, poleg mnogih zelnatih rastlin zajedajo celo precejšnje število lesnatih rastlin. Posledično je kolobarjenje v smislu njihovega obvladovanja precej neučinkovito. Če k temu dodamo še dejstvo, da v Sloveniji ni na voljo kemičnih fitofarmacevtskih sredstev (nematocidov) za njihovo zatiranje med rastno dobo rastlin, lahko sklenemo, da so možnosti obvladovanja ogorčic koreninskih šišk omejene. Z namenom razviti nove učinkovite in okolju prijazne pristope za obvladovanje ogorčic koreninskih šišk, potekajo na Kmetijskem inštitutu Slovenije raziskave alternativnih pristopov zatiranja rastlinsko-parazitskih ogorčic, kot so uporaba biofumigacije (zatiranje talnih škodljivcev z uporabo hlapljivih kemičnih snovi, npr. glukozinolatov pri razpadanju zaoranih nadzemskih in podzemnih delov izbranih vrst križnic), uporaba različnih rastlinskih izvlečkov, iskanje virov odpornosti v akcesijah solate in divjih sorodnikih solate iz Genske banke Kmetijskega inštitutu Slovenije.

Iskanje virov odpornosti v solati na Meloidogyne spp.

Članek: The effect of some insecticides, natural compounds and tomato cv. Venezia with Mi gene on the nematode Meloidogyne ethiopica (Nematoda) reproduction

Članek: Biological Control of Root-Knot Nematodes (Meloidogyne spp.): Microbes against the Pests

 

Prenos datotek

Raziskovalno delo

Biotično varstvo rastlin

Entomopatogene nematode v
ličinki voščene vešče

Pri biotičnem varstvu rastlin izkoriščamo različne organizme, npr. entomopatogene nematode (organizmi, ki živijo z bakterijami v simbiontsko-mutalističnem odnosu), ter s svojim delovanjem  zmanjšujejo številčnost škodljivcev in posledično vplivajo na zmanjšanje škode na pridelkih.

V nematološkem laboratoriju iščemo nove vrste entomopatogenih nematod v slovenskih tleh ter preizkušamo komercialne pripravke entomopatogenih nematod na določenih škodljivcih.

 

 

 

Izgradnja razvojnega modela za ogorčice koreninskih šišk

Ličinke Meloidogyne spp. v
korenini gostiteljske rastline

Eden ključnih dejavnikov, ki vpliva na razmnoževanje ogorčic koreninskih šišk, je temperatura. S pomočjo razvojnega modela, ki smo ga razvili na Kmetijskem inštitutu Slovenije, je mogoče napovedati čas, ki ga ta škodljivec potrebuje za razvoj ene generacije, pri določeni temperaturi, oz. za izračun števila generacij, ki naj bi jih imela preučevana vrsta v eni rastni dobi. Model je uporaben pri vrednotenju gostiteljskega statusa rastlin (ali je določena rastlinska vrsta dober ali slab gostitelj za ogorčice), v praksi pri pridelavi vrtnin in poljščin v rastlinjakih in na prostem ter nam omogoča izdelavo napovedi ob upoštevanju podnebnih sprememb.

 

 

Vpliv rastlinsko-parazitskih ogorčic na fiziologijo rastlin

Preslikane korenine, napadene
z ogorčicami koreninskih šišk

Ogorčice koreninskih šišk sodijo med obligatne endoparazite (zajedavci, ki ne morejo preživeti brez gostitelja), ki se prehranjujejo na koreninskem tkivu gostiteljskih rastlin in povzročajo neposredno škodo na njem. V koreninah povzročajo nastanek večjedrnih celic, ki so njihova prehranjevalna mesta. V raziskavah preučujemo povezavo med morfološkimi spremembami na koreninah, ki so posledica napada ogorčic koreninskih šišk, in spremenjenimi fiziološkimi procesi v rastlini. Morfološke spremembe na koreninah, površino in dolžino korenin ovrednotimo s pomočjo preslikave koreninskega sistema ter nadalje s programom WinRHIZO. Zanimajo nas spremembe v hidravlični prevodnosti korenin, spremembe vodnega potenciala v listih, neto fotosinteze, stomatalne prevodnosti, transpiracije ter spremembe v delovanju ksantofilnega cikla.

 

 

 

 

Raziskave efektorjev (parazitskih dejavnikov) rastlinsko-parazitskih ogorčic

Naše raziskave efektorjev (parazitskih dejavnikov) rastlinsko-parazitskih ogorčic zajemajo proučevanje njihove raznolikosti pri različno virulentnih populacijah, njihovo evolucijo in modeliranje njihove tridimenzionalne (3D) strukture. Pri ogorčicah iz rodu Globodera smo se posvetili efektorjem iz skupine proteinov za razgradnjo rastlinske celične stene (pektat liaze in ekspanzini).

 

Efektorji so ključni element patogenosti in virulence

Rastlinsko-parazitske ogorčice izločijo proteine efektorje v rastlinsko tkivo s pomočjo bodala, kar omogoči vzpostavitev kompleksnega odnosa med gostiteljem in parazitom. Efektorji omogočijo ogorčicam prikrojevanje gostiteljskega imunskega odziva in fiziologije sebi v prid z nevtralizacijo rastlinskih obrambnih mehanizmov, vzpostavitvijo prehranjevalnega mesta itd. Prepoznavanje efektorjev v odpornih sortah rastlin sproži močne obrambne odzive rastline, ki preprečijo razvoj ogorčic.

 

Raznolikost efektorjev

 

 

Slika: Raznolikost efektorskega gena Gr-expB2 pri različnih populacijah ogorčice Globodera rostochiensis; struktura proučevanega gena prikazana spodaj: eksoni črno, introni belo, neprepisane regije sivo

 

Evolucija efektorjev

 

 

Slika: Topologija filogenetskega drevesa na osnovi gena za pektat liazo (pel2) se razlikuje od vrstnega drevesa na osnovi ribosomalne DNA (rDNA). Vrsti G. rostochiensis in G. tabacum veljata za bolj sorodni med seboj kot z vrsto G. pallida, vendar to ne velja v primeru pektat liaze, kjer so si zaporedja krompirjevih ogorčic (PCN) med seboj bolj podobna kot tista pri tobakovih ogorčicah (G. tabacum). Morda so razlike v pektat liazi 2 osnova za različen nabor gostiteljev med krompirjevimi ogorčicami in tobakovo ogorčico, ki ne more preživeti na krompirju?

 

Modeliranje 3D-strukture efektorjev

Slika prikazuje pogled od spredaj in zadaj na model 3D-strukture tipskega proteina GrEXPB2. Raznolika mesta kloniranih različkov proteinov so barvno označena. Medtem, ko je tipski protein aktiven, pa so se variantni različki proteina izkazali kot neaktivni. Vsi trije amino-kislinski ostanki pri variantnih različkih se nahajajo na površini molekule. To nakazuje možnost, da te razlike vplivajo na interakcijo z drugimi proteini, vključno s proteini, ki v rastlini prepoznavajo škodljive organizme (PRRs).

 Model 3D-strukture efektorja rumene krompirjeve ogorčice Globodera rostochiensis, protein GrEXPB2
 

 

Izbrane publikacije:

SHAWKAT Ali, MAGNE Maxime, CHEN Shiyan, CÔTÉ Olivier, GERIČ STARE Barbara, OBRADOVIC Natasa, JAMSHAID Lubna, WANG Xiaohong, BÉLAIR Guy, MOFFETT Peter. (2015) Analysis of putative apoplastic effectors from the nematode, Globodera rostochiensis, and identification of an expansin-like protein that can induce and suppress host defenses. PLoS One.

GERIČ STARE Barbara, Saša ŠIRCA, Gregor UREK. (2013) Model of 3D structure of putative parasitism factor, expansin (EXPB2) from golden potato cyst nematode Globodera rostochiensis, Acta biol. slov. 56/2, 75-80.

GERIČ STARE Barbara, LAMOVŠEK Janja, ŠIRCA Saša, UREK Gregor. (2012) Assessment of sequence variability in putative parasitism factor, expansin (expB2) from diverse populations of potato cyst nematode Globodera rostochiensis. Physiol. mol. plant pathol. 79, str. 49-54. doi: 10.1016/j.pmpp.2012.04.002.

GERIČ STARE Barbara, ŠIRCA Saša, UREK Gregor. (2012) Lack of introns in putative parasitism factor gene, expansin (expB2) from pale potato cyst nematode Globodera pallida. Acta biol. slov. 55/1, 45-48.

GERIČ STARE Barbara, FOUVILLE Didier, ŠIRCA Saša, GALLOT Aurore, UREK Gregor, GRENIER Eric. (2011) Molecular variability and evolution of the pectate lyase (pel-2) parasitism gene in cyst nematodes parasitizing different Solanaceous plants. J. mol. evol., 72, 169-181. doi: 10.1007/s00239-010-9413-4.


Naša spletna stran uporablja piškotke, ki se naložijo na vaš računalnik. Ali se za boljše delovanje strani strinjate z njihovo uporabo?

Več o uporabi piškotkov

Uporaba piškotkov na naši spletni strani

Pravna podlaga

Podlaga za obvestilo je spremenjeni Zakon o elektronskih komunikacijah (Uradni list št. 109/2012; v nadaljevanju ZEKom-1), ki je začel veljati v začetku leta 2013. Prinesel je nova pravila glede uporabe piškotkov in podobnih tehnologij za shranjevanje informacij ali dostop do informacij, shranjenih na računalniku ali mobilni napravi uporabnika.

Kaj so piškotki?

Piškotki so majhne datoteke, pomembne za delovanje spletnih strani, največkrat z namenom, da je uporabnikova izkušnja boljša.

Piškotek običajno vsebuje zaporedje črk in številk, ki se naloži na uporabnikov računalnik, ko ta obišče določeno spletno stran. Ob vsakem ponovnem obisku bo spletna stran pridobila podatek o naloženem piškotku in uporabnika prepoznala.

Poleg funkcije izboljšanja uporabniške izkušnje je njihov namen različen. Piškotki se lahko uporabljajo tudi za analizo vedenja ali prepoznavanje uporabnikov. Zato ločimo različne vrste piškotkov.

Vrste piškotkov, ki jih uporabljamo na tej spletni strani

Piškotki, ki jih uporabljamo na tej strani sledijo smernicam:

1. Nujno potrebni piškotki

Tovrstni piškotki omogočajo uporabo nujno potrebnih komponent za pravilno delovanje spletne strani. Brez teh piškotov servisi, ki jih želite uporabljati na tej spletni strani, ne bi delovali pravilno (npr. prijava, nakupni proces, ...).

2. Izkustveni piškotki

Tovrstni piškotki zbirajo podatke, kako se uporabniki vedejo na spletni strani z namenom izboljšanja izkustvene komponente spletne strani (npr. katere dele spletne strani obiskujejo najpogosteje). Ti piškotki ne zbirajo informacij, preko katerih bi lahko identificirali uporabnika.

3. Funkcionalni piškotki

Tovrstni piškotki omogočajo spletni strani, da si zapomni nekatere vaše nastavitve in izbire (npr. uporabniško ime, jezik, regijo) in zagotavlja napredne, personalizirane funkcije. Tovrstni piškotki lahko omogočajo sledenje vašim akcijam na spletni strani.

4. Oglasni ali ciljani piškotki

Tovrstne piškotke najpogosteje uporabljajo oglaševalska in družabna omrežja (tretje strani) z namenom, da vam prikažejo bolj ciljane oglase, omejujejo ponavljanje oglasov ali merijo učinkovitost oglaševalskih akcij. Tovrstni piškotki lahko omogočajo sledenje vašim akcijam na spletu.

Nadzor piškotkov

Za uporabo piškotkov se odločate sami. Piškotke lahko vedno odstranite in s tem odstranite vašo prepoznavnost na spletu. Prav tako večino brskalnikov lahko nastavite tako, da piškotkov ne shranjujejo.

Za informacije o možnostih posameznih brskalnikov predlagamo, da si ogledate nastavitve.

Upravljalec piškotkov

Kmetijski inštitut Slovenije