NKJ 134 - Bedømmelse af lagringsevne og biologisk bekjæmpelse til forebyggelse af råd og kvalitetstab af kartofler

Råtning av frukt og grønt (inkludert potet) på lager er et problem som forårsaker store økonomiske tap i tillegg til at det er et miljø- og ressursmessig problem. Det er mange forskjellige sopp og bakterier som forårsaker råteskadene. Skadegjørerne kommer spesielt fra miljø (f.eks jord) eller fra syke planter under høsting, pakking eller transport. Mange lagerskadegjørere gir ikke sykdom på planter under dyrking, men plantene (avlingen) svekkes ofte under lagring hvilket gjør de mer utsatt for sykdomsangrep. Et av målene med prosjektet var å bruke potet som modellsystem for å utvikle en test for kvalitetskontroll av potet som skal lagres, slik at man kan evaluere hvilke partier som bør brukes med en gang og hvilke partier som kan lagres i lengre perioder. I tillegg ville vi undersøke om utvalgte biokontrollagenter kunne brukes for å kontrollere aktuelle lagringsykdommer, og studere eventuelle virkemekanismer for disse. I den norske delen av dette nordiske samarbeidsprosjektet studerte vi utvikling av sykdommene tørråte og sølvskurv på lager. Vi har kjørt en serie smitteforsøk med tørråte (Phytophthora infestans) og sølvskurv (Helminthosporium solani) under betingelser som enten fremmer (høy luftfuktighet) eller hemmer (lav luftfuktighet) sykdomsutvikling. I tillegg har vi testet ut en såkalt biokontrollagent (opprinnelig isolert av våre svenske prosjektsamarbeidspartnere) mot begge sykdommene i smitteforsøk med lagrede potetknoller. Biokontrollagenten hadde kun en liten effekt mot tørråtepatogenet in vitro, men ingen effekt i lagringsforsøk. Derimot stoppet den effektivt all utvikling av sølvskurv i de seks ukene forsøket varte. I løpet av siste året har vi gjennomført to feltforsøk i større skala med biokontrollagenten. Potetene ble høstet i september, men evaluering av resultatene gjenstår etter standard 6-8 ukers inkuberingsperiode på lager. Prøver har blitt tatt ut underveis i smitteforsøk, både for tørråte og sølvskurv inkludert biokontrollagent, og RNA (transkriptom) har blitt sekvensert vha såkalt nestegenerasjons sekvenseringsteknologi hvilket har gitt millioner av sekvenser per prøve. Vi har benyttet et Illumina HiSeq instrument (lokalisert ved Aalborg universitet = dansk NKJ partner og ved Norsk sekvenseringssenter i Oslo) for sekvenseringen. Det store antallet sekvenser for hver prøve gjør at vi kan kvantifisere RNA aktivitet eller genuttrykk med mye høyere oppløsning enn andre typer metoder, hvilket gir mulighet for å oppdage små endringer som ofte er assosiert med biologiske prosesser. Etter sekvensering har vi koblet RNA- sekvensene med den kjente genomsekvensene til hhv potet, sølvskurv og biokontrollagenten slik at vi vet hvilke gener som blir uttrykt. Resultat fra tørråtestudiene indikerte at potetens forsvarsrespons ble svekket pga manglende oksygen som skjer ved høy luftfuktighet pga dannelse av vannfilm på potetknollens overflate. For sølvskurv, indikerte resultatene at biokontrollagenten hadde en dobbel effekt, både en direkte negativ effekt på sølskurven og at den trigget potetens eget forsvar. Vi har samtidig detektert flere potensielle patogenitetsgener hos sølskurvsoppen. Disse kan være mulige mål i fremtidige bekjempelsesstrategier av sølvskurv.

Rotting of vegetables and fruit in storage by microbes is a world-wide problem that causes big losses in agriculture, industry and trade. The goal of this project is to use potato as a model to develop diagnostic test for quality control and to apply biol ogical control for prevention of post harvest diseases of potato. Interaction of potato tubers with fungal pathogens causing dry rot (Fusarium), potato blight (Phytophthora) and silver scurf (Helminthosporium), and soft rot (Pectobacterium and Dickeya) wi ll be used as model systems. The gene expression in the host and the pathogens will be studied with deep sequencing in two conditions; in high humidity that promote the diseases and in low humidity suppressing them. The gene expression profiling of intere sting genes in the host and in the pathogens during interactions in different conditions will be verified with real-time PCR. The goal is to understand, how the various processes in the host and the pathogens are affected by humidity, and identify process es which can be linked to the onset of rotting. Based on this information, real-time PCR or ELISA test will be developed for the identification of the lots that have the highest risk of rotting. Furthermore, biological control organisms will be evaluated for the ability to prevent rotting and skin blemishes in harvested potato tubers. The interaction of the control organisms with the pathogens will be evaluated and studied in the conditions either promoting or suppressing the post-harvest diseases. Financ ing is applied for three years. Potato cDNA sequencing and laboratory testing of the biocontrol agents is scheduled for the first year, analysis and verification of the sequencing results and performance of the biocontrol agents in plant tissue for the se cond, and the final evaluation of the methods for the third year.