Choroby vyvolané viry a fytoplasmami způsobují celosvětově značné škody ve výsadbách jabloní.
Postižen bývá výnos, kvalita plodů i celkový zdravotní stav, obzvlášť je-li strom napaden více patogeny současně. Mezi významná virová onemocnění patří jabloňová mozaika (apple mosaic virus, ApMV), chlorotická skvrnitost (apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV), žlábkovitost kmene (apple stem grooving virus, ASGV) či mělká vrásčitost kmene (apple stem pitting virus, ASPV), ale existuje i řada dalších virových a viroidových patogenů, z nichž některé byly objeveny teprve nedávno. Jabloně mohou být infikovány také fytoplasmou 'Candidatus' Phytoplasma mali; napadené stromy trpí metlovitostí – nadměrnou proliferací postranních oček (apple proliferation, AP).
Stromy infikované virem nebo fytoplasmou se na trvalém stanovišti nedají nijak ozdravit. Šíření těchto patogenů lze do značné míry zamezit pečlivou kontrolou zdravotního stavu rozmnožovacího materiálu, a to jak roubů, tak podnoží. Biotechnologické postupy využívající explantátových kultur však představují možnost, jak zasáhnout proti viru nebo fytoplasmě v již nakaženém stromě.
Zjistili jsme, že samotný převod materiálu infikovaného fytoplasmou AP do prostředí in vitro (tj. odběr výhonů na konci dormance, preparace vegetativních pupenů, jejich sterilizace roztokem HgCl2, nasazení na živná média a mikropropagace prýtů) vede v některých případech k vymizení fytoplasmy. Takové ozdravení jsme zaznamenali např. u odrůd 'Panenské zlepšené' nebo 'Virginia Crab'. Pokud založením kultury in vitro k eliminaci fytoplasmy nedojde, hrozí postupné zvyšování infekční nálože v explantátech a jejich chřadnutí. V dalším kroku je možno aplikovat metodu tzv. kryonože, která spočívá v zamrazení vzrostného vrcholu (viz obrázky) v kapalném dusíku a jeho následné regeneraci po odtání, nebo provést chemoterapii antibiotikem, přidaným do kultivačního média. Kryoterapií se nám podařilo ozdravit odrůdu 'Golden Delicious', u téže odrůdy pak bylo výrazné snížení koncentrace fytoplasmy pozorováno i po chemoterapii klarithromycinem.
I proti některým virům může být kryo- nebo chemoterapie úspěšná. Vymizení infekce ApMV a ACLSV po zamrazení a regeneraci jsme také zaznamenali u odrůdy 'Golden Delicious'. Zabývali jsme se i možnostmi ozdravení od nedávno identifikovaného viru (solanum nigrum ilarvirus, SnIV-1) a viroidu (apple hammerhead viroid, AHVd). Ilarvirus byl během několika let eliminován subkultivacemi explantátů, proti viroidu se u odrůd 'Selena', 'Jonagored Supra' a 'Šampion' osvědčilo antivirotikum ribavirin.
Úskalím ozdravování metodami in vitro je fakt, že některé odrůdy nemusejí v explantátové kultuře vykazovat dostatečnou životaschopnost, jsou-li velmi silně infikovány (to se v našich pokusech projevilo v některých případech nakažení fytoplasmou). Při kryoterapii je dále třeba vyvinout protokol pro úspěšnou regeneraci dané odrůdy, chemoterapie vyžaduje zkoušky fytotoxicity a nalezení optimální koncentrace účinné látky. Pokud se prokáže (např. metodou PCR) ozdravení in vitro kultury a materiál je převeden ex vitro, doporučujeme min. po roce přetestovat jeho zdravotní stav, aby se vyloučilo, že terapie sice dočasně stlačily koncentraci patogenů pod detekční limit použité metody, ale infekce se opět postupně rozvíjí.
Obr. 1 a 2: Vzrostný vrchol in vitro kultivovaného explantátu, obsahující meristematickou oblast, izolovaný pod binokulární lupou pomocí skalpelu a pinzety.
Výsledky ozdravování kryo- a chemoterapií byly dosud publikovány např. v těchto článcích:
Sedlák J., Přibylová J., Koloňuk I., Špak J., Lenz O. & Semerák M. (2023): Elimination of Solanum nigrum ilarvirus 1 and Apple Hammerhead Viroid from Apple Cultivars Using Antivirals Ribavirin, Rimantadine, and Zidovudine. Viruses 15(8), 1684. https://doi.org/10.3390/v15081684
Sedlák J., Semerák M. & Rejlová M. (2023): Sanitation of Apple Cultivars from AP Phytoplasma and ApMV and ACLSV Viruses Using In Vitro Culture and Cryo-Knife Therapy in Liquid Nitrogen. Applied Sciences 13, 7527. https://doi.org/10.3390/app13137527
Autor: Matěj Semerák
VÝZKUMNÝ A ŠLECHTITELSKÝ ÚSTAV OVOCNÁŘSKÝ HOLOVOUSY, s.r.o. (VŠÚO)