Conținutul de amidon, un indicator al infecției virotice la cartof

​Virusurile reprezintă problema majoră a industriei cartofului pentru sămânță. Eșecul în a le controla duce la scăderea cantității de sămânță certificată disponibilă și creează dificultăți în aval pentru cultivatorii comerciali. Lipsa materialului certificat încurajează circulația cartofilor pentru sămânță și astfel a virusurilor asociate acestora și contribuie la apariția virusurilor necrotice ale tuberculilor în toate regiunile producătoare de sămânță.

​Defectele tuberculilor rezultate din infecția cu virusurile necrotice (și nu numai) au extins semnificația bolii virale de la o problemă ce ținea strict de sămânță la o problemă de calitate, care afectează toate sectoarele industriei. Fiind paraziți obligați și afectând metabolismul plantelor, virusurile provoacă o modificare a proceselor fiziologice, ducând nu numai la scăderea productivității plantelor, ci afectând și compoziția biochimică a tuberculilor. Infecția virală a plantelor de cartof afectează așadar atât randamentul, cât și calitatea cartofilor. Ca rezultat, plantele crescute din sămânță infectată anterior (infecție secundară) produc de obicei tuberculi nepotriviți pentru comercializare.
Conform numeroaselor surse, există într 40-50 de virusuri care infectează plantele de cartofi în întreaga lume, dintre care cei mai semnificativi sunt considerați: virusul Y al cartofului (PVY), virusul răsucirii frunzelor de cartof (PLRV), virusul A al cartofului (PVA), virusul X al cartofului (PVX), virusul M al cartofului (PVM) și virusul S al cartofului (PVS).
 
Cum afectează infecția virală amidonul
Un studiu recent descrie amidonul ca un potențial indicator al prezenței virusului în plante. Această metodă se bazează pe observația că, la plantele infectate cu virusuri în stadiile incipiente ale infecției, conținutul de amidon din frunze este în general redus. Prin urmare, planta cu acumulare scăzută de virus, infecție latentă sau în stadiu incipient de infecție poate fi identificată prin evaluarea nivelurilor de acumulare a amidonului. Infecția cu virus interferează de obicei cu structura și funcția cloroplastului și astfel induce simptome tipice legate de fotosinteză, cum ar fi cloroza și mozaicul. Deoarece amidonul este sintetizat în cloroplast, infecția cu virus poate influența acumularea amidonului în plantă.
Cercetările contemporane sugerează că pierderea randamentului asociată cu infecția virală a plantelor de cartof variază de la 10 la 80%, cele mai multe efecte dăunătoare fiind observate la plantele infectate cu PLRV și PVY. Infecțiile cu PLRV și PVY au o rată rapidă de răspândire de către vectori precum afidele, ceea ce explică efectul lor extrem de dăunător asupra cartofilor, provocând simptome severe și moderate la plante, în timp ce pierderile de recolte după o infecție combinată cu virusuri pot fi și mai severe.
În ceea ce privește calitatea cartofilor, infecția cu virusuri duce la modificări biochimice și fiziologice în procesul de fotosinteză, asimilarea de CO2 și acumularea de amidon. Studiile efectuate în ultimii ani arată că deteriorarea plantelor de cartof de către virusurile PVM și PVY duce la o scădere semnificativă a calității amidonului din tuberculi. Simptomul comun indus de infecția cu virus este cloroza frunzelor, care este adesea asociată cu tulburări ale activității cloroplastelor. Se observă că, de obicei, virusurile suprimă acumularea de amidon în frunzele plantelor într-un stadiu incipient al infecției.
Infecția plantelor de cartof cu virusurile PVY, PVS și PVM duce la scăderea conținutului de substanță uscată și o scădere a conținutului de amidon în tuberculi cu 0,5%-9% comparativ cu tuberculii neinfectați. S-a constatat că probele de amidon din tuberculii de cartof infectați cu PVY, PVS și PVM au avut un conținut mai mare de amiloză.  
Analizele au arătat că infecția cu virusurile PVX și PVY într-un stadiu incipient a fost în general asociată cu o reducere a acumulării de amidon. O reducere a acumulării de amidon a fost evidentă chiar și cu o acumulare de virus foarte scăzută detectată prin RT-PCR. Această descoperire sugerează că evaluarea nivelurilor de acumulare a amidonului poate servi ca un indicator larg pentru prezența infecției cu virus.
Reducerea generală a acumulării de amidon cauzată de infecția cu virus în stadiile inițiale și de apariție a simptomelor sugerează că infecția cu virus afectează în general fotosinteza în stadiile incipiente ale infecției. Cu toate acestea, în etapa ulterioară a infecției virale, diferite virusuri par să aibă efecte diferite asupra conținutului de amidon. Astfel, reducerea conținutului de amidon ar putea fi un indicator general al infecției cu virus în stadiul incipient. Efectele distincte asupra acumulării de amidon între diferitele stadii de infecție pot reflecta interacțiunile complexe și dinamice dintre virusuri și căile fitohormonale, nutriționale și de semnalizare a stresului gazdei. Astfel, reglarea distinctă a metabolismului amidonului din frunze prin infecția cu virus este consecința interacțiunilor specifice dintre virus și gazdă.
Amidonul din cartof posedă unele proprietăți fizico-chimice unice în comparație cu amidonul din alte surse (de exemplu, conținut ridicat de fosfat, lipsa de lipide interne și proteine din granule). Proprietățile amidonului sunt afectate de raportul dintre amiloză și amilopectină, dimensiunea granulelor, conținutul de fosfat și alți parametri. Cu toate acestea, nu există încă studii privind proprietățile amidonului obținut din tuberculii de cartof infectați cu virusuri. Până în prezent, metodele serologice și moleculare pentru detectarea infecției cu virus au fost utilizate pe scară largă, dar aceste metode au dezavantaje dacă sunt aplicate pentru detecția pe scară largă.
 
Acest studiu demonstrează că virusurile plantelor suprimă în general acumularea de amidon în frunze în stadiul incipient al infecției. Pe baza acestei observații, se sugerează că evaluarea nivelurilor de acumulare a amidonului poate servi ca o metodă de detectare pentru a diagnostica infecția cu o gamă largă de virusuri ale plantelor, în special în stadiul incipient. În cazul PVX, sensibilitatea acestei metode este comparabilă cu cea a detectării PCR.
Mai mult, această metodă a fost aplicată cu succes pentru a detecta virusuri latente în material provenite din culturi de țesuturi
Industria este amenințată de noile virusuri care fac necomercializabili cartofii. În țările mai avansate virologii și cultivatorii lucrează în comun pentru a dezvolta markeri moleculari care să reducă ani și costuri considerabile pentru dezvoltarea și lansarea de noi soiuri de cartof rezistente la virus. Până la dezvoltarea acestora, cultivatorii de cartof au nevoie de opțiuni pe termen scurt pentru a gestiona mai bine bolile virale în fermă, pentru a înțelege mai bine factorii care contribuie la răspândirea virusurilor în cadrul unei ferme și modul în care influențează calitatea tuberculilor și trăsăturile de procesare în timpul recoltării și depozitării. (sursa: extras Cartoful în România, nr 33, V. Șerban, C. Bădărău, A. Tican, M. Cioloca, M. Popa)
 
Roxana Drăghici