Cartoful este frecvent atacat de următoarele boli: mană (Phytophtora infestans), râia neagră ( Synchytrium endobioticum) și o serie de boli virotice, provocate de virusurile X, Y, S, A, G și M. (A.S. Potlog, Z. Suciu, A. Lăzureanu, G. Nedelea, A. Moisuc, 1989). Dintre dăunători, cel mai periculos este gândacul de Colorado (Leptinotarsa decemliniata).
Rezistența la mană (Phytophtora infestans) este o însușire genetică polifactorială. Genele de bază care intervin în determinarea rezistenței sunt genele dominante: R1, R2, R3, R4, R5 și R6, identificate în genomurile speciilor: Solanum demissum, Solanum semidemissum, Solanum stoloniferum etc. În toate cazurile, când aceste gene, unice sau în totalitate, se află în stare recesivă, intervine fenomenul de sensibilitate sau lipsă de rezistență. Interacțiunea între aceste gene este o interacțiune epistatică și cumulativă.
Specia Solanum demissum este cea mai valoroasă sursă de rezistență la mană, posedând peste 10 gene majore purtătoare ale rezistenței la acest agent patogen. Rezistența la mană variază mult de la o specie la alta și chiar de la un soi la altul.
Pentru realizarea de forme de cultură rezistente la mană sunt necesare hibridări între Solanum tuberosum, care nu posedă gene de rezistență, și unele specii spontane, cum este Solanum demissum și altele, care posedă astfel de gene. Prin astfel de hibridări interspecifice au fost introduse la soiurile cultivate numeroase gene majore de rezistență diferențiată și, o dată cu ele, un vast cortegiu de gene minore pentru rezistența uniformă (GERE, 1977). Ca surse de rezistență la mană sunt folosite și alte specii spontane cu același grad de ploidie sau diferit, față de specia de cultură, cum ar fi: Solanum verrucosum (2X), Solanum stoloniferum (4X) și specii hexaploide.
Solanum verrucosum este tot dihaploidă ca și specia de cultură și, în plus, determină un grad înalt de rezistență la mană. Cercetările au scos în evidență două tipuri de rezistență la mană: hipersensibilitate și rezistență de câmp. Hipersensibilitatea este condiționată de gene dominante de genul R2, controlul fiind monogenic.
Rezistența de câmp se datorează mai multor gene, cu acțiune cumulativă și complementară. Genele pentru rezistența frunzelor și rezistența tuberculilor, deși asemănătoare, se deosebesc prin intensitatea lor. Alături de gene R (gena majoră), mai acționează gena recesivă (r), cunoscută sub numele de gena minoră. Potențialul de rezistență se restabilește cu ajutorul back-cross-urilor repetate și cu ajutorul autofecundării. Dintre cele nouă gene majore R, pentru rezistența verticală, numai trei dintre acestea prezintă o acțiune puternică. Forme de rezistență la mană sunt deci rezistența specifică sau verticală și rezistența orizontală sau generală. Rezistența diferențiată este de tip monogenic dominant, determinată de gene majore independente, majoritatea de la Solanum demissum (de tip R), iar rezistența orizontală este de tip poligenic, determinată de gene minore sau poligene.
Rezistența la râia neagră (Synchytrium endobioticum) este o însușire ereditară polifactorială, la fel ca rezistența la mană. În cazul acestei boli a cartofului au fost puse în evidență trei grupe de gene de bază – X, Y, Z, precum și doi factori superiori – A și B. Există și o altă ipoteză privitoare la rezistența la râia neagră care presupune intervenția a trei gene A, B, și C cu acțiune aditivă. Fiecare genă ar determina un anumit grad de rezistență și care, însemnate în cadrul unui genotip, ar determina rezistența la râia neagră.
În combinațiile hibride dintre soiuri cu rezistență diferite, proporția formelor rezistente variază astfel: între soiuri rezistente x soiuri rezistente se realizează 75-100% forme rezistente; între soiuri sensibile x soiuri rezistente se realizează 50-60% forme rezistențe; între soiuri sensibile x soiuri sensibile se realizează 35-40% soiuri rezistente. Acest raport poate fi modificat în funcție de gradul de rezistență al soiurilor folosite ca forme parentale. În cazul în care se folosesc specii spontane ca forme parentale, de pildă Solanum demissum, proporția formelor rezistente poate depăși 90%.
Rezistența la bolile virotice ale cartofului – diagnosticul serologic permite identificarea rapidă și sigură a rezistenței la bolile și agenții virotici și obținerea de plante libere de virusuri. Antiserurile sau antigenele pentru identificarea și combaterea virusurilor se extrag din sucul plantelor respective.
Bolile virotice sunt destul de răspândite în lumea plantelor, iar pagubele cauzate sunt însemnate. Din această cauză ameliorarea aplică metode și procedee pentru identificarea virusurilor, precum și metode și procedee pentru obținerea de soiuri și hibrizi rezistenți. Menținerea în procesul de ameliorare a materialului biologic liber de viroze impune recunoasterea și eliminarea din timp a plantelor bolnave. Diagnosticul serologic se folosește cu succes în acest scop, fiind un test specific, rapid și ușor aplicat. De mare importanță practică este alegerea momentului când se realizează testarea.
Testarea serologică la cartof se face în faza de înflorire a plantelor și servește la alegerea și înmulțirea materialului săditor liber de viroze. În tehnologia testării se folosește o gamă variată de antiseruri, pentru cele mai tipice și larg răspândite virusuri specifice (virusurile Z, S, M, G și altele). În sistemul de înmulțire, admiterea materialului se face numai în cazul când, dintr-un număr de 5.000 de plante analizate, numai o plantă prezintă simptome virusologice. Testarea serologică a caratofului s-a generalizat și la noi în țară, începând cu anul 1962. Diagnosticul serologic al virusurilor cartofului se efectuează în condiții de câmp, seră sau laborator. Surse de rezistență pentru virus se găsesc în cadrul speciilor Solanum andigenum și Solanum acaule.
În determinismul genetic al rezistenței față de virusul X intervin două gene complementare și gena dominantă C, genotipurile Aa4 Bb4Cc4, Aa3Bb3Cc4 și Aa3Bb3Cc3 fiind rezistente. Alți cercetători scot în evidență genele Rx și Nx, prezente la speciile Solanum tuberosum, Solanum Chacoense și Solanum acule. În cazul virusului S, însușirea de rezistență este determinată de gena recesivă S, surse de rezistență găsindu-se printre formele din cadrul speciei Solanum andigenum. Mai puțin este cercetată genetica rezistenței la virusul M, virus care se răspândește prin afide.
Rezistența la virusul A este bazată pe hipersensibilitate și este controlată de gena dominantă Na, înlănțuită cu gena Nx (care intervine și în determinismul rezistenței la virusul X). Înmulțirea la atacul virusului A se datorează genei Ry, genă cu acțiune pleiotropă (determină și imunitatea față de virusul Y). Pentru rezistența la virusul Z, virus de contact, gene de rezistență se găsesc la speciile Solanum stoloniferum și Solanum hangasii, însușirea fiind determinată de gena Ry, iar hipersensibilitatea, de genele Ny și Nc. Tipul de rezistență cunoscut sub denumirea de rezistență la infecție are o condiționare poligenică și se bazează pe acțiunea aditivă a genelor. Se știe mai puțin despre determinismul genetic al rezistenței la virusul răsucirii frunzelor, fiind necesare cercetări în vederea elucidării bazei genetice. Există unele orientări privitoare la rezistență în condiții de câmp și laborator, atât în privința rezistenței extreme, cât și a supersensibilității. Rezistența la bolile virotice este deci o rezistență polifactorială și variată.
Se urmărește obținerea unor tipuri diferite de rezistență ca: rezistența la infecție, hipersensibilitatea și imunitatea. Rezistența bazată pe supersensibilitate față de virusurile A, X și Y este caracteristică unui număr însemnat de soiuri și este controlată de gene dominante. Tipurile genetice și fiziologice de rezistență la viroze sunt deci: toleranța poligenică la multiplicarea și răspândirea virusului, rezistența fiind poligenică și nespecifică, și rezistența bazată pe hipersensibilitate. Specialiștii și cercetătorii de la Laboratorul de genetică și ameliorare a cartofului de la Brașov, folosind metode genetice, au obținut numeroase soiuri de cartof rezistente la bolile virotice, îndeosebi la virusurile X, S, M, Y, folosind ca surse de rezistență diferite specii montane de cartof.
Rezistența la gândacul de Colorado (Leptinotarsa decemliniata) – este o însușire ereditară. Surse de gene de rezistență sunt diverse la speciile de cartof, ca: Solanum jamessi, Solanum pinnotisectum, Solanum demissum, Solanum polyadenium, Solanum comersonii, Solanum molinae, Solanum acaule și altele. Rezistența la gândacul de Colorado este determinată de acțiunea simultană a mai multor gene, precum și de acțiunea individuală a unor gene dominante. Se citează și gene cu acțiune recesivă, dar mai rar și în cazuri excepționale. Rezistența la gândacul de Colorado se transmite, de obicei, ca însușire intermediară.
Cea mai valoroasă sursă de rezistență, cu cele mai multe gene, sunt speciile din cadrul seriei botanice Commersoniana. Rezistența cartofului la atacul gândacului de Colorado se bazează pe prezența unor glicoalcaloizi în frunze produși de unele specii sălbatice (Solanum demissum, Solanum chacoense etc.). Producția de glicoalcaloizi este condiționată poligenic, cu deosebiri caracteristice de la o specie la alta. Încercările de a folosi specia Solanum demissum au fost infructuoase, întrucât conținutul de glicoalcaloid (demissina) se reduce de la F1 spre F3, dispărând complet. În schimb, s-au obținut rezultate încurajatoare prin folosirea speciei Solanum Chacoense, întrucât gradul de rezistență al speciei sălbatice nu dispare în urma hibridării.
Rezistența la nematozi (Heterodera rostochiensis) – este o însușire genetică monofactorială, cea mai valoroasă fiind gena Hi, provenită de la Solanum andigenum, dar ea asigură rezistența numai la rase vechi. Gene de rezistență posedă și alte specii de cartof, cum sunt: Solanum famatinae, Solanum vernei, Solanum ancrense și altele. Speciile Solanum multidissectum și Solanum sanctaerosae posedă gena de rezistență He, care determină rezistența față de rasele O și B.
Determinismul genetic al însușirilor fiziologice
Rezistența la îngheț – este o însușire fiziologică cu un determinism genetic polifactorial. Intervin fie gene dominante, fie, în unele cazuri, o singură genă majoră și alte gene modificatoare, în funcție de soi sau specie.
Repausul fiziologic al tuberculilor – reprezintă o caracteristică genetică importantă a cartofului mai puțin cercetată, atât sub aspectul determinismului său genetic, cât și al modului de transmitere în descendență. Pe baza rezultatelor practice obținute se crede că se moștenește dominant.
Autocompatibilitatea – este controlată de alele multiple, situate în locusul S, fiind deci de tipul gametofitic. Androsterilitatea se datorează prezenței și acțiunii mai multor gene dominante și independente. Androsterilitatea la cartof este un fenomen frecvent, fiind identificată la multe soiuri cultivate și specii spontane (Solanum ajnhuiri) și pentaploide (Solanum juzepezukii, Solanum vallis-mexici). S-a stabilit că fenomenul este determinat de o serie de gene In, dominante și independente, care produc în combinație cu o citoplasmă sensibilă Ins indehiscența anterelor. Ca surse pentru genele In s-au stabilit a fi speciile Solanum Chacoense, Solanum phureja, Solanum Stenotonum, Solanum Kurtzianum. Singura sursă de citoplasmă sensibilă este reprezentată prin Solanum chacoense. La această specie au fost puse în evidență și două gene restauratoare de fertilitate, epistatice, genele In, și care determină o fertilitate normală a polenului. Un alt tip de androsterilitate identificat la specia Solanum verrucosum este condiționat de gena dominantă Lb, în interacțiune cu citoplasma sensibilă Lbs.
Victor VĂTĂMANU
