תרצה זהבי – אגף צומח תחום פירות ,שה"מ
יהודה יהודה, שירה רייקין, ריטה מונטאר ועומר קראיין – מו"פ צפון
מוניר מוואסי – מנהל המחקר החקלאי
מוחמד זיידאן – השירותים להגנת הצומח
תקציר
וירוס קיפול העלים מספר 2 (GLRaV2) מוכר כווירוס הגורם למספר תופעות בגפנים. עם זאת, מידת ההשפעה שלו על גובה היבול ועל איכותו כמעט שלא נחקרו בעולם ולא מוכר וקטור חרקי המסוגל להעבירו לצמח בריא .מאחר שתפוצתו של הווירוס בישראל עלתה מאוד בשנים האחרונות, ערכנו השוואה בין הביצועים (גובה יבול ואיכותו) של גפנים שנמצאו נגועות, על סמך תסמינים ובדיקות מולקולריות, לבין גפנים שאושרו מולקולרית כבריאות בשבע חלקות קברנה סוביניון (בכל חלקה כ- 5 גפנים בכל קטגוריה). בנוסף, כדי ללמוד על התפשטות המחלה עקבנו אחר הופעת גפנים נגועות "חדשות". נמצא שברוב החלקות ההשפעה של וירוס זה קטנה יחסית להשפעה של וירוס מספר 3 המוכר יותר, וכן שלא נראתה התפשטות מוקדית היכולה להעיד על מציאותו של וקטור חרקי .
מבוא
מחלת קיפול העלים נגרמת בעטיים של כמה וירוסים, השייכים למשפחת ה- Closteroviriridae, אשר כוללת שלושה סוגים: הסוג העיקרי – Ampelovirus – כולל את וירוס מספר 3 Grapevine Leafroll associated Virus )
(GLRaV3 – 3, שהוא הנפוץ ביותר ברוב אזורי הגידול בעולם, גם בישראל; את וירוס מספר 1, הנפוץ יותר באירופה; וכן את וירוסים מספר 4, 5 ו-6; בסוג Velarivirus נכלל וירוס מספר 7; ובסוג Closterovirus – וירוס מספר 2 (GLRaV2). מספור הווירוסים תואם את סדר גילויים, וחלוקתם לסוגים ולמינים (species) מבוססת על הבדלים ברצף המולקולרי. קיימים פערי ידע משמעותיים לגבי השפעתם של הווירוסים השונים על הגפנים. פערים אלה נובעים בעיקר מההבדלים בתפוצתם ברחבי העולם. וירוס מספר 3 למשל, נחקר רבות בעולם בכלל, ובארץ בפרט. שני לו הוא וירוס מספר 1. נכון לקיץ 2022, לגבי השפעתו של וירוס מספר 2 על הגפן, ניתן למצוא בספרות שבעה מאמרים. בבדיקות מעבדה שנערכו בארץ בשנים האחרונות לגפנים, שביטאו תסמיני האדמה, אך נמצאו שליליות לווירוס מספר שלוש, התברר כי גם וירוס מספר 2 נמצא בכרמים בשיעורים שונים. מאחר שהידע בנושא ההשפעה של וירוס זה על הגפנים הוא מצומצם יחסית, יש לייצר בסיס למידע שיאפשר לקבל החלטות מושכלות לגבי גפנים נגועות. הידע החסר נגע בשתי שאלות מעשיות, שהן אלה שהביאו למחקר הנוכחי: א. מה מידת הפגיעה של הווירוס בגובה היבול ובאיכותו; ב. האם גפנים נגועות מהוות מקור מדבק לגפנים נקיות בחלקה .
שיטות
- גפני הניסוי
כל הניסויים נערכו בזן קברנה סוביניון בחלקות שבהן גפנים הנגועות בווירוס קיפול העלים מספר 2. במהלך הסתיו סומנו גפנים שביטאו תסמיני האדמה, וזמורות מהן שימשו להפקת RNA במעבדה של מו"פ צפון. לאחר יצירת DNA משלים נבדקו לנוכחות שני וירוסים המעורבים במחלת קיפול העלים – וירוסים מספר 2 ומספר 3.
להמשך העבודה נבחרו בכל חלקה חמש גפנים הנושאות רק את וירוס מספר 2. סמוך לכל גפן נגועה, באותה שורה, במרחק של 1-5 גפנים, נבדקו מולקולרית גפנים ללא תסמינים. גפנים שנמצאו נקיות משני הווירוסים ,שימשו כגפני ביקורת. הגפנים מרוב החלקות נבחנו במשך שנתיים רצופות (טבלה 1).
טבלה 1: חלקות הניסוי
מדדים שנאספו בשנות הבדיקה השונות חלקה נטיעה כנה קלון משק 2021 2020 2019 תירוש ויבול תירוש 4.1 2009 SO4 15 גשור תירוש ויבול תירוש 4.4 2009 פולסן 338 תירוש תירוש "ברקן" 2010 169 אלקוש תירוש 2010 ריכטר 169 זרעית תירוש יבול וגזם תירוש ויבול 2016 101/14 גמלא תירוש יבול וגזם 2017 101/14 33 אודם תירוש יבול וגזם "זרעית" 2017 ריכטר דישון
- בדיקות ביצועים
נבחנו שלוש קבוצות מדדים:
1 (איכות הפרי) נתוני תירוש (נבדקה בכל שנות המחקר) מכל גפן נדגמו 96 גרגרים שנאספו בצורה שיטתית משישה אשכולות מכל אחד מצדי השורה.
2. 48 גרגרים שימשו לבדיקת משקל הגרגר, רמת הסוכר וה- PH.
.3מ-48 גרגרים נוספים נעשה מיצוי של הצבע והפנולים באתנול חומצי.
גובה היבול ומספר האשכולות לגפן לא נבדקו בשנת המחקר הראשונה, אך בשנים הבאות כל גפן נבצרה בנפרד, תוך ספירה של מספר האשכולות. בשנת הניסוי האחרונה נבדק גם משקל הגזם כמדד לעוצמת הצימוח. נערכה בתוכנת JMP השוואה של ממוצעי המדדים השונים של גפנים נגועות לעומת גפנים בריאות עבור כל חלקה בנפרד. בנוסף, בגלל השונות הגדולה בין הכרמים וכדי לצמצם שונות זו, חושב היחס בין הגפן הנגועה בווירוס לגפן הבריאה הסמוכה אליה (לדוגמה, יבול הגפן הנגועה חולק ביבול הגפן הבריאה בכל חלקה בנפרד). יחס נמוך מ-1 מעיד על כך שהערך שהתקבל בגפן הנגועה נמוך מזה שהתקבל בגפן הבריאה ויש פגיעה של הווירוס בביצועי הגפן. מאידך, יחס גבוה מ-1 מעיד על ערך גבוה יותר בגפן הנגועה. יחס זה אפשר לרכז לניתוח אחד (עבור כל מדד) את התוצאות של כל החלקות והשנים, למרות שהיו הבדלים גדולים ברמות ההבשלה והיבול בין החלקות בגלל החלטות יינניות .בהיבט סטטיסטי, נערכה השוואה במבחן t למדגם יחיד בין היחסים שהתקבלו והערך "אחד", כאשר הממוצע והשונות הכלליים התקבלו כממוצעים משוקללים על פני כל הכרמים והשנים.
ב. התפשטות מרחבית של הנגיעות
ניתוח ההתפשטות מתבסס בעיקר על סקירה שנתית של חלקת השנטוע בחוות פיכמן. החלקה נועדה לבחון הופעה של 3LR, אך משנת 2017 נבדקות גפנים המבטאות תסמיני האדמה גם לנוכחות 2LR. החלקה נטועה בצפיפות (2.5 מטרים בין השורות, וחצי מטר בין הגפנים בשורה), ובסך הכול נסקרות כל שנה להופעת תסמיני האדמה כ-5,000 גפנים מהזן קברנה סוביניון קלון 412, המורכבות על כנת 4SO. כל הגפנים המבטאות תסמינים נבדקות מולקולרית לנוכחות שני הווירוסים במעבדה של מו"פ צפון. כתמיכה שימשו גם נתונים רב-שנתיים מחלק מהחלקות שהשתתפו בניסוי.
תוצאות
א. ביצועי הגפנים
תוצאות העבודה מבוססות על בדיקה ב-7 חלקות כרם, שב-4 מהן נאספו נתונים במשך שנתיים. סיכום ההשפעות מוצג בטבלה 2, וממנו עולה כי במרבית המדדים והחלקות נראתה מגמה של פגיעה בביצועי הגפנים .מניתוח ממוצעי כל החלקות עולה כי ב-4 מ-7 המדדים שנבדקו נמצאה השפעה מובהקת של הנגיעות, אולם ב-2 מהם (סוכר ו- pH) ההשפעה הממוצעת הייתה קטנה מ- %2. לעומתם, צבע הענבים וגובה היבול נפגעו בגפנים נגועות ב- %11 בממוצע בהשוואה לגפני הביקורת, אם כי מבחינת היבול לא התקבלה מובהקות. משקל הגרגר בגפנים נגועות היה גבוה מזה שבגפנים הבריאות ב-8 מבין 11 הבצירים, נתון התואם את הממצאים לגבי ההשפעה של נגיעות בווירוס קיפול העלים מספר 3. כך גם הנטייה החוזרת על עצמה, אך לא במובהק, של השפעת וירוס זה על גובה היבול. מגמה זו השתקפה גם מעבודת המוסמך של רותם נלביצקי לגבי ההשפעות של וירוס מספר 3.
טבלה 2: היחס בין ביצועי הגפנים הנגועות לגפנים בריאות, השוואה של ממוצעי כל החלקות ושנות המדידה
נמוך מבריא[1] יחס נגוע/בריא מדד (8(11 0.982** סוכר (11)7 0.989** pH (11)8 0.891** צבע (7)4 0.955 פנולים (11)1 * 1.042 משקל גרגר (6)5 0.894 יבול לגפן (6)4 0.957 מספר אשכולות
טבלה 3 שלהלן מפרטת את הערכים שהתקבלו בכל אחת מהחלקות, ובולט בה ההבדל בתגובה בין החלקות השונות: ההבדלים בחלקות הבוגרות, שניטעו בשנים 2009 ו- 2010 (זרעית, אלקוש וגשור, שחלקן נבדקו במשך שנתיים) גבוהים מההבדלים שנמצאו בגמלא, בדישון ובאודם, שניטעו בשנים 2016 ו- 2017. השפעות גדולות ומובהקות בעקביות נמצאו בשתי החלקות בגשור (נטיעת 2009) שבכל אחת מהן קלון וכנה שונים. הערכים במדד הצבע הגיעו בשנת 2020 לכ- %50 מהערכים שהתקבלו בגפני הביקורת. מאפייני הצימוח נבדקו ב-3 החלקות שנדגמו ב- 2021 והם מוצגים בטבלה 4 להלן. ב-3 החלקות הללו הייתה מגמה לצימוח חזק יותר בגפנים הבריאות (בחלקת אודם במובהק – ב-0.06=P ו- 0.07=P עבור משקל הגזם ומספר הזמורות, בהתאמה). חוסר המובהקות נובע מההבדלים הגדולים בין הגפנים במדד זה שהגיעו לפי שלושה באותו כרם ובאותה דרגת נגיעות.
טבלה 3: נתוני התירוש והבציר בחלקות השונות
יבול (ק"ג/גפן) אשכולות (מספר) גרגר (גרם) פנולים (יחידות בליעה) צבע (מ"ג/גרם) pH סוכר (%) נגוע בריא נגוע בריא נגוע בריא נגוע בריא נגוע בריא נגוע בריא נגוע בריא נגיעות/ שנה חלקה 1.5 1.5 1.09 1.27 0.78 0.99 3.46 3.46 22.7 22.9 2019 זרעית 1.4 1.3 1.05 1.27 0.69 0.84 3.49 3.46 20.8 21.0 2019 אלקוש 1.2 1.2 0.91 0.95 3.28 3.28 22.9 23.2 2020 1.2 1.1 1.17 1.27 0.46 0.64 3.62 3.67 23.6 25.2 2019 גשור 4.1 8.0 10.0 54 56 1.1 1.2 0.36 0.62 3.32 3.41 25.1 25.5 2020 1.2 1.1 1.12 1.16 0.45 0.57 3.52 3.63 23.1 24.2 2019 גשור 4.4 7.4 8.8 51 59 1.3 1.2 0.22 0.45 3.36 3.43 23.9 25.4 2020 2.5 2.7 35 33 1.1 1.1 1.06 0.99 3.31 3.37 27.0 28.5 2020 גמלא 4.1 5.3 39 50 1.3 1.1 1.47 1.47 1.48 1.46 3.29 3.34 23.7 23.1 2021 2.9 4.2 31 36 1.1 1.1 1.80 1.67 2.43 2.17 3.16 3.19 22.9 22.7 2021 אודם 4.4 3.7 35 30 1.4 1.4 1.7 5 1.7 2 1.41 1.4 9 3.2 1 3.1 7 .32 8 .32 8 2021 דישון
רקע צבעוני מעיד על רמת המובהקות: צהוב – 0.05<P, כתום – P<0.1
טבלה 4: משקלי הגזם ומספר הזמורות בגפנים שנדגמו בשנת 2021
מספר זמורות משקל גזם )ק"ג( נגוע בריא נגוע בריא 23.20 26.00 0.52 1.11 אודם 29.00 29.75 1.75 1.76 גמלא 22.67 24.33 1.20 1.43 דישון
ב. התפשטות הנגיעות בשטח
בחלקה בפיכמן נטועות כ- 4800 גפנים. גפנים אלה נסרקות מדי שנה (החל משנת 2016) לתסמיני האדמה, גפנים החשודות כנגועות במחלת קיפול העלים, מסומנות על מפה ונבדקות לנוכחות שני וירוסים: וירוס מספר 3 ווירוס מספר 2. גפנים הנגועות בווירוס מספר 3 נעקרות, אך לא כך גפנים הנגועות בווירוס מספר 2.
למרות זאת, עד כה התגלו שלושה מקבצים (רצפים של גפנים באותה שורה) של גפנים עם וירוס מספר 3 (עם 4, 2 ו- 2 גפנים ברצף), אך לא התגלה אף רצף של נגיעות בווירוס מספר 2.
בחלקות הניסוי המתוארות בעבודה זו לא היו מקרים שבהם במהלך שנות המעקב הופיעה גפן נגועה בווירוס מספר 2 בצמוד לגפן שהוגדרה מלכתחילה כחיובית. בחלקות בגשור הגפנים התסמיניות סומנו בשנת 2014 על ידי קבוצתה של רקפת שרון ממו"פ צפון. במיפוי שנערך בשנת 2021 לא נמצאה אף גפן נגועה בצמוד ל- 11 הגפנים שסומנו בשנת 2014 (4 בחלקה אחת, ו-7 בשנייה).
סיכום ומסקנות
בעבודה זו הראינו שההשפעה הממוצעת של וירוס קיפול העלים מספר 2 קטנה יחסית. עם זאת, ההשפעה בחלקות מסוימות, בעיקר בשתי החלקות בגשור, הייתה מובהקת בכמה מדדים. הבדלים בתגובה לנגיעות בווירוס יכולים להיגרם בעקבות תנאים אקלימיים (Constable et Al, 2013), רמות ההבשלה שבהן נבצרו החלקות השונות או בגלל טיפוסים שונים של הווירוס, שבמקרה של וירוס מספר 2 השפעתם השונה מוכרת בעולם (et Al, 2021 Song ) בכוונתנו להמשיך ולבדוק את טיפוסי הווירוס בארץ. רוב הכרמים שניטעו בישראל בשנים -2011-2009 מבוססים על חומר שיובא משני מקורות בצרפת (שונים בין גשור לאלקוש וזרעית). בחלקות אלה הייתה השפעה עקבית (לא תמיד מובהקת) של הנגיעות על רמת הסוכר והצבע. נטיעות מהשנים 2016 ו- 2017, שבהן כרמים באודם, בגמלא ובדישון, ניטעו מחומר שיובא לחוות יזרעם מחלקת הריבוי של FPMS בדייוויס. בכרמים אלה לא נמצאה בשום מקרה השפעה מובהקת על מדדי האיכות, ובחלק מהמקרים אף הייתה נטייה לא מובהקת לערכים טובים יותר בגפנים הנגועות. תוצאות המעקב הרב-שנתי אחר גפנים נגועות מעידות על כך שאין התפשטות של וירוס מספר 2 מגפן לגפן, דבר התואם את הידוע מהעולם לגבי וירוס זה (Angelini et Al., 2017).
לפיכך, אין לחשוש שגפנים נגועות בחלקה יהוו מוקד התפשטות ואין צורך לעקרן מסיבה זו. מבחינה מעשית ,נוכחות וירוס נוסף בכרמים מטיל עול נוסף על המגדלים, שכן עדיין לא הוגדרה אבחנה מבדלת (ויזואלית) בין גפנים הנגועות בווירוס מספר 2 לגפנים הנגועות בווירוס מספר 3, ולקבלת תשובה ודאית, יש צורך בבדיקת מעבדה. חומר הריבוי ששימש לנטיעת החלקות שנבדקו בעבודה זו כבר אינו זמין לנטיעה בארץ, וכל שנותר הוא לקוות שלא תתגלה נגיעות בווירוס כל שהוא בחומר הזמין כיום ושלא יינטע בכרמים חומר ריבוי נגוע .
מחקר זה מומן ע"י קרן שה"מ
תודות לקרן ולכורמים על שיתוף הפעולה ולד"ר הילרי פוט על העזרה בניתוח הסטטיסטי.
רשימת ספרות מצוטטת: נלביצקי, רותם) 2013( המופע של מחלת קיפול העלים הנגרמת ע"י הווירוס 3GLRaV-והשפעתו על מדדים פיזיולוגיים ואיכותיים בגפנים בצפון ישראל. ע"ג מוגשת לפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה
Angelini, E., et al. "Grapevine leafroll-associated virus 2." Grapevine Viruses: Molecular Biology, Diagnostics and Management. Springer, Cham, 2017. 141-165.
Constable, F. E., et al. "The reliability of woody indexing for detection of grapevine virusassociated diseases in three different climatic conditions in Australia." Australian Journal of Grape and Wine Research 19.1 (2013): 74-80.
Song, Yashu, Robert H. Hanner, and Baozhong Meng. "Probing into the effects of grapevine leafroll-associated viruses on the physiology, fruit quality and gene expression of
grapes." Viruses 13.4 (2021): 593.
[1] מספר המקרים שבהם התוצאות בגפנים נגועות היו נמוכות מהתוצאות של הגפנים הבריאות; בסוגריים – מספר החלקות/שנים שהמדד נבדק.
** מובהק ברמה של 0.05 * מובהק ברמה של 0.1
