חוקרים: לידן פלאח בלוק – אגף ענפי שירות, תחום הגנת הצומח, שה"מ; אופיר בהר, נופר אסולין, אורית דרור – המחלקה למחלות צמחים וחקר עשבים, מנהל המחקר החקלאי; שני אישגור גרינברג, נטע מור – אגף ענפי שירות, תחום הגנת הצומח, שה"מ; אורי אדלר – תחום ירקות, מועצת הצמחים; זיו מי טל – אגף ענפי הצומח, תחום ירקות, שה"מ;
דוח ביניים (סיכום שנה א')
תקציר
בשנת המחקר הראשונה התמקדנו בבחינת השפעת מועד החשיפה של צמחי גזר לפסילת הגזר הנגועה בחיידק ליבריבקטר, על ביטוי תסמיני מחלה שונים, אכלוס על ידי החיידק, צבירת יבול ויבול סופי. הניסוי נערך בעציצים בנפח גבוה, בשטח פתוח, בכדי לדמות גידול חקלאי ככל שניתן, אך גם לאפשר הכנסה של פסילות באופן מבוקר לעציצי הטיפול במועדים שהוגדרו. הממצאים מלמדים שלמועד החשיפה של הצמחים השפעה קריטית על כל הפרמטרים שהוזכרו לעיל. ככלל, ככל שמועד החשיפה מוקדם יותר, כך התפתחות התסמינים, אכלוס הצמח והפגיעה בצבירת היבול יהיו משמעותיים יותר; וככל שהחשיפה תגיע בשלב מאוחר יותר, כך יפחתו השפעות אלו, ובמועדים מסוימים, על אף קיום הדבקה ואכלוס, הם לא יבואו לידי ביטוי בתסמינים או בפגיעה ביבול. כמו כן, נראה כי הפגיעה ביבול מתרחשת הרבה לפני מופע התסמינים של המחלה, ולכן קיימת חשיבות להגן על הגידול כבר משלבי ההצצה, היות שחשיפה בשלב זה תוביל לפגיעה קריטית ביבול, אך הביטוי של תסמיני המחלה יופיע רק חודשים מאוחר יותר. טרם הובהר אם לפסילת הגזר לבדה יש השפעה על צבירת היבול בגזר, לאור הקושי לקיים אוכלוסיית פסילה "נקייה" משמעותית, כך שתוכל לשמש בניסוי הזה. בשנה ב׳ של המחקר נתמקד בשאלה זו, על ידי ביצוע ניסויים בקנה מידה קטן יותר, בהתאם לגודל האוכלוסייה הנקייה שנצליח להקים.
רקע ומטרות
מחלת צהבון הגזר בישראל מקושרת בשנים האחרונות לחיידק Candidatus Liberibacter solanacearum (ליבריבקטר), המועבר בישראל על ידי פסילת הגזר Bactericera trigonica. המחלה גורמת למגוון תסמינים, כאשר העיקרי שבהם הוא איבוד שלטון קודקודי (אש״ק), המתבטא בפריצה של עלים רבים מבסיס האשרוש המוביל למופע המכונה "מטאטא מכשפה". במחקר רב-משתתפים, שנערך בין השנים 2011-2015 (מיזם צהבון הגזר, בהנהלת פרופ׳ עבד גרה), נמצא כי הנזק ממחלת הצהבון בא לידי ביטוי בעיקר במזרעים מאוחרים (חודש דצמבר והלאה), וכי במזרעים מוקדמים יותר אין צורך לרסס כנגד הפסילה, משום שאיננה שכיחה בתקופה זו וגם ביטוי המחלה בחודשים אלו הוא זניח. בשנים האחרונות ישנם דיווחים רבים על פחיתה משמעותית ביבול בחלקות גזר שאינן מרוססות או שמרוססות באופן חלקי בלבד, ונצפתה נוכחות משמעותית של פסילה הגזר בהן. עם זאת, במרבית המקרים הפחיתה ביבול איננה מלווה בתסמיני איבוד שלטון קודקודי אופייניים, ולכן לא ברור מי הוא הגורם העיקרי לפחיתה ביבול.
הקשר בין מחלת הצהבון ופחיתת יבול הגזר בישראל נדון בעבר, אך מעולם לא נבחן לעומק. לדוגמה, ידוע כי גזרים המאוכלסים בליבריבקטר ומבטאים תסמיני אש״ק, גדולים וכבדים במובהק מאשרושים שאינם מראים תסמיני מחלה (מיזם צהבון הגזר; Mawassi et al. ,2018), אך ברמת השדה כולו היבול הכללי נמוך. חוסר הלימה זה בין הממצאים השונים טרם זכה להתייחסות מספקת ונותר בגדר נעלם. כמו כן, טרם נבדקה בישראל השפעתה הישירה של פסילת הגזר (לא כווקטור של מחלת הצהבון) על הופעת תסמינים בגזר ועל צבירת היבול. תוצאות ממחקרים הקדמיים שביצענו רומזים שלמועד האילוח בגורם המחלה (ו/או בפסילה) יכולה להיות השפעה קריטית על התפתחות האשרוש, ומכאן שיש לבדוק לא רק את השפעת גורם המחלה והפסילה ככלל, אלא כתלות במועד החשיפה של הצמחים למזיקים אלו.
מטרת העל של מחקר זה היא הבנת הקשר בין מועד האילוח במחלת הצהבון, פסילת הגזר, לבין אובדן יבול בגזר והופעה של תסמיני מחלה. המטרות הספציפיות הן:
- בחינת ההשפעה של מועד האילוח במחלת הצהבון על צבירת היבול בגזר, והתפתחות תסמיני מחלה.
- קביעת ההשפעה של פסילת הגזר לבדה (ללא גורם המחלה) על תסמינים בגזר ועל צבירת יבול.
שיטות וחומרים
זרעי גזר מהזן המסחרי ניירובי נזרעו בתוך עציצי 100 ליטר (50 זרעים לעציץ), אשר נמצאים בשטח פתוח במכון וולקני (איור 1). כל עציץ כוסה בנפרד ברשת 50 מש, המספקת הגנה מוחלטת מפני חדירה או בריחה של חרקים ונחשב לחזרה אחת. החזרות פוזרו בארבעה בלוקים (שורות עציצים) באופן אקראי. כמאה פסילות נגועות בליבריבקטר הוכנסו לכל עציץ בארבעה מועדים: מועד 1, 2, 3 ו-4, שבוצעו 51, 79, 107 ו-140 יום מזריעה, בהתאמה. לפסילות התאפשר להיזון מהצמחים במשך 7-10 ימים, ולאחר מכן הן הודברו באמצעות חומרי הדברה, כדי למנוע עומס של פסילות על הצמחים. לעציצי הביקורת לא הוכנסו פסילות כלל. שכיחות תסמיני המחלה, אכלוס הצמחים בגורם המחלה בבדיקות PCR כמותי (רילטיים) (Keshet-Sitton et al. 2021), צבירת יבול והיבול הסופי – נבדקו 83, 104, 125, 145 ו-167 יום מהזריעה, בתדירות של אחת לחודש בערך מהמועד הראשון שבו הוכנסו הפסילות. תוצאות הניסוי נותחו באמצעות מבחן ANOVA.
תוצאות ודיון
הופעת תסמיני מחלת צהבון הגזר כתלות במועד ההדבקה
הופעת תסמיני המחלה, איבוד שלטון קודקודי (אש״ק) וריבוי שורשים צדדיים (רש״צ), נבחנו במהלך הניסוי בנקודות הזמן שתוארו לעיל. בכל נקודת זמן הוצאו כלל הגזרים מ-4 עציצים בכל טיפול, וחושב ממוצע שכיחות הצמחים הסימפטומטיים. תסמיני אש״ק הופיעו לראשונה 145 יום ממועד הזריעה בשכיחות של %5 ו-%7 בעציצים שאולחו בשני המועדים המוקדמים ביותר: 51 ו-79 יום, בהתאמה. בנקודת הזמן הבאה: 167 יום מהזריעה, שהיוותה את מועד סיום הניסוי, שכיחות הצמחים הסימפטומטיים בטיפולים שבהם האילוח בוצע במועד 1, 2 ו-3, הייתה %81, %98 ו-%89, בהתאמה (איור 2). בצמחים שאולחו במועד 4 לא נראו תסמיני אש״ק. כלומר, בעונה שבה בוצע הניסוי (שתילת דצמבר) נדרשו יותר מ-90 יום ממועד האילוח עד שנראו תסמיני אש״ק ראשוניים, אך מרגע הופעתם עלתה שכיחותם במהירות תוך 22 ימים מאחוזים בודדים עד כמעט %100. עוד ניתן לראות כי צמחים שאולחו מאוחר יותר, בחודש אפריל, הגיעו לכ-%100 תסמיני אש״ק תוך פרק זמן קצר יותר מאשר צמחים שאולחו מוקדם יותר, בחודש ינואר-פברואר. מכאן ניתן להבין שבצמחים שאולחו בחודשים הקרים, ינואר-פברואר, הייתה תקופה לטנטית ממושכת יותר מאשר בצמחים שאולחו בחודש מרס, לדוגמה.
תוצאות דומות נראו גם בתסמין רש״צ, כאשר התסמינים נראו לראשונה 145 יום מזריעה, ובשני טיפולי האילוח המוקדמים 51 ו-79 יום מהזריעה, בשכיחות של %27 ו-%43, בהתאמה. בנקודת הזמן הבאה, 167 יום מהזריעה, שכיחות התסמינים בשני טיפולי האילוח המוקדם עלתה ל-%56 ו-%51, בהתאמה, ותסמינים נראו גם בטיפול האילוח השלישי (107 יום מזריעה) בשכיחות של %34 (איור 2).
כלומר, בבדיקת שני תסמיני המחלה, ככל שהאילוח מוקדם יותר, כך הסיכוי גבוה יותר לראות תסמיני מחלה מוקדמים, אולם צמחים המאולחים בתקופה שבה שוררת טמפרטורה נוחה יותר, יפתחו תסמינים בפרק זמן קצר יותר מאשר צמחים שאולחו בחודשי החורף הקרים. כמו כן, נראה שצמחים שאולחו 140 יום מזריעה, כלומר 27 יום לפני אסיף, לא הראו אף אחד משני התסמינים הנבדקים, וניתן להסיק שפרק זמן זה לא אפשר לחיידק להגיע לריכוז גבוה מספיק, שבו מתחילים לבוא לידי ביטוי תסמיני המחלה.
שכיחות הצמחים המאוכלסים בחיידק ליבריבקטר כתלות במועד ההדבקה
צמחים מאוכלסים בליבריבקטר נמצאו לראשונה 125 יום ממועד הזריעה בצמחים שאולחו במועד 1 ו-2, בשכיחות של 33 ו-%38, בהתאמה. בשתי נקודות הזמן הבאות ,145 ו-167 יום מזריעה, עלתה שכיחות הצמחים המאוכלסים בצמחים שאולחו במועד 1 ו-2 ל-%80 עד %100. כמו כן, %90 מהצמחים שאולחו במועד 3 היו מאוכלסים בחיידק 145 יום מזריעה, ו-%86 מהצמחים שאולחו במועד 4 היו מאוכלסים בחיידק (איור 3). תוצאות אלו מחזקות את מה שנמצא בבדיקת התסמינים. ראשית, רואים שישנה תקופת אילוח אסימפטומטית (תקופה לטנטית), שבה הצמח מאוכלס בחיידק במידה שניתנת לזיהוי ברילטיים, אך לא מבטא תסמיני מחלה. נוסף על כך, ניתן לראות כי 145 יום מזריעה, כאשר שכיחות התסמינים נעה בין %5 ל-%7, שכיחות האכלוס באותם טיפולים הייתה קרובה ל-%100 (איור 3). תוצאה זו ממחישה את הפער בין נוכחות החיידק בצמח לבין ריכוז החיידק הנדרש להביא לידי ביטוי את תסמיני מחלה. תוצאות אלו מחזקות גם את ההשערה שהתקופה הלטנטית תהיה קצרה יותר ככל שמועד האילוח נעשה מאוחר יותר – לתוך החודשים החמים, כך שניתן לראות שבצמחים שאולחו במועד 4 זוהה אכלוס בחיידק 22 יום לאחר האילוח, בעוד שבצמחים שאולחו במועד 1, האכלוס בגורם המחלה נמצא רק כעבור 75 יום מהאילוח.
השפעת מועד האילוח על צבירת היבול בגזר
אם היה קיים קשר ישיר בין הופעת תסמיני המחלה האופייניים כגון אש״ק ורש״צ לבין נזק ליבול, צפויה הייתה האטה בצבירת היבול 145 יום לאחר הזריעה, משום שזה המועד הראשון להופעת התסמינים, אך בפועל הראו תוצאות צבירת היבול כי ההשפעה על היבול באה לידי ביטוי בשלב מוקדם הרבה יותר מהופעת תסמיני המחלה.
פחיתה ראשונה ביבול ניתן לראות בצמחים ממועד אילוח 1, והיא באה לידי ביטוי 104 ימים מזריעה, כלומר כ-40 יום לפני הופעת תסמיני המחלה הראשוניים (איור 4). בהמשך, 125 יום מזריעה, הפחיתה ביבול בצמחים ממועד אילוח 1 הפכה משמעותית ומובהקת סטטיסטית, והחריפה עד מועד האסיף שבו משקל הצמחים המאולחים היה נמוך מצמחי הביקורת ב-%40. מכאן עולה כי השפעת האילוח על צבירת היבול מופיעה הרבה לפני הופעת תסמיני המחלה האופייניים, שעל פיהם מקובל לקבוע את רמת הנגיעות בשדה. נוסף על כך, ההאטה בצבירת היבול הקדימה אף את הזיהוי המולקולרי של צמחים מאוכלסים, שכן זה התאפשר רק 125 יום מזריעה, ואילו פחיתת היבול, כאמור, נראתה לראשונה 104 יום מזריעה (איור 4). מכאן אנו למדים שצבירת היבול בגזר יכולה להיפגע כתוצאה מחשיפה לפסילה נגועה בליבריבקטר מבלי שייראו תסמיני מחלה כלשהם או שיתאפשר זיהוי מולקולרי של גורם המחלה.
גם בצמחים שאולחו במועד אילוח 2 הייתה האטה בצבירת היבול, אשר החלה להיראות 124 יום מזריעה, אך הייתה מובהקת סטטיסטית רק בזמן האסיף ,167 ימים מזריעה (%30 פחות מהביקורת). במועדי אילוח 3 ו-4 לא נראתה האטה בצבירת היבול לעומת הביקורת (איור 5). חשוב להזכיר כי צמחים שאולחו במועד אילוח 3 אכן הראו תסמיני אש״ק ורש״צ במועד האסיף (איור 1), אך כפי שנראה כאן, הם לא סבלו מפחיתת יבול, וזו נקודה נוספת שמעידה על אי-הלימה בין תסמיני המחלה האופייניים לבין הנזק שנגרם כתוצאה מהאטה בצבירת היבול.
מסקנות
תסמינים: תסמיני המחלה המקובלים – אש״ק ורש״צ, מופיעים בשלב מאוחר יחסית לאחר ההדבקה, כאשר החשיפה לגורם המחלה נעשית בחודשי החורף. תסמיני רש״צ הופיעו מעט לפני תסמיני אש״ק בניסוי זה, ואפיינו רק צמחים שנחשפו לפסילות, ומכאן עולה כי הם מהווים תסמין המאפיין את גורם המחלה ליבריבקטר. עם זאת, תסמיני רש״צ יכולים להופיע בשדה גם כתוצאה מעקות אחרות, ולכן הם אינם תסמין דיאגנוסטי, בעוד שאש״ק מעיד בביטחון גבוה למדיי על נגיעות בליבריבקטר. קצב התפתחות התסמינים שונה בהתאם למועד האילוח. ההיפותזה שלנו היא שאילוח בתקופת החורף תלווה בתקופה לטנטית ארוכה יחסית כתוצאה מהטמפרטורות הנמוכות שמאיטות את התרבות והתפשטות החיידק בצמח. אילוח בחודשים החמים יותר, לעומת זאת, ילווה בתקופה לטנטית קצרה יותר ובהופעה של תסמינים אופייניים תוך שבועות ספורים. כך או כך, מרגע הופעת התסמינים, במיוחד תסמיני אש״ק, קצב התפשטותם הוא אקספוננציאלי.
אכלוס: היות שביטוי תסמיני המחלה הם פועל יוצא של התבססות החיידק בצמח, אכלוס הצמח בחודשי החורף הוא איטי יותר, ועשויים לחלוף חודשים אחדים מרגע האילוח ועד האפשרות לזהות את גורם המחלה בבדיקות מולקולריות. באילוח בחודשים חמים יותר צפוי פרק זמן זה להיות קצר משמעותית. אכלוס על ידי החיידק אינו מעיד בהכרח על ביטוי תסמיני מחלה ואינו משפיע בהכרח על היבול. צמחים שנדבקו בחיידק 60 יום לפני האסיף, לא הראו תסמיני מחלה באסיף, והיבול שלהם לא נפגע .
צבירת יבול: חשיפת הצמחים לפסילות נגועות בליבריבקטר מובילה להאטה הדרגתית בצבירת היבול, שיכולה להצטבר לכדי הפסד של כ-%50 מהיבול. ההשפעה על צבירת המשקל של האשרוש באה לידי ביטוי זמן רב (חודשים) לפני שנראים תסמינים גלויים לעין, ואף שבועות לפני שניתן לזהות את החיידק באופן מולקולרי. תוצאות אלו מעידות שהחיידק גורם לשינוי פיזיולוגי בצמח, המשפיע על מאזני מקור/מבלע, גם כשריכוזו בצמח מתחת לסף הזיהוי. ככל שהחשיפה מוקדמת יותר, כך הנזק הצפוי ליבול הוא גבוה יותר. הדבקה בשלב מאוחר יותר, עד 60 יום לפני אסיף, לא הובילה לפחיתה ביבול. כלומר, ההגנה מפני ההדבקה בחיידק היא קריטית מרגע ההצצה ועד כ-60 יום לפני האסיף.
חשוב לציין כי בניסוי זה לא התאפשר להבדיל בין השפעת פסילת הגזר עצמה לבין השפעת החיידק ליבריבקטר על צבירת היבול, זאת לאור הקושי לקיים אוכלוסיית פסילות משמעותית, הנקייה מהחיידק, אשר תוכל לשמש לניסוי. בשנה השנייה של הניסוי נתמקד בלימוד השפעת הפסילה והחיידק בנפרד על צבירת היבול בגזר על ידי ביצוע ניסויים עם פסילות "נקיות" ופסילות נגועות, אך בקנה מידה קטן יותר, בהתאם לגודל האוכלוסייה "הנקייה" שנצליח לקיים.
תודות
ברצוננו להודות מקרב לב למנחם בורשטיין על העזרה הטכנית בהכנה ובטיפול בחלקת הניסוי במכון וולקני.
תודות לקרן המחקרים של שה"מ עבור המימון המלא לביצוע המחקר.
Bibliography
* Gera A, Mawassi M, Dar Z, Steinberg D, Ganim M, Dakko Z. Management of the carrot
28-1. דוח סופי למיזם 12-1603-132 קידום ממשק הדברה ומניעה של קומפלקסyellows disease,
מחלות הצהבון בגזר . (2015),
* Keshet-Sitton, A., Piasezky, A., Dror, O., Shoshana, N., & Bahar, O. (2021). Effect of plant age, temperature and vector load on ‘Candidatus Liberibacter solanacearum’ in planta titer and shoot proliferation symptoms in carrot. Phytopathology, 112, 154–162.
* Mawassi, M., Dror, O., Bar-Joseph, M., Piasezky, A., Sjölund, J. M., Levitzky, N., Shoshana,
N., Meslenin, L., Haviv, S., Porat, C., Katsir, L., Kontsedalov, S., Ghanim, M., ZelingerReichert, E., Arnsdorf, Y. M., Gera, A., & Bahar, O. (2018). “Candidatus Liberibacter solanacearum” is tightly associated with carrot yellows symptoms in Israel and transmitted by the prevalent psyllid vector bactericera trigonica. Phytopathology, 108(9), 1056–1066.
האמור לעיל הינו בגדר עצה מקצועית בלבד ואינו מהווה חוות דעת מומחה לצורך הצגה כראיה בהליך משפטי. על מקבל העצה לנהוג מנהג זהירות, ושימוש או הסתמכות על המידע המופיע לעיל הינו באחריות מקבל העצה בלבד. אין להעתיק, להפיץ או להשתמש במסמך זה או בחלקים ממנו לצורך הליך משפטי כלשהו, ללא אישור מראש ובכתב של החתומים.
