Perunan tyvimädän tunnistaminen infektiossa vapautuvien yhdisteiden perusteella
Keywords:
peruna, piilevä tyvimätä, märkämätä, Erwinia-bakteeri, Erwinia carotovora alalaji atroseptica, haihtuvat yhdisteet, SPME-GC-MS, FTIRAbstract
Erwinia-bakteerien aiheuttama tyvi- ja märkämätä on yksi pahimmista tautiongelmista perunantuotannossa. Tyvimätä on emomukulasta alkavaa ja siitä perunan varsiin leviävää mätänemistä, kun taas mukuloiden mätänemistä kutsutaan märkämädäksi. Mukuloita pilaava märkämätä aiheuttaa vuosittain suuria varastohävikkejä niin siemen- kuin ruokaperunatuotannossa. Taudin tekee erityisen ongelmalliseksi taudinaiheuttajien leviäminen oireettomana siemenmukulassa kasvikaudesta toiseen. Näkyvät tyvimädän oireet alkavat kehittyä vasta, kun mukulassa on riittävästi bakteerisoluja. Erwinia-bakteerien infektioiden yhteydessä vapautuu haihtuvia yhdisteitä, jotka ovat näille bakteereille ominaisia. Jos nämä yhdisteet voidaan mitata ja määrittää luotettavasti, piilevän tyvimädän infektio voidaan havaita ennen oireiden ilmenemistä ja koko perunaerän/-varaston saastumista tai pilaantumista.
MTT Pohjois-Pohjanmaan tutkimusaseman, Turun yliopiston elintarvikekemian laboratorion, fysiikan laitoksen optiikan laboratorion ja Gasera Oy:n yhteistyönä toteuttaman tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, voidaanko piilevä tyvimätä havaita Erwinia-bakteerien infektion yhteydessä vapautuvien haihtuvien yhdisteiden perusteella ennen näkyvien oireiden ilmenemistä. Perunalajikkeen Asterix mukuloita saastutettiin keinotekoisesti Erwinia carotovora alalaji atroseptica -bakteerilla ja säilytettiin huoneen- tai varastolämpötilassa. Haihtuvia yhdisteitä kerättiin eri ajankohtina ja analysoitiin SPME-GC-MS- ja FTIR -menetelmillä. Molemmilla menetelmillä voitiin osoittaa selvä ero terveestä ja Erwi-nia-bakteerilla saastutetusta perunasta vapautuvien haihtuvien yhdisteiden välillä. SPME-GC-MS –menetelmällä ero havaittiin 15-18 ja FTIR-menetelmällä 12-18 tunnin kuluttua saastutuksesta, kun perunat säilytettiin huoneenlämpötilassa (21-23 ºC). Näkyvät mätänemisen oireet alkoivat ilmetä 48 tunnin kuluttua saastutuksesta. Samanlainen selvä ero havaittiin saastutettujen ja saastuttamattomien perunoiden haihtuvissa yhdisteissä, kun perunoita säilytettiin varastolämpötilassa (5 ºC). Inkubointiajan jatkuessa sekä haihtuvien yhdisteiden määrä että pitoisuudet kasvoivat. Saastuttamattomissa kontrollimukuloissa samoja haihtuvia yhdisteitä ei havaittu.
Sekä SPME-GC-MS- että FTIR –menetelmät soveltuivat perunoista vapautuvien haihtuvien yh-disteiden määritykseen laboratorio-oloissa, sillä molemmilla menetelmillä voitiin osoittaa selvä ero terveen ja Erwinia-bakteerilla saastutetun perunan välillä ennen näkyvien oireiden ilmenemistä. Menetelmien optimoinnilla ja validoinnilla voidaan saada tarkempia tuloksia mm. yhdisteiden absoluuttisista pitoisuuksista. Kumpikaan menetelmä ei sellaisenaan sovellu piilevän tyvimädän tunnistamiseen tuotanto-oloissa, mutta näillä menetelmillä voidaan kerätä aineistoa, joka mahdollistaa kenttäkelpoisen sovelluksen kehittämisen.
