Keskustelu

Tyvi- ja märkämätä  (Pectobacterium– ja Dickeya-lajit)

 

Tyvi- ja märkämätä on hyvin yleinen useiden eri bakteerilajien aiheuttama tauti, jonka oireet ja merkitys vaihtelevat suuresti kasvukauden kosteus- ja lämpöoloista, perunalajikkeesta, siemenerästä ja bakteerilajista riippuen. Tyvimätä on erityisesti siementuotannon laatuongelma, mutta osa tyvimätää aiheuttavista bakteereista voi levitä nopeasti perunakasvustoissa ja aiheuttaa huomattavia kilomääräisiä satotappioita. Märkämätä voi aiheuttaa suuria hävikkejä varastoitavalle perunalle.

Taudinaiheuttajat ja leviäminen

Tyvi- ja märkämätää aiheuttaa joukko Pectobacterium– ja Dickeya-lajeja. Ne ovat hapettomista oloista hyötyviä kasvisolujen pektiineitä hajottavia bakteereita. Suomessa tunnettiin 2000-luvulle asti kaksi lajia. Pectobacterium atrosepticum aiheutti tyvi- ja märkämätää ja P. carotovorum subsp. carotovorum pelkästään märkämätää.

Sittemmin tautia aiheuttava lajisto on monipuolistunut. 2000-luvun alkupuolella Suomeen levisi tyvi- ja märkämätää aiheuttavia Dickeya-lajeja, joista Dickeya solani oli yleisin ja haitallisin. Samoihin aikoihin perunasta löytyi oudosti käyttäytyviä, P. carotovorum -kantoja muistuttavia bakteereita, jotka aluksi luettiin P. wasabiae -lajiin mutta sittemmin eriytettiin siitä omaksi lajikseen nimeltä P. parmentieri. Lisäksi Suomessa esiintynee P. carotovorum alalaji brasiliense sekä Norjassa hiljattain nimetty P. polaris. Sekä P. parmentieri että P. carotovorum alalaji brasiliense aiheuttavat sekä tyvi- että märkämätää. Niitä on saattanut esiintyä Suomessa ja muualla Euroopassa jo pitkiäkin aikoja, joten kyseessä ei ole uusien bakteereiden leviäminen vaan tarkentunut bakteereiden tunnistus.

Märässä maassa hukkuneisiin ja muiden tautien, kuten perunaruton, sydän- ja punamädän vioittamiin mukuloihin voi iskeytyä maasta muitakin bakteereita, jotka aiheuttavat märkämätää muistuttavia oireita.

Tyvi- ja märkämätäbakteerit leviävät ensisijaisesti oireettomissa siemenperunoissa. Lisäksi bakteerit leviävät helposti oireilevista perunoista terveisiin sadon eri käsittelyvaiheissa ja varastoissa.

Oireet perunan versoissa – tyvimätä

Tyvimädän oireet perunan varsissa vaihtelevat suuresti, eikä oireiden perusteella voi päätellä, mikä bakteerilaji oireet on aiheuttanut. Joskus samassakin sairaassa kasvissa löytyy useampi kuin yksi bakteerilaji. Perunakasvustossa tyvimätäiset siemenperunat eivät aina idä lainkaan tai niistä kehittyvät taimet kuolevat hyvin nuorina. Jos tyvimätäisiä siemenperunoita on paljon, kasvustoista tulee aukkoisia ja ne kehittyvät epätasaisesti.

Taudin alkuvaiheessa sairastuneet versot aluksi nuutuvat. Oireita voi näkyä vain kasvin yhdessä versossa, joka vähitellen surkastuu. Tällöin sairastunut kasvi jää helposti huomaamatta. Myöhemmin kesällä yksittäiset kellastuneet tyvimätäiset kasvit erottuvat helposti kasvustossa. Dickeya-bakteerien aiheuttama tyvimätä leviää herkästi kasvista toiseen kesän kuluessa ja loppukesällä melkein kaikki kasvit voivat olla tyvimätäisiä.

Yksittäisissä kasveissa tyvimätä näkyy aluksi mustana tai tummanruskeana limaisen kiiltävänä kuoliona varren tyvellä. Mätäoireita voi näkyä varsien ohella myös lehtiruodeissa. Mätä etenee kesän mittaan yhä ylemmäs varteen ja verso alkaa lakastua. Useimmiten mätä leviää vartta pitkin myös juureen. Lopulta koko kasvi mätänee ja kaatuu maahan. Erityisesti Pectobacterium-lajien aiheuttamaan tyvimätään liittyy voimakas etova haju, mutta Dickeya-bakteerien mädättämät kasvit voivat olla lähes hajuttomia.

Mätäneminen saattaa joskus alkaa kasvin varren keskeltä tai latvaosista ilman että tyvellä näkyy oireita. Toisinaan mädäntyminen näkyy ensin vain halkaistussa varressa johtojännesolukoissa ilman että varren ulkopuolella on mätänemisoireita. Yleensä tällaisiin varsiin ilmaantuu myöhemmin myös ulkoisia mätäoireita. Johtojänneoireista on yleisimmin löytynyt Dickeya-lajeja.

Oireet mukuloissa – märkämätä

Sekä Pectobacterium– että Dickeya-lajit mädännyttävät myös mukuloita pellossa ja varastoinnin aikana. Mukulat voivat saada bakteeritartunnan joko kuoren haavaumista tai korkkihuokosten kautta. Myös rupiset ja kuorirokkoiset mukulat saavat herkästi bakteeritartunnan. Usein bakteerit leviävät mukulaan rönsyjä pitkin ja silloin mätäneminen alkaa rönsypäästä. Mätä etenee mukuloissa yleensä nopeasti. Mukulat pehmenevät ja muuttuvat visvaiseksi usein pahanhajuiseksi bakteerilimaksi.

Pectobacterium-lajit leviävät varastossa nopeasti mukulasta toiseen ja mukulat muuttuvat valuvaksi bakteerilimaksi. Suurissa varastoissa mätäpesäkkeiden etenemistä on vaikea pysäyttää ja tonneittain perunaa voi tuhoutua. Dickeya-bakteerit aiheuttavat kasvukaudella ja heti noston jälkeen eri asteisia mukulaoireita, mutta varastolämpötiloissa ne eivät aiheuta samanlaista tuhoa kuin Pectobacterium-lajit.

Epidemiologia

Tyvi- ja märkämätäbakteerit leviävät lohkolle piilotartuntaa kantavan siemenperunan mukana. Käytännössä jokseenkin kaikissa kauppasiemenerissä on ainakin pieniä määriä yhtä tai useampaa tyvi- ja märkämätää aiheuttavaa bakteeria. Osa tyvi- ja märkämätäbakteereista voi levitä myös edelliskesän satojätteistä, saastuneista työvälineistä, kasteluvedestä, sateen synnyttämien aerosolien ja hyönteisten sekä maaperän sukkulamatojen välityksellä.

Bakteerien tuhoisuus perustuu joukkovoimaan. Pieni määrä bakteereita ei pysty aiheuttamaan tautioireita. Oireet puhkeavat vasta, kun bakteerimäärä perunan solukoissa ylittää tietyn tuhokynnyksen. Tuhokynnys riippuu bakteerilajista ja -kannasta. Yleensä oireiden puhkeamiseen tarvitaan monikertainen määrä Pectobacterium-lajeja aggressiivisimpiin Dickeya-lajeihin verrattuna.

Bakteerisoluilla on kemiallinen viestintäjärjestelmä, jonka avulla ne ”aistivat” ympäristöään. Kun bakteeripitoisuus perunasolukoissa on kasvanut tarpeeksi suureksi, tämä järjestelmä laukaisee kaikki bakteerit tuottamaan samanaikaisesti perunan solujen soluseiniä hajottavia entsyymeitä, jolloin solukot alkavat hajota ja näkyvät tyvi- tai märkämätäoireet puhkeavat.

Tyvi- ja märkämätää aiheuttavat bakteerit lisääntyvät nopeimmin noin 10–15  °C lämpötiloissa kun Dickeya-lajien lisääntymiselle ihannelämpötila on yli 20 °C. Siemenperunan elinkaaren aikana mukuloiden bakteeripitoisuudet voivat vaihdella suuresti. Riski bakteeripitoisuuksien kasvulle on suuri erityisesti noston jälkeen, kunnes perunat on saatu jäähtymään alle 4 °C lämpötilaan. Hyvässä viileässä varastossa bakteeripitoisuudet voivat jopa laskea.

Pectobacterium– ja Dickeya-sukuiset bakteerit lisääntyvät parhaiten vähähappisissa tai hapettomissa kasvisolukoissa. Bakteerien lisääntymisriski kasvaa kevättalvella, kun siemenperuna on lajiteltu ja pakattu. Erityisesti kuljetusten ja välivarastoinnin aikana ennen perunan istutusta bakteerimäärät voivat kasvaa räjähdysmäisesti, jos peruna joutuu vähähappisiin ja lämpimiin oloihin. Mukulan pinnalle kertyvä kosteus aiheuttaa kasvisolukolle hapenpuutteen, sillä vesi estää hapen kulkeutumisen mukulan sisään solukoihin. Hapenpuutteen seurauksena solukoiden puolustusmekanismit eivät toimi kunnolla, jolloin bakteerit voivat lisääntyä nopeasti. Sama kasvisolukoiden happikatoon liittyvä ilmiö saattaa edistää myös perunan varsiston mätänemistä kasvukaudella erityisesti varsien maanalaisissa osissa.

Kun tartuntaa kantava siemenperuna istutetaan maahan ja se joutuu bakteerien lisääntymiselle suotuisiin oloihin bakteeripitoisuudet nousevat. Siemenperunasta bakteerit kulkeutuvat varren johtosolukoissa versoon ja rönsyjen johtosolukoissa kehittyvään satomukulaan. Jos siemenperuna hajoaa, bakteerit leviävät maan vesivirtausten mukana kehittyvien satomukuloiden pinnalle. Satomukulat saavat tartunnan avoinna olevien korkkihuokosten tai mukulan pinnassa olevien vaurioiden kautta. Dickeya-lajit pystyvät tunkeutumaan perunaan myös terveiden juurten kautta. Näin Dickeya-tartunta voi märissä oloissa levitä hyvin nopeasti perunakasvustossa. Sitä vastoin Pectobacterium-lajien aiheuttama tyvimätä ei yleensä leviä herkästi kasvista toiseen.

Myös sairastuneissa versoissa lisääntyvät bakteerit voivat levitä sadevesien mukana maahan ja kehittyvien satomukuloiden pinnoille. Varsista bakteerit voivat levitä naapurikasveihin myös sadeveden roiskeiden ja hyönteisten mukana. Rankkojen sadekuurojen synnyttämissä sumupisaroissa bakteerit voivat kulkeutua tuulten mukana hyvinkin pitkiä matkoja. Myös tyvimätäisen perunakasvuston varsien murskaaminen voi nostaa ilmaan suuria bakteerimääriä, jotka voivat levitä ympäristön viljelmille.

Sadonkorjuun ja käsittelyn aikana bakteerit leviät herkästi mukulasta toiseen, jos sadon seassa on mädäntyneitä varsia tai mukuloita. Varastoinnin aikana bakteerit leviät herkästi mukulasta toiseen.

Tyvi- ja märkämädän hallintakeinot

Tyvi- ja märkämätää vastaan ei ole suoria torjuntakeinoja. Taudin hallintaan ei liioin ole yhtä yksittäistä toimintamallia, vaan tarvitaan joukko erilaisia viljelytekniikkaan, hygieniaan ja työkäytäntöihin liittyviä toimenpiteitä.

Tyvi- ja märkämädästä koituvat ongelmat pysyvät mahdollisimman pieninä kun:

  1. Käytetään korkealuokkaista siemenperunaa, jonka bakteerilajisto tunnetaan ja niiden määrä on laboratoriotestein todettu matalaksi.
  2. Vältetään siemenperunoiden säilyttämistä ja kuljettamista lämpimässä eikä siemenperunaa varastoida suursäkeissä tilalla ennen istutusta.
  3. Estetään kosteuden kertyminen mukuloiden pinnalle ja huolehditaan hyvästä tuuletuksesta ennen varastointia, varastoinnin aikana, kuljetuksissa ja välivarastoinnissa ennen istutusta.
  4. Huolehditaan koneiden ja työvälineiden kunnollisesta puhdistamisesta, erityisesti jos niillä on käsitelty märkämätäistä perunaa.

Tyvi- ja märkämädän historia ja levinneisyys Suomessa

Tyvi- märkämätä on tunnettu perunan tautina 1800-luvun lopulta alkaen. Saksassa tyvi- ja märkämädän aiheuttajaksi kuvattiin yksi ja sama bakteeri vuonna 1899. Bakteerien nimistö ja määritysmenetelmät ovat vakiintuneet vasta viime vuosikymmeninä, joten vahoista artikkeleista on vaikea päätellä, mitä bakteerilajeja tyvi- ja märkämätäoireiden yhteydessä milloinkin on esiintynyt.

Suomessa oireiltaan tyvi- ja märkämätää on esiintynyt jo 1900-luvun alussa monilla perunapelloilla lähinnä yksittäisissä kasveissa. 1930-luvulla tyvimätää aiheuttavaa bakteeria esiintyi erityisesti pienillä perunapalstoilla usein jopa 10 %:ssa kasveista. 1960-luvulla tutkituissa perunanäytteissä tyvimätää oli vuodesta riippuen 6–36 % ja märkämätää 10–30 %. 1970-luvun alkupuolella tyvimätä lisääntyi Suomessa hälyttävästi ja siemenperunantuotantoa alettiin kehittää määrätietoisesti erityisesti virus- ja bakteeritautien vähentämiseksi.

1980-luvun alussa selvitettiin Suomessa ensimmäistä kertaa tyvi- ja märkämätää siementuotannossa aiheuttavaa bakteerilajistoa. Tuolloin keskimäärin noin 20 % tutkituista siemenperunoista oli bakteerien tartuttamia ja tartunnan aiheuttajista 70 % oli P. atrosepticum ja 30 % luettiin P. carotovorum -lajiin. Muita bakteerilajeja ei tuolloin vielä tunnettu, mutta säilyneistä kannoista voidaan päätellä, että ainakin P. parmentieri (entinen P. wasabiae) -bakteeria esiintyi Suomessa jo tuolloin.

Vastaava tutkimus tehtiin vuosina 2001–2003 ja silloin enää vajaat 3% tutkituista siemenperunoista oli Pectobacterium-lajien tartuttamia. Tartunnan saaneista mukuloista tunnistettiin P. atrosepticum ja P. carotovorum -lajeja suunnilleen yhtä yleisesti. Dickeya-laji löydettiin tyvimätäisistä perunan varsista Suomessa ensimmäisen kerran kesällä 2003. Seuraavana kesänä tyvimätäisistä perunan varsista 42 % tunnistettiin P. atrosepticum-, 27 % P. carotovorum– ja 23 % Dickeya-lajien tartuttamiksi. Sairaista kasveista 8 %:ssa ei löytynyt mitään näistä lajeista.

Vuosina 2006–2009 Dickeya-lajit, erityisesti D. solani aiheuttivat ongelmia ja niitä löytyi 30–40%:ssa tutkituista siemeneristä. 2010-luvulla siementalot ovat panostaneet kantasiemenerien puhdistamiseksi Dickeya-tarunnoista. Viime vuosina bakteerimäärät ja lajisto ovat vaihdelleet suuresti kesien sääolojen mukaan ja ainakin pahimmat Dickeya-ongelmat on saatu hallintaan. Toisaalta uusiakin bakteerilajeja, kuten P. parmentieri (entinen P. wasabiae), P. carotovorum subsp. brasiliense ja P. polaris näyttää ilmaantuneen, joten tyvimätätilanteen kehitystä ja bakteerilajistoa on tärkeä tarkkailla jatkossakin.

Mihin voi sekoittaa: perunaseitti versossa, kumimätä mukulassa

 

Kirjoittajat: Asko Hannukkala ja Minna Pirhonen