Mieliekopvrotsiektes van belang vir die 2013-seisoen

DR BELINDA JANSE VAN RENSBURG EN PROF BRADLEY FLETT, LNR-INSTITUUT VIR GRAANGEWASSE, POTCHEFSTROOM

Ekonomies belangrike kopvrotsiektes van mielies word veroorsaak deur die Stenocarpella maydis (Diplodia kopvrot), F. graminearum (Gibberella kopvrot)-spesies-kompleks en die F. verticillioides, F. Proliferatum en F. Subglutinans-kompleks (Fusarium kopvrot).

In hierdie artikel verskaf ons inligting oor die drie kopvrotsiektes asook die mikotoksiene (miko = swam en toksiene = gifstof) wat hulle kan produseer.

Diplodia kopvrot

Ekonomiese belangrikheid
Diplodia kopvrot van mielies word deur die swam Stenocarpella maydis (voorheen bekend as Diplodia maydis) veroorsaak. Hierdie siekte kan die kwaliteit van graan verlaag en dit kan ernstige finansiële gevolge vir produsente inhou in ‘n seisoen wanneer die prys van mieliegraan relatief laag is.

Graan wat met hierdie swam besmet is, bevat ‘n gifstof wat skadelik kan wees vir beeste, skape en pluimvee. Beeste en skape word verlam en kan doodgaan as gevolg van diplodiose. Dragtige ooie wat Diplodiabesmette graan vreet, se lammers kan verlam wees of doodgebore word sonder dat kliniese tekens van diplodiose by die ooi self gesien word.

Die voorkoms van die gifstof is uniek aan Suid-Afrika en navorsing word tans deur die LNR se Onderstepoort-instituut vir Veeartsenykunde (OVI) in samewerking met die LNR-Instituut vir Graangewasse (LNR-IGG) gedoen om die aard van die gifstof vas te stel, sodat die presiese omvang van die gevaar vir diere bepaal kan word.

Voorkoms en verspreiding
Epidemies kom gewoonlik voor waar vroeëseisoendroogtes, gevolg deur laatseisoenreënval en hoë vlakke van inokulum bo-op die grond voorkom. Die swam oorleef op mieliestoppels en die vrugliggaampies produseer spore met lentereëns wat dan die plante besmet.

Die vrugliggaampies laat spore in die lug vry onder nat, vogtige toestande. Spore val op die plante en besmet koppe agter die kopblaar. Die swam groei dan deur die kop van onder na bo.

Simptome
Vroeë simptome in die ontwikkeling van die mielieplant is vergeling en verdroging van geïnfekteerde mieliekopskutblare. Die verrotting begin gewoonlik by die basis van die kop en versprei deur die kop (Foto 1). Die mieliekop word deurtrek met ‘n wit swamgroei (Foto 2).

In ‘n besmette mieliekop wat oopgebreek word, sal swart spoorvormende strukture duidelik in die stronkweefsel waargeneem word (Foto 3). Laat infeksies wat voorkom wanneer die pit-voginhoud laag is, is gewoonlik simptoomloos. As die kop oopgebreek word, kan daar ‘n ligte verkleuring op die saadembrio voorkom en dit staan bekend as “skelm diplodia”.

Beheermaatreëls
Kultivarkeuse
Geen kultivar is immuun teen Diplodia kopvrot nie, maar hul vatbaarheid verskil baie. Objektiewe kultivarkeuses kan uit resultate van die LNR-IGG se kultivar proefdata gemaak word.

Chemiese beheer
Die gebruik van swamdoders vir die beheer van Diplodia kopvrot in kommersiële mielieaanplantings kan nie ekonomies geregverdig word nie.

Produksiepraktyke
Wisselbou met gewasse, soos sojabone, grondbone, koring en droëbone sal die Diplodia-inokulumvlakke verminder wat sal help om die voorkoms van kopvrot by mielies te verminder. Deur mieliestoppels op die bogrond te verminder word die bron van Diplodia-swamspore verklein.

Die inploeg van besmette stoppels lei tot die vinnige afbreking van die stoppels deur swamme en bakterieë in die grond. Tydens ‘n epidemie sal dit die produsent loon om so vroeg moontlik te oes, want solank die mielies op die land staan kan verrotting vererger.

Fusarium graminearum (Gibberella) kopvrot vanmielies
Ekonomiese belangrikheid
Gibberella kop- en stamvrot kom wydverspreid in die mielieproduksiegebiede van Suid-Afrika voor. Hierdie siektes word veroorsaak deur vyf van die 13 swamspesies wat aan die Fusarium graminearum-spesieskompleks behoort.

Uit huidige studies by die LNR-IGG, Universiteit van die Vrystaat en Stellenbosch Universiteit, wil dit voorkom asof Gibberella kopvrot van mielies slegs deur F. Boothii veroorsaak word. Die ander vier spesies kom in die wortel-, kroon- en stamvrotkompleks voor saam met F. boothii. Die F. gramin earumspesies-kompleks het verskillende gewasgashere en weefsel-tipes wat onder die plante is wat in die grasfamilie val.

Vatbare gewasse sluit mielies, sorghum, koring, hawer, rog en gars in. Gibberella kopvrot kom in mielies voor gedurende warm en nat weerstoestande (vanaf blom tot drie weke ná baardstoot). Dit is in dié periode wat die inokulum die kop deur die baard besmet. Gibberella kopvrot is dus meer algemeen onder besproeiingstoestande.

Hierdie siekte kom meer gereeld voor in die matige oostelike produksiegebiede, maar onlangs was daar ‘n toename in die westelike produksiegebiede. Wisselbou van mielies met ander grasgewasse kan die siekte laat toeneem in die veld, afhangende van die hoeveelheid F. boothii inokulum wat oorgedra word van een seisoen na ‘n ander.

Die siekte kan ook toeneem in lande waar min- of geenbewerkingspraktyke toegepas word as gevolg van die stoppels wat agterbly. Gibberella kopvrot veroorsaak oesverliese en affekteer ook graankwaliteit.

Voorkoms en verspreiding
Die oorspronklike bron van inokulum is vatbare graanreste, waarop die swam oorwinter het. Die swam vorm strukture op die stoppels wat dan spore vorm en vrylaat. Hierdie spore word in die lug deur die wind versprei. Spore land op die baard van die kop of agter die blaarskede of infekteer wortels en/of die plant se kroon, waar infeksie plaasvind. Die swam groei dan in die verskillende weefsels in en veroorsaak ‘n reeks siektes (kopvrot, stamvrot asook kroon- en wortelvrot van mielies).

Simptome
Kopvrotsimptome is ‘n gedeeltelike of algehele donkerrooi verkleuring (Foto 4) van die mieliekop. Vroeë infeksies kan lei tot die verrotting van die hele kop met miselium, wat die kopblare aan die kop vashou. Gibberella kopvrot-infeksies begin aan die voorpunt van die mieliekop (Foto 5) en die swam groei terug na die plant toe. Graan wat met F. boothii besmet is, word weens vrot pitte (Foto 6) afgegradeer. Besmette pitte kan op hulle beurt ernstige gevolge hê vanweë die produksie van mikotoksiene.

Die F. graminearum-spesies-kompleks kan ook stamvrot tot gevolg hê en simptome is die afbreek van stamweefsel en ‘n rooi verkleuring – veral op die nodes van die kroon en stam. Die swam breek die weefselstruktuur binne die stam af sodat die plant nie meer regop kan staan nie en dan omval.

Deoxynivalenol, nivalenol en zearalenone
Swamme in die Fusarium graminearum-spesies-kompleks kan mikotoksiene produseer, soos deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV) en die estrogeen metaboliet, zearalenone (ZEA), wat ook die gesondheid van mens en dier kan aantas. Nivalenol en deoxynivalenol is proteïensintese-inhibeerders en as gekontamineerde graan geëet word, kan dit bloedarmoede, velletsels, braking, diarree en lewerskade in mens en dier veroorsaak.

Zearalenone-gekontamineerde voer kan reproduksie (fertiliteit) probleme in diere veroorsaak. Hier word tans baie navorsing gedoen by die LNR-IGG oor die F. graminearum-spesies-kompleks in die wortels, kroon, stam en kop van mielies in Suid-Afrika en hulle rol in die produksie en voorkoms van bogenoemde mikotoksiene.

Beheermaatreëls
Wisselbou
Die kies van alternatiewe gewasse in ‘n wisselboustelsel is baie belangrik. Vermy wisselbou met grasagtige gashere wat vatbaar is vir die F. graminearum-spesies-kompleks van swamme. Wisselbou is veral belangrik waar minimum- of geenbewerkingspraktyke toegepas word. Wisselbou ontneem die swam van ‘n gasheer en verminder inokulum deur die vermindering van geïnfekteerde stoppel.

Stoppelvermindering
Enige praktyk wat stoppel verminder, sal ook die primêre inokulumbron verminder. Spore oorwinter op mielie- of koringreste en sal dan nuwe plante in die groeiseisoen besmet. Hoe meer primêre inokulum, hoe groter die risiko vir besmetting.

Al is inokulumvlakke hoog en die klimaat is nie reg nie, sal daar geen infeksies plaasvind nie. Die klem is hier op die vermindering van besmette reste deur weiding, ploeg of in uiterste gevalle brand. Waar minimum- of geenbewerking die gebruik is, moet produsente alternatiewe beheermaatreëls gebruik. Dit is dus hier waar wisselbou as deel van ‘n geïntegreerde plaagbeheerstelsel noodsaaklik is.

Kultivarkeuse (weerstand)
Kultivars verskil in terme van weerstand of vatbaarheid teen Gibberella kop- en stamvrot. Weerstand teen die kopvrotfase van die siekte waarborg nie weerstand teen stamvrot nie. Daar is tot dusver nie voldoende data beskikbaar aangaande weerstandbiedende kultivars nie, alhoewel baie vatbare kultivars al geïdentifiseer is. Inligting moet ingewin word by saadmaatskappye oor kultivarkeuses.

Fusarium verticillioides kopvrot van mielies
F. verticillioides is ‘n ekonomies belangrike kopvrot en lei jaarliks tot verliese as gevolg van laer opbrengste en swak graangradering. Hierdie swam beskik oor die vermoë om ‘n toksien genaamd fumonisien te produseer en handelaars dra dikwels die onkoste om graan daarvoor te toets.

Voorkoms en verspreiding
F. verticillioides word oral in Suid-Afrika aangetref, veral in droë, warm gebiede met temperature bo 28oC. Stremmingsfaktore, soos droogte, insek- en voëlskade sal die voorkoms van die swam aanhelp. Mielieplante kan op verskeie groeistadia geïnfekteer word, maar is veral vatbaar vir kopvrot-infeksies tydens die blomstadium. Die swam kan in die grond of stoppel oorwinter, waar dit die plant gedurende die groeiseisoen deur spore kan infekteer, as toestande guns tig is. Reën en wind kan ook spore op die mielieplant se baard laat beland en so vind infeksie van die kop plaas.

Simptome
Bekende simptome is ‘n wit-pienk swamgroei op pitte langs stamboordervreetkanale (Foto 7). Soortgelyke simptome word ook met insek- en voëlvreetskade op mieliekoppe geassosieer.

Onbeskadigde pitte kan ook ‘n pienk verkleuring toon en sulke besmettings vind gewoonlik deur die baard plaas (Foto 8). Die swam besmet ook koppe en pitte sonder enige sigbare simptome. In so ‘n geval is die produsent onbewus van die swam en die moontlike teenwoordigheid van fumonisiene.

Fumonisien
F. verticillioides en F. proliferatum besit die vermoë om fumonisien B1, B2 en B3 te produseer. Hierdie fumonisiene word as “Groep 2B karsinogene” geklassifiseer, wat beteken dat dit kankervormend in mense kan wees. Gevalle van slukdermkanker in mense wat besmette mielies in groot hoeveelhede ingeneem het, is bevestig in Suid-Afrika, China, die noorde van Italië en Iran.

Perde is baie sensitief teenoor fumonisiene en kan breinletsels opdoen net ‘n paar dae nadat hulle gekontamineerde voer ingeneem het. Simptome by varke is vog op die longe asook letsels op die lewer en pankreas. In Suid-Afrika word graangradering in kommersiële mielieproduksie gebruik om vir mens en dier die risiko van swambesmette graan en gevolglik swak graan wat moontlik met mikotoksiene besmet is, te verminder. Simptoomlose besmettings hou egter die gevaar in dat dit nie visueel sigbaar is nie en wel ‘n goeie gradering sal behaal ten spyte van moontlike fumonisien-besmetting. Navorsing het egter al bewys dat simptoomlose besmettings verbind word met baie lae vlakke fumonisien. Bestaansboere, wie se graan nie gegradeer word nie, is veral blootgestel aan die gevare van besmette graan en fumonisien deur ‘n tekort aan kennis daarvan en die langdurige blootstelling aan fumonisien in hulle dieet.

Beheermaatreëls
Geen kultivar beskik oor volledige weerstand teen F. Verticillioides-infeksie en fumonisienproduksie nie. As gevolg van verskeie faktore is dit moeilik om kultivars vir stabiele weerstand te evalueer met konvensionele evaluasie tegnieke en daarom speel die regte bestuurspraktyke tans ‘n belangrike rol in die beheer van F. verticillioides kopvrot en gevolglik fumonisien-produksie.

Gesamentlike navorsing deur die Universiteit van Stellenbosch en die LNR-IGG, kyk na verskeie weerstandsaspekte vir die identifisering van moontlike weerstandbiedende kultivars. Navorsing omtrent die rol van Btmielies wat stamboorder-infestasies beperk, kan moontlik ook lei tot laer F. Verticillioidesinfeksie en fumonisien-produksie. Vermyding van stremmingstoestande en skade aan plante gedurende bewerkings en tydens oestyd, en die berg van graan in ‘n skoon, droë area om kontaminasie en verspreiding van die swam te beperk, behoort infeksie en fumonisiene in toom te hou.

Kontakbesonderhede

Vir verdere inligting rakende kopvrotte of mikotoksiene, kontak gerus vir prof Bradley Flett, dr Belinda Janse van Rensburg, Edson Ncube of Aneen Schoeman by (018) 299-6100.