Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

I dagens jordbruk baseras diagnoser och rekommendationer kring kemisk be-kämpning till stor del på okulär diagnostisering gjord i fält. Den okulära diagnostise-ringen är ett bra verktyg, men i vissa fall är det svårt att se skillnad på liknande symtom orsakade av olika patogener. Ett sådant fall är stråbassjukdomarna: stråknäckare orsakad av Oculimacula spp., skarp ögonfläck orsakad av Rhizoctonia cerealis och stråbasröta orsakad av Fusarium spp. Stråbassjukdomar är idag inte ett stort problem i Sverige, men kan i framtiden bli ett större problem. På grund av detta behövs det ett effektivt sätt att diagnostisera dessa sjukdomar. Syftet med rapporten är att jämföra okulär och molekylär diagnostisering av dessa sjukdomar.
Prover som diagnostiserats okulärt har i det här arbetet genomgått en molekylär diagnostisering i form av en PCR-analys. Resultaten jämfördes med varandra för att se hur bra metoderna stämde överens.
Till undersökningarna användes prover från ett fält i Skåne och ett i Uppland, från vilka individuellt graderade strån undersökts. Resultatet visar att det finns skillnad mellan fälten gällande hur god samstämmigheten var mellan den okulära diagnosen och den molekylära diagnosen. I fältet i Skåne stämde inte diagnoserna med varandra i 63% av fallen då det var en överdiagnostisering, dvs fler strån graderades som sjuka än vad PCR-analysen visade positivt resultat för svampen, vid den oku-lära diagnostiseringen. Den okulära- och molekylära diagnostiseringen från fältet i Uppland stämde inte överens i 28% av fallen, även där på grund av en överdiagnos-tisering i den okulära diagnosen.
Beroende på sjukdom varierade det om det över- eller underdiagnostiserats. Stråbasröta orsakad av Fusarium spp. hade flest felgraderingar, sjukdomen verkar därmed vara svårast att okulärt diagnostisera och var överdiagnostiserad i båda fälten. Symtom orsakade av Fusarium spp. kan dock förväxlas med symtom av Microdochium spp. som det inte testades för i PCR-analysen i detta arbete. I Skåne överdiagnostiserades 39% av de undersökta stråna för stråbasröta orsakad av Fusarium spp. och i Uppland 18% av stråna.
Två arter som orsakar stråknäckare, Oculimacula yallundae och Oculimacula ac-uformis, testades med hjälp av PCR-analys. Andelen ej överensstämmande diagno-ser var 20% i Uppland och 26% i Skåne. Av resultaten från PCR-analysen framgår det att O. acuformis hade högre förekomst i fältet i Skåne än fältet i Uppland.
Skarp ögonfläck orsakad av Rhizoctonia cerealis visade inga synliga symtom i Uppland. I den molekylära diagnostiseringen detekterades ett smittat strå, vilket gav en underdiagnostisering på 3%. I proverna från Skåne var det en viss överdiagnos-tisering och 18% av diagnoserna stämde inte överens med det molekylära under-sökningarna.
Skillnaden mellan de okulära- och de molekylära diagnoserna beror till stor del på en överdiagnostisering. Det kan delvis bero på att de olika sjukdomarna har lik-nande symtom, men även av att vissa av symtomen kan vara orsakade av fysiolo-giska skador. En annan orsak kan vara primrarna som användes vid den molekylära diagnosen. Beroende på hur artspecifika och känsliga primrarna är kan de ge en felaktig uppfattning. Även tolkningen av det molekylära resultatet kan leda till felbe-dömningar. För att få en god diagnostisering bör man använda sig av båda meto-derna. Den okulära diagnostiseringsmetoden är viktig då den är lättillgänglig och tidseffektiv och oftast är det den enda möjliga diagnostiseringsmetoden. En kombi-nation av båda, speciellt när man skapar eller omvärderar bekämpningströsklar och lär sig att göra en okulär analys, rekommenderas.

In today's agricultural system, diagnoses and recommendations for pesticide treatments are often based on ocular diagnosis made in the field. The ocular diag-nosis is a good tool, but in some cases, is it difficult to distinguish similar looking symptoms caused by different pathogens.
An example of this are the stem-base diseases: eyespot (Oculimacula spp.), sharp eyespot (Rhizoctonia cerealis) and foot rot caused by Fusarium spp. Stem-based diseases are not a major problem in Sweden but can become problematic in the future. Because of this, an efficient method to diagnose the diseases is needed.
The purpose of this study is to compare ocular diagnosis with the molecular diag-nosis of these diseases. Samples that were previously ocular diagnosed were in this project molecular diagnosed based on a PCR-analysis. The results were com-pared to determine how good the methods agreed with each other.
Samples from one field in Skåne and one in Uppland were used. Each straw was examined, and diseases assessed. The result shows that there was a difference between the fields regarding the consensus between the ocular diagnosis and the molecular diagnosis. The ocular and molecular diagnosis in the field in Skåne did not correspond with each other in 63% of the straws due to overdiagnosis of dis-eases in the ocular diagnosis. A higher number of straws were assessed as sick in the ocular diagnosis compared with the molecular method. The ocular and molecu-lar diagnosis from the field in Uppland did not agree in 28% of the cases, also in this case due to overdiagnosis in the ocular diagnosis. Depending on the plant disease, it varied whether it was over- or underdiagnosed, and how much.
Foot rot caused by Fusarium spp. is difficult to diagnose and was overdiagnosed in both fields. However, symptoms of Fusarium spp. are easy to confuse with those of Microdochium spp., which was not tested for in the PCR-assay. In Skåne, 39% of the studied straws were overdiagnosed for foot rot caused by Fusarium spp., and in Uppland 18% of the straws were overdiagnosed.
Two different species causing eyespot, Oculimacula yallundae, and Oculimacula acuformis, were tested by PCR-analysis. In Uppland, 20% of the diagnoses did not match between the ocular and molecular diagnosis and for Skåne the number was 26%. The PCR-results showed that O. acuformis was present in a higher proportion of the samples from the field in Skåne than in the field in Uppland. Eyespot caused by Rhizoctonia cerealis showed no visible symptoms in Uppland. In the molecular diagnosis, one infected straw was detected, resulting in a 3% underdiagnosis. In the samples from Skåne, there was a tendency of overdiagnosis and 18% of the diag-noses did not match.
The difference in ocular and molecular diagnosis was often due to overdiagnosis. This may partly be because the different diseases have similar symptoms, but also because some of the symptoms may be due to physiological damage. Another rea-son may be the primers used in the molecular diagnosis assay. Depending on how species-specific and sensitive the primers are, they may give an incorrect result. The interpretation of the molecular result can also lead to a misjudgment of the re-sult. To get an accurate diagnosis, both methods should be used. The ocular diag-nostic method is important as it is available at all times and is time efficient. A com-bination of both, especially when updating the thresholds for pesticide application and learning how to make an ocular analysis, is recommended.