Zaraza ziemniaka – choroba ziemniaka wywołana przez Phytophthora infestans. Należy do grupy chorób zwanych fytoftorozami. Czasami (rzadko) poraża także inne gatunki roślin z rodziny psiankowatych[1].
W skali świata zaraza ziemniaka prowadzi do utraty 8–10% plonu. W Polsce, przy ochronie jedynie 40% powierzchni plantacji średnie straty plonu to 20–25%[2]. Globalne straty w uprawach ziemniaka szacuje się na 6,7 mld USD rocznie[3]. Koszt fungicydów zużywanych na walkę z chorobą to około 1 mld USD na rok[4].
Epidemia zarazy ziemniaka w Irlandii w latach czterdziestych XIX wieku była przyczyną wielkiego głodu. Efektem epidemii była śmierć głodowa lub emigracja ponad 2 milionów Irlandczyków. Zaraza rozprzestrzeniła się także na inne kraje Europy, znacząco ograniczając zbiory pod koniec XIX wieku[5].
Zaraza ziemniaczana niszczy części nadziemne roślin oraz bulwy, zarówno w czasie wegetacji, jak i po zbiorze. Poraża początkowo stolony, które gniją, następnie przenosi się na bulwy, wywołując ich psucie się i spadek plonów także w fazie przechowywania. Patogen wytwarza jednokomórkowe zarodniki, przenoszone przez wiatr na inne rośliny[5].
Phytophthora infestans poraża także pomidora, wywołując u niego zarazę ziemniaka na pomidorze[6].
Na brzegach liści pojawiają się wodniste, początkowo żółtawo-brunatne,a potem brunatne i stopniowo powiększające się plamy. W czasie wilgotnej pogody na dolnej stronie liści pojawia się biały nalot utworzony przez sporangiofory i powstające na nich zarodniki. W czasie suchej pogody choroba ulega zahamowaniu, biały nalot zanika, ale liście zasychają i marszczą się. Brunatne plamy i biały nalot grzybni pojawia się także na łodygach. Czasami najpierw pojawia się nalot na liściach, później na łodygach, czasami odwrotnie, lub równocześnie. W czasie suchej pogody nalot na łodygach nie znika. Na bulwach ziemniaka objawy pojawiają się dopiero w okresie zbioru, lub później, podczas ich przechowywania. Mają postać nieregularnego kształtu szarosinych plam i wgłębień, pod którymi miąższ bulwy przebarwia się na rdzawobrunatny kolor i zaczyna gnić. Początkowo gnijąca część bulwy jest twarda, później jednak wskutek zakażenia innymi drobnoustrojami staje się mokra i miękka[7].
Okres pojawienia się choroby na nadziemnych częściach roślin zależy od pogody. W Polsce zazwyczaj następuje to w lipcu lub sierpniu, ale w niektórych latach już w czerwcu, a w niektórych nie pojawia się wcale[1].
Zakażenie zarazą bulw ziemniaka następuje podczas wykopków ziemniaków, gdy dochodzi do bezpośredniego kontaktu z nadziemnymi częściami roślin, na których występują zarodniki. Wnikają one do bulw przez przetchlinki lub rany. Nie dochodzi do zakażeń podczas przechowywania bulw[1]. Rozprzestrzenianiu się epidemii na polach sprzyjają duże jednorodne odmianowo obszary. Znaczenie mają też czynniki klimatyczne, pogodowe i glebowe[2]. Phytophthora infestans rozprzestrzenia się szybko w warunkach wysokiej wilgotności powietrza, połączonej z częstymi opadami oraz przy temperaturze powyżej 10 °C[8].
Patogen wywołujący zarazę ziemniaka cechuje się w stosunku do innych przedstawicieli rodzaju wyjątkowo dużym genomem, którego wielkość oszacowano na 240 milionów par zasad. Około 74% DNA to odcinki powtarzalne. Cechy te prawdopodobnie umożliwiają szybką ewolucję i związaną z tym adaptację patogenu do gospodarza[3]. Za odporność roślin ziemniaka odpowiadają co najmniej trzy geny R, pozostające w relacji do locus awirulencji patogenu Avr3b-Avr10-Avr11[9].
Geny odporności na patogen znaleziono także u Solanum bulbocastanum. Gatunek o liczbie chromosomów 2n = 2x = 24 nie jest jednak w stanie krzyżować się z odmianami uprawnymi. Gen RB nadający odporność został sklonowany[10]. Możliwe jest uzyskanie metodami inżynierii genetycznej odmiany cisgenicznej wykazującej się odpornością na zarazę ziemniaka. Odmiana taka nie byłaby objęta surowymi regulacjami prawnymi, obowiązującymi w Unii Europejskiej, dotyczącymi transgenicznych roślin[11].
Ochrona przed zarazą ziemniaka jest bardzo trudna. Konieczna jest ochrona kompleksowa[1]:
W populacji Phytophthora infestans obserwuje się stosunkowo szybkie pojawienie się odporności na stosowane środki chemicznej ochrony roślin[8].
Trwają prace nad wyhodowaniem odmian ziemniaka odpornych na wywołujący chorobę patogen. Geny odporności znaleziono u dzikiego ziemniaka – Solanum demissum. Gatunek ten był wykorzystany do zmniejszenia wrażliwości odmian uprawnych na początku XX wieku[4]. Uzyskane odmiany nie są jednak odporne na wszystkie szczepy Phytophthora infestans, a dodatkowo szybko doszło do złamania mechanizmów odpornościowych w wyniku ewolucji[10].