A.I. Polinová, D.R. Zagirová, L.Yu. Kokaeva, I.I. Buško, I.V. Levantsevič, S.N. Elanský
V posledných rokoch sa v Bielorusku výrazne zhoršil fytosanitárny stav zásob zemiakov a semien. Zmenila sa úloha niektorých druhov škodlivých organizmov a ich pomer v agrofytocenózach. Zvýšila sa škodlivosť mnohých nielen rozšírených chorôb (neskorka, alternarióza, všetky druhy chrastavitosti, bakteriózy, suchá fuzáriová hniloba), ale aj nových, nedostatočne prebádaných, ako je ranová vodnatá hniloba (obr. 1). Táto choroba, ktorá sa vyskytuje v Indii, Strednej Ázii a ďalších južných krajinách, bola zaznamenaná v regiónoch Gomel, Brest, Grodno a Minsk v Bielorusku. Podobne ako iné oomycéty žijúce v pôde, aj P. ultimum spôsobuje masívne škody v podmienkach nadmernej vlhkosti – v zle odvodnených oblastiach, pri dlhotrvajúcich dažďoch (Taylor et al., 2008).
V Bielorusku bolo šírenie choroby zaznamenané v rokoch so zvýšenou teplotou vegetačného obdobia: v niektorých skupinách zemiakov bolo postihnutých 8-10% hľúz. Zranená vodnatá hniloba hľúz môže spôsobiť značné škody, ktoré sú spôsobené nedostatkom odolných odrôd, vyvinutých ochranných opatrení a rýchlym rozvojom choroby v prípade poškodenia hľúz (Zhuromskaya, 2003; Ivanyuk et al., 2005). Choroba postihuje iba hľuzy. V Rusku ranná vodnatá hniloba zatiaľ nie je významná.
V tejto práci sme skúmali 4 kmene pôvodcov ranovej vodnatej hniloby izolovaných z napadnutých zemiakových hľúz odrôd Vektar Belorussian, Skarb a šľachtiteľských hybridov v skladoch Vedeckého a praktického centra Národnej akadémie vied Bieloruska pre zemiaky a záhradníctvo. (oblasť Minsk). Úlohy štúdie zahŕňali určenie druhov patriacich k izolovaným izolátom, ich virulenciu vo vzťahu k hľúzam zemiakov, hodnotenie rastu pri rôznych teplotách okolia a odolnosti voči metalaxylu.
Mycélium izolátov bolo pestované na tekutom hráškovom médiu (180 g mrazeného zeleného hrášku sa varí 10 minút v 1 litri destilovanej vody, potom sa autoklávuje 30 minút pri 1 atm); Z každého kmeňa bola izolovaná DNA. Na izoláciu DNA sa zmrazené mycélium triturovalo v tekutom dusíku, lyžovalo sa v CTAB pufri a potom sa deproteinovalo chloroformom. DNA bola uložená v deionizovanej vode pri –20 ° С. Analýza nukleotidových sekvencií druhovo špecifických oblastí genómu (oblasti jadrových ribozomálnych génov 18S a 5,8S, ako aj interný transkribovaný intergénny spacer ITS1), amplifikovaná pomocou primerov ITS1 a ITS2 (White, 1990), ukázala, že študované kmene patria k druhu Pythium ultimum Trow. (synonymum Globisporangium ultimum (Trow) Uzuhashi, Tojo & Kakish).
Všetky študované kmene ovplyvnili plátky hľúz zemiakov Gala umiestnené vo vlhkých komorách. Vytvorili sa na nich tmavé škvrny, ktoré sa neskôr zmenili na vlhké, hlboko prenikajúce vredy (obr. 2). Infekcia sa uskutočnila umiestnením mycélia P. ultimum do stredu rezu hľuzy.
Naočkované disky hľúz sa inkubovali pri teplote + 22 °C. Maximálna rýchlosť rastu postihnutej oblasti bola zaznamenaná v prvých 2 dňoch, potom oblasť vredu zostala prakticky nezmenená.
Tento vzor bol platný pre všetky študované kmene.
Rýchlosť rastu kmeňov bola hodnotená na médiu s ovseným agarom pri teplotách 5, 15, 24 a 34 °C (obr. 3). Rast bol pozorovaný pri všetkých teplotách; maximálna rýchlosť rastu bola zaznamenaná pri 24 ° C (86 mm pohár úplne zarástol za 2 dni). Pri 15 a 34 °C bola rýchlosť rastu výrazne nižšia (kalich prerástol za 4 a 3 dni).
Pri teplotách 15, 24 a 34 °C sa rýchlosti rastu všetkých študovaných kmeňov nelíšili. Pri teplote 5 ° C kmeň P1 rástol oveľa rýchlejšie ako ostatné (20 mm na 4. deň), P4 - o niečo pomalšie (10 mm na 4. deň), P2 a P3 prakticky nerástli.
Treba tiež poznamenať, že pri teplote 24 ° C sa rast začal ihneď po výsadbe na misku, pri teplotách 15 a 34 ° C došlo k oneskoreniu začiatku aktívneho rastu o 1 deň a pri 5 ° C - do 2 dní.
Metalaxyl (a jeho izomér mefenoxám) sú uznávané ako najúčinnejšie liečivá na kontrolu pôdnych oomycét. Metalaxil je schopný preniknúť do hľúz a poskytnúť (aj pri veľmi nízkych koncentráciách) ich dlhodobú ochranu (Taylor et al., 2008, Bruin et al., 1982). Účinnosť metalaxylu však prudko klesá po objavení sa rezistentných kmeňov v populáciách. Vysoko odolné kmene boli nájdené v niekoľkých regiónoch Spojených štátov amerických (Taylor et al., 2002). Neexistujú žiadne údaje o rezistencii bieloruských kmeňov P. ultimum voči metalaxylu, a preto bolo rozhodnuté otestovať ich odolnosť voči lieku v tejto práci.
Štúdium citlivosti na fungicíd metalaxyl sa uskutočnilo na ovsenej agarovej pôde s prídavkom fungicídu v rôznych koncentráciách (Pobedinskaya a Elansky, 2014).
Skúmané kmene mali určité rozdiely v rezistencii voči metalaxylu (tabuľka 1). Pri koncentrácii fungicídu 1 mg/l sa teda rast kmeňa P4 úplne zastavil a zvyšok kmeňov sa výrazne spomalil. Kmene P1 a P2 rástli veľmi pomaly na médiu s koncentráciou metalaxylu 10 mg/l. Vypočítaná efektívna koncentrácia EC50 (koncentrácia fungicídu, ktorá spomaľuje rýchlosť rastu kmeňa 2-krát v porovnaní s kontrolou) pre všetky kmene bola nižšia ako 1 mg/l. Všetky skúmané kmene boli teda citlivé na metalaxyl; ukázalo sa, že je vysoko účinný pri inhibícii rastu P. ultimum.
Podľa Bruina a kol. (1982) po ošetrení rastlín počas vegetácie metalaxylom v dávke 0,5 kg/ha bola akumulácia fungicídu v hľuzách 0,055 μg/g v periderme, 0,022 μg/g v kortikálnej vrstve a 0,034 μg/g v. centrálna časť hľuzy. Podľa našich údajov je táto koncentrácia metalaxylu nedostatočná na to, aby pôsobila proti chorobe, ale môže spomaliť jej rozvoj.
Pri pestovaní na ovsenej pôde všetky kmene tvorili v monokultúre oospóry (obr. 4), čo je typické pre P. ultimum. Párové zostrihy kmeňov neodhalili viditeľné príznaky vegetatívnej inkompatibility - poháriky boli rovnomerne pokryté mycéliom.
Získané údaje naznačujú, že P. ultimum je fytopatogén schopný rýchleho rastu v širokom rozsahu teplôt, vrátane skladovacej teploty 5 °C. Je virulentný pre tkanivá hľúz zemiakov a vytvára oospóry schopné dlhodobého prežitia. Tento druh je teda nebezpečným fytopatogénom, ktorý môže predstavovať hrozbu pre poľnohospodárstvo a vyžaduje si ďalšiu štúdiu.
Výskum sa uskutočnil s podporou Ruskej vedeckej nadácie (projekt N 14-50-00029).
Tabuľka 1. Citlivosť kmeňov P. ultimum na metalaxyl
Kmeň | Koncentrácia metalaxylu, mg/l | ||
0 (kontrola) | 1 | 10 | |
P1 | 63 | 6 | 0 |
P2 | 65 | 5 | 0 |
P3 | 59 | 0 | 0 |
P4 | 61 | 0 | 0 |
P1 | 105 | 10 | 3 |
P2 | 110 | 10 | 3 |
P3 | 95 | 0 | 0 |
P4 | 98 | 0 | 0 |
Približne. Údaje sú spriemerované pre 3 merania.
Článok bol publikovaný v časopise „Potato Protection“ (č. 1, 2017)