E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Neskorá pleseň zemiakov a paradajok spôsobená organizmom hubovým oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary je bežná takmer vo všetkých oblastiach sveta, kde sa tieto plodiny pestujú. Za epifytotických podmienok môže strata zemiakového výnosu z neskorej plesne dosiahnuť 10–30% alebo viac a rajčiaka až 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Jedným z hlavných zdrojov primárneho inokula Ph. infestany, vedúce k infekcii rastlín, sú hrubostenné pokojové reprodukčné štruktúry - oospory. Hybridné oospóry vytvorené krížením geneticky odlišných rodičovských kmeňov prispievajú k zvýšeniu genotypovej diverzity v populácii, v dôsledku čoho sa urýchľuje proces adaptácie kmeňov na nové odrody a použité fungicídy. Tvorba oospór Ph. Infestáni v tejto oblasti boli zaznamenaní v mnohých krajinách sveta: Rusko (Smirnov et al., 2003), Nórsko (Hermansen et al., 2002), Švédsko (Strцmberg et al., 2001), Holandsko (Kessel et al., 2002) a iné regióny. Existujú dôkazy, že oospóry pôvodcu neskorej plesne môžu v pôde prežiť viac ako 2 roky v životaschopnom stave (Hermansen a kol., 2002; Bшdker a kol., 2006) a po prezimovaní spôsobiť infekciu rastlín (Lehtinen a kol., 2002; Ulanova a kol., 2010). al., XNUMX).
Hlavnou metódou boja proti neskorej plesni je dnes chemická ochrana, ktorá spočíva v ošetrení výsadby fungicídnymi prípravkami. Mnoho chemikálií používaných na ochranu zemiakov a paradajok pred neskorou plesňou má silný inhibičný účinok na tvorbu oospór (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Na zemiaky sa však široko používajú iné lieky, ktoré priamo neovplyvňujú Ph. infestans a ich vplyv na tvorbu oospór nie je známy. Účelom tejto práce bolo preto študovať vplyv niektorých liekov bežne používaných na zemiaky, ktoré však nie sú registrované proti neskorej plesni, na tvorbu oporóz.
Použili sme 9 Ph. infestany rôznych druhov párenia, ktoré sme izolovali z infikovaných listov zemiakov v Moskve, Leningrade a Rjazani. Na štúdium účinku na rast mycélia a tvorbu oospór sa použili nasledujúce lieky: fungicídy Maxim (účinná látka fludioxonil z triedy fenylpyrolov) a Scor (difenokonazol, triazoly), insekticídy Aktara (tiametoxam, neonikotinoidy) a Tanrek (imidakloprid, neonikotid) , triazíny). Všetky pesticídy sú registrované v „Štátnom katalógu pesticídov a agrochemikálií“ na rok 2014. Na štúdium vplyvu koncentrácie pesticídov na rast kolónií oomycete bol každý kmeň naočkovaný agarovým blokom v strede Petriho misky s hustým ovseným prostredím. Testovaný pesticíd bol predbežne pridaný do média v koncentráciách 0.1, 1.0, 10.0 a 100.0 mg / l (z hľadiska aktívnej zložky - DV). Ako kontrola sme použili médium bez pridaného pesticídu. Inokulácie sa inkubovali pri 18 ° C po dobu 12-15 dní, kým priemer kolónií kontroly bez pesticídov nebol 70-80% priemeru Petriho misky, potom sa zmeral priemer kolónií v kontrolných a experimentálnych variantoch.
Pokusy sa uskutočňovali v 3 opakovaniach. Štúdium tvorby oospór sa uskutočňovalo na agarovom ovsenom médiu (30 ml v Petriho miske) s prídavkom fungicídu v koncentráciách 0.1, 1.0, 10.0 a 100.0 mg / l a na médiu bez fungicídu (kontrola). Z tohto dôvodu sa agarové bloky s páriacimi izolátmi typu A1 a A2 umiestnili v pároch na povrch živného média vo vzdialenosti 5 cm od seba. Naočkovanie sa inkubovalo pri optimálnej Ph. Infestans pri teplote 18 ° C počas 20 dní. Po kultivácii sa živné médium so spórami resuspendovalo v mixéri v 30 ml destilovanej vody a z výslednej suspenzie sa pripravili prípravky na mikroskopiu. V každom variante sa skúmalo 180 vizuálnych polí (3 replikáty, 60 vizuálnych polí). Potom sa prepočítala koncentrácia oospór (ks / μl média).
Vplyv pesticídov na radiálny rast kolónií. Difenokonazol, tiametoxam a imidakloprid nemali štatisticky významný vplyv na radiálny rast Ph. infestans (tab. 1). Herbicíd metribuzín spôsobil v počiatočnom období (5-7 dní rastu) mierne spomalenie rastu, avšak do 10. dňa boli priemery kolónií podobné podobné. Fludioxonil štatisticky významne inhiboval vývoj Ph. infestany v koncentrácii viac ako 10 mg / l v médiu.
Tabuľka 1
Vplyv pesticídov na radiálny rast kolónií Phytophthora infestans
Fungicíd-DV (liek) | Priemer kolónií pri rôznych koncentráciách (mg / l) DW v médiu, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (liek Aktara) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Imidakloprid (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 ± 5 (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Metribuzín (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 12 ± (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Difenokonazol (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 6 ± (99%) |
Poznámka. Za znamienkom „±“ nasleduje interval spoľahlivosti pre hladinu významnosti 0.05. Hodnoty v zátvorkách vyjadrujú pomer priemeru kolónií v experimentálnom variante k priemeru kolónií v prípade kontroly bez pesticídov. Znak „-“ znamená, že sa neuskutočnil žiadny výskum.
Tabuľka 2
Vplyv pesticídov na tvorbu oospór Phytophthora infestans v agarovom prostredí
Fungicíd-DV (liek) | Počet oospór v médiu pri rôznych koncentráciách (mg / l) DV, ks / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (liek Aktara) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Imidakloprid (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Metribuzín (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Difenokonazol (Scor) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (91%) | 82.2 ± 3.7 (103%) | 54.9 ± 2.8 (69%) | 35.8 ± 2.3 (45%) |
Štúdium účinku pesticídov na tvorbu oospór Ph. infestans v živnom médiu. Zistilo sa, že štatisticky významný pokles počtu oospór pri určitých koncentráciách bol spôsobený všetkými skúmanými prípravkami (tabuľka 2). Pri koncentrácii účinnej látky 1.0 mg / l viedli všetky pesticídy, s výnimkou prípravkov Aktara a Skor, k znateľnému zníženiu množstva vytvorených oospór (o 12–24% v porovnaní s kontrolou). Ďalšie zvýšenie koncentrácie účinných látok v médiu viedlo k zvýšeniu inhibičného účinku. Prípravky na báze tiametoxámu a difenokonazolu spôsobili štatisticky významný pokles počtu oospór, keď koncentrácia účinnej látky v médiu bola vyššia ako 10 mg / l.
Diskusia a záver. Štúdia účinku pesticídov neregistrovaných proti neskorej plesni zemiakov na radiálny rast mycélia preukázala podľa očakávania slabé potlačenie rastu (fludioxonil) alebo žiadny vplyv na rast (ďalšie študované pesticídy).
Tabuľka 3. Koncentrácie účinných látok v pracovnej tekutine
Prípravok (fungicíd-DV) | Používa sa pri práci na koncentráciu DV v živnom médiu, mg / l | Koncentrácia DW v pracovnej kvapaline počas spracovania zemiakov, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoxam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidakloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioxonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzín) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenokonazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Hodnoty sú uvedené v súlade so „Štátnym katalógom pesticídov a agrochemikálií“ pre rok 2014.
Všetky študované pesticídy spôsobili pokles tvorby oospór v živnom médiu. Testované koncentrácie pesticídov v médiu boli nižšie alebo približne zodpovedali (pre imidakloprid) povoleným koncentráciám v pracovnej tekutine (tabuľka 3). V našich experimentoch sa potlačenie tvorby oospór zosilňovalo so zvyšovaním dávky liečiva, čo naznačuje zvýšenie účinku pri kontakte s koncentrovanejšou pracovnou tekutinou. Difenokonazol spôsobil významné zníženie koncentrácie oospór nielen v experimentoch na živnom médiu, ale aj v testoch na odrezaných listoch zemiakov umiestnených do kvapaliny obsahujúcej fungicíd. Teda u odrody Vectar bieloruská sa u kontroly pozorovalo 32 oospór na 1 mm2 listovej plochy pri koncentrácii difenokonazolu vo vode 10 mg / l - 24 a pri 100 mg / l - 12 oospór / mm2. Rozdiel v koncentráciách oospór pri 100 mg / l fungicídu a v kontrole je štatisticky významný (Elansky, Mytsa, nepublikované).
Pesticídy môžu ovplyvňovať rôzne procesy v bunkách húb. V literatúre sa nám nepodarilo nájsť informácie, ktoré by do istej miery vysvetľovali možný vplyv študovaných liekov na tvorbu oospór. Pokúsme sa urobiť niekoľko predpokladov týkajúcich sa pôsobenia difenokonazolu. Mechanizmus jeho fungicídneho účinku je inhibícia enzýmu C14-dimetylázy, ktorý hrá kľúčovú úlohu v biosyntéze sterolov. Steroly sú syntetizované hubami, rastlinami a inými organizmami a sú súčasťou ich bunkových membrán. Oomycety rodu Phytophthora sú v neprítomnosti sterolov schopné iba vegetatívneho rastu; tvorba oospór je úplne potlačená (Elliott a kol., 1966).
Oomycety nie sú schopné syntetizovať steroly samy; zapracovávajú do svojich membrán steroly získané z hostiteľskej rastliny a modifikujú ich. V našom experimente sme použili ovsené agarové médium bohaté na â-sitosterol a izofucosterol (Knights, 1965), teda látky stimulujúce tvorbu oospór. Je možné, že difenokonazol inhibuje prácu enzýmov podieľajúcich sa na modifikácii alebo využití sterolových zlúčenín získaných z rastlín. To môže zase znížiť intenzitu tvorby oospór.
Ako ukazuje naša práca, mal difenokonazol v malých koncentráciách slabý stimulačný účinok na rast mycélia a tvorbu oospór.
Potlačenie tvorby oospór v živnom médiu bolo predtým preukázané pre antifytoftorové fungicídy. V práci Kessela a kol. (2002) skúmali viac ako 10 antifitofluoroidov komerčných liekov. Fluazinam, dimetomorf a cymoxanil v neletálnych koncentráciách úplne potlačili tvorbu oospór v agarovom médiu; metalaxil, maneb a propamokarb vykazovali miernu účinnosť; mancozeb a chlórtalonil nemali prakticky žiadny vplyv na tvorbu oospór. V práci S.A. Kuznetsova (Kuznetsov, 2013) bola preukázaná inhibícia tvorby oospór na živnom médiu neletálnymi koncentráciami metalaxylu.
Naše experimenty ukázali, že pesticídne prípravky používané na zemiakoch, aj bez priameho inhibičného účinku na rast patogénu neskorej plesne, potláčajú tvorbu oospór. Správne vykonaná chemická ochrana zemiakov pomocou fungicídov, insekticídov a herbicídov teda znižuje pravdepodobnosť tvorby oospór v listoch rastlín.
Túto prácu podporila Ruská vedecká nadácia (projekt č. 14-50-00029).
Článok bol publikovaný v časopise „Mycology and Phytopathology“ (zväzok 50, číslo 1, 2016).