E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Kasna bolest krompira i paradajza, koju uzrokuje organizam nalik gljivama, oomiceta Phytophthora infestans (Mont) de Bary, česta je u gotovo svim dijelovima svijeta gdje se uzgajaju ove kulture. U epifitoznim uvjetima gubitak prinosa krompira od kasne plamenje može doseći 10–30% ili više, a paradajza i do 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Jedan od glavnih izvora primarnog inokuluma Ph. infestans, koji dovodi do biljne infekcije, su reproduktivne strukture debelih zidova - oospore. Hibridne oospore nastale kao rezultat ukrštanja genetski različitih roditeljskih sojeva doprinose povećanju genotipske raznolikosti u populaciji, uslijed čega se ubrzava proces prilagodbe sojeva novim sortama i primijenjenim fungicidima. Formiranje oospora Ph. infestans na terenu zabilježen je u mnogim zemljama svijeta: Rusija (Smirnov i sur., 2003.), Norveška (Hermansen i sur., 2002.), Švedska (Strömberg i sur., 2001.), Holandija (Kessel i sur., 2002.) i druge regije. Postoje dokazi da oospore patogena kasne bolesti mogu u zemlji održati više od 2 godine u održivom stanju (Hermansen i sur., 2002 .; Bšdker i sur., 2006.) i uzrokovati infekciju biljaka nakon prezimljavanja (Lehtinen i sur., 2002 .; Ulanova i sur. al., 2010).
Danas je glavna metoda suzbijanja kasne zaraze hemijska zaštita, koja se sastoji u tretiranju zasada fungicidnim pripravcima. Stvaranje oospora snažno inhibiraju mnoge hemikalije koje se koriste za zaštitu krumpira i paradajza od kasne bolesti (Kessel i sur., 2002; Kuznetsov, 2013). Međutim, drugi se lijekovi široko koriste na krumpiru koji ne utječu izravno na Ph. infestans, a njihov utjecaj na stvaranje oospora je nepoznat. Stoga je svrha ovog rada bila proučiti učinak na stvaranje oospora nekih lijekova koji se široko koriste na krompiru, ali nisu registrirani protiv kasne bolesti.
Koristili smo 9 Ph. infestani različitih vrsta parenja, izolirani od zaraženih listova krompira u regijama Moskva, Lenjingrad i Rjazanj. Za proučavanje učinka na rast micelija i stvaranje oospora korišćeni su sledeći lekovi: fungicidi Maxim (aktivni sastojak fludioksonil iz klase fenilpirola) i Skor (difenokonazol, triazoli), insekticidi Aktara (tiametoksam, neonikotinoidi), tanrek (imidaidotinoidoklorid, hemikalije) , triazini). Svi su pesticidi registrirani u „Državnom katalogu pesticida i agrohemikalija“ za 2014. Da bi se proučio utjecaj koncentracije pesticida na rast kolonija oomiceta, svaki je soj inokuliran blokom agara u središtu Petrijeve zdjelice s gustim zobenim medijem. Test pesticid je prethodno dodat u podlogu u koncentracijama od 0.1, 1.0, 10.0 i 100.0 mg / L (u smislu aktivnog sastojka - DV). Kao kontrolu koristili smo podlogu bez dodatka pesticida. Inokulacije su inkubirane na 18 ° C tokom 12-15 dana sve dok promjer kolonije bez pesticida nije iznosio 70-80% promjera Petrijeve zdjelice, nakon čega je u kontrolnoj i eksperimentalnoj varijanti izmjeren promjer kolonija.
Eksperimenti su izvedeni u 3 ponavljanja. Istraživanje stvaranja oospora provedeno je na agar-zobenoj podlozi (30 ml u Petrijevoj zdjelici) s dodatkom fungicida u koncentracijama od 0.1, 1.0, 10.0 i 100.0 mg / L i na podlozi bez fungicida (kontrola). Zbog toga su blokovi agara s izoliranim izolatima tipa A1 i A2 postavljeni u parovima na površinu hranjive podloge na međusobnoj udaljenosti od 5 cm. Inokulacije su inkubirane na optimalnom ph za rast. Infestani na temperaturi od 18 ° C tokom 20 dana. Nakon uzgoja, hranjivi medij sa sporama resuspendiran je mikserom u 30 ml destilirane vode, a iz nastale suspenzije pripremljeni su preparati za mikroskopiranje. U svakoj varijanti pregledano je 180 vidnih polja (3 replike, 60 vidnih polja). Zatim je ponovno izračunata koncentracija oospora (kom / μL medija).
Efekat pesticida na rast radijalnih kolonija. Difenokonazol, tiametoksam i imidakloprid nisu imali statistički značajan učinak na radijalni rast Ph. infestans (Tabela 1). Herbicid metribuzin uzrokovao je lagano usporavanje rasta u početnom periodu (5-7 dana rasta), međutim, do 10. dana, promjeri kolonija postali su slične veličine. Fludioksonil je statistički značajno inhibirao razvoj Ph. infestans u koncentraciji u mediju većoj od 10 mg / l.
Tabela 1
Uticaj pesticida na radijalni rast kolonija Phytophthora infestans
Fungicid-DV (lijek) | Prečnik kolonije pri različitim koncentracijama (mg / L) DW u medijumu, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoksam (lijek 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%) |
Metribuzin (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%) |
Bilješka. Znak „±“ prati interval pouzdanosti za nivo značajnosti od 0.05. Vrijednosti u zagradama izražavaju odnos promjera kolonija u eksperimentalnoj varijanti u odnosu na onaj u kontroli bez pesticida. Znak "-" znači da istraživanje nije provedeno.
Tabela 2
Učinak pesticida na stvaranje oospora Phytophthora infestans u agarskom mediju
Fungicid-DV (lijek) | Broj oospora u medijumu pri različitim koncentracijama (mg / l) DV, kom / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoksam (lijek 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%) |
Metribuzin (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%) |
Proučavanje učinka pesticida na stvaranje oospora Ph. infestans u hranjivoj podlozi. Utvrđeno je da su statistički značajan pad broja oospora u određenim koncentracijama izazvali svi ispitivani lijekovi (Tabela 2). U koncentraciji aktivne supstance od 1.0 mg / l, svi pesticidi, izuzev preparata Aktara i Skor, doveli su do primjetnog smanjenja količine formiranih oospora (za 12-24% u odnosu na kontrolu). Daljnji porast koncentracije aktivnih supstanci u mediju doveo je do povećanja inhibitornog učinka. Pripravci na bazi tiametoksama i difenokonazola uzrokovali su statistički značajno smanjenje broja oospora kada je koncentracija aktivne supstance u mediju bila veća od 10 mg / l.
Diskusija i zaključak. Studija učinka pesticida koji nisu registrirani protiv kasne mrlje krumpira na radijalni rast micelija pokazala je, očekivano, slabu inhibiciju rasta (fludioksonil) ili nikakav utjecaj na rast (ostali proučeni pesticidi).
Tabela 3. Koncentracije aktivnih supstanci u radnoj tečnosti
Priprema (fungicid-DV) | U radu se koristi koncentracija DV u hranljivoj podlozi, mg / l | Koncentracija DW u radnoj tečnosti tokom prerade krompira, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoksam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidakloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioksonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenokonazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Vrijednosti su predstavljene prema "Državnom katalogu pesticida i agrokemikalija" za 2014. godinu
Svi proučeni pesticidi uzrokovali su smanjenje stvaranja oospora u hranjivoj podlozi. Testirane koncentracije pesticida u medijumu bile su niže ili su približno odgovarale (za imidakloprid) dozvoljenim koncentracijama u radnoj tečnosti (Tabela 3). U našim eksperimentima, suzbijanje stvaranja oospora povećavalo se kako se povećavala doza lijeka, što sugerira pojačani učinak pri kontaktu s koncentriranijom radnom tečnošću. Difenokonazol je prouzrokovao značajno smanjenje koncentracije oospora ne samo u eksperimentima na hranjivoj podlozi, već i u testovima na odsječenom lišću krompira smještenom u tečnost koja sadrži fungicid. Tako su kod beloruske sorte Vektar u kontroli zabilježene 32 oospore na 1 mm2 površine lista, pri koncentraciji difenokonazola u vodi od 10 mg / l - 24 i pri 100 mg / l - 12 oospora / mm2. Razlika u koncentraciji oospora pri 100 mg / l fungicida i u kontroli je statistički značajna (Elansky, Mytsa, neobjavljeno).
Pesticidi mogu utjecati na širok spektar procesa u ćelijama gljivica. U literaturi nismo uspjeli pronaći informacije koje donekle objašnjavaju mogući učinak ispitivanih lijekova na stvaranje oospora. Pokušajmo napraviti neke pretpostavke u vezi sa djelovanjem difenokonazola. Mehanizam njegovog fungicidnog djelovanja je inhibicija enzima C14-dimetilaze, koji igra ključnu ulogu u biosintezi sterola. Steroli sintetiziraju gljive, biljke i drugi organizmi i dio su njihovih ćelijskih membrana. Oomiceti roda Phytophthora, u odsustvu sterola, sposobni su samo za vegetativni rast; stvaranje oospora je potpuno suzbijeno (Elliott i sur., 1966).
Oomiceti nisu sposobni sami sintetizirati sterole; oni u svoje membrane ugrađuju sterole dobijene iz biljke domaćina, modifikujući ih. U našem eksperimentu koristili smo zobnji agar medij bogat â-sitosterolom i izofukosterolom (Knights, 1965), tj. Supstancama koje stimuliraju stvaranje oospora. Moguće je da difenokonazol inhibira rad enzima uključenih u modifikaciju ili upotrebu sterolnih jedinjenja dobijenih iz biljaka. To zauzvrat može smanjiti intenzitet stvaranja oospore.
Kao što je prikazano u našem radu, u malim koncentracijama difenokonazol je imao slab stimulativni efekat na rast micelija i stvaranje oospora.
Suzbijanje stvaranja oospora u hranjivom medijumu ranije je pokazano za fungicide protiv fitoftore. Dakle, u radu Kessel i sur. (2002) istražili su više od 10 komercijalnih lijekova za antifitofluoroide. Fluazinam, dimetomorf i cimoksanil u nesmrtonosnim koncentracijama u potpunosti su potisnuli stvaranje oospora u agarskom mediju; metalaksil, maneb i propamokarb pokazali su umjerenu efikasnost; mankozeb i hlorotalonil praktično nisu imali efekta na stvaranje oospora. U radu S.A.Kuznjecova (Kuznetsov, 2013) prikazana je inhibicija stvaranja oospore na hranjivom mediju nesmrtonosnim koncentracijama metalaksila.
Naši eksperimenti pokazali su da pripravci pesticida koji se koriste na krumpiru, a koji nisu imali ni direktni inhibitorni učinak na rast patogena kasne mrlje, potiskuju stvaranje oospora. Dakle, pravilno izvedena hemijska zaštita krompira upotrebom fungicida, insekticida i herbicida smanjuje vjerovatnoću nastanka oospora u lišću biljaka.
Ovaj rad je podržala Ruska fondacija za nauku (projekat br. 14-50-00029).
Članak je objavljen u časopisu "Mikologija i fitopatologija" (Tom 50, Izdanje 1, 2016).