A.I. Polinova, D.R. Zagirova, L.Yu. Kokaeva, I.I. Busko, I.V. Levantsevich, S.N. Elansky
I de senere år er den plantesundhedsmæssige tilstand af kartoffel- og frøbestande mærkbart forværret i Hviderusland. Rollen for visse typer skadelige organismer og deres forhold i agrofytocenoser er ændret. Skadelighed for mange ikke kun udbredte sygdomme (sen blight, alternaria, alle typer skorpe, bakteriose, tør fusariumrot) er steget, men også nye, utilstrækkeligt undersøgt, såsom sårvandig rådne (fig. 1). Denne sygdom, der forekommer i Indien, Centralasien og andre sydlige lande, blev bemærket i Gomel-, Brest-, Grodno- og Minsk-regionerne i Hviderusland. Ligesom andre jordboende oomycetes forårsager P. ultimum massiv skade under forhold med overdreven fugt - i dårligt drænede områder under længerevarende regn (Taylor et al., 2008).
I Hviderusland blev sygdommens spredning bemærket i år med en øget temperatur i vækstsæsonen: i nogle kartoffelpartier blev 8-10% af knoldene ramt. Sårvandende rod af knolde kan forårsage betydelig skade, som skyldes mangel på resistente sorter, udviklede beskyttelsesforanstaltninger og den hurtige udvikling af sygdommen i tilfælde af skade på knolde (Zhuromskaya, 2003; Ivanyuk et al., 2005). Sygdommen rammer kun knolde. I Rusland er sårvandet rådn endnu ikke signifikant.
I dette arbejde undersøgte vi 4 stammer af årsagsmidler af sårvandig rådne isoleret fra berørte kartoffelknolde af sorterne Vektar Hviderussisk, Skarb og avlshybrider i oplagringerne af det videnskabelige og praktiske center for det nationale videnskabsakademi i Hviderusland for kartoffel og havebrug (Minsk-regionen). Formålet med undersøgelsen var at bestemme arten, der tilhører de isolerede isolater, deres virulens i forhold til kartoffelknolde, at vurdere væksten ved forskellige omgivelsestemperaturer og resistens over for metalaxyl.
Myceliet af isolaterne blev dyrket på flydende ærtemedium (180 g frosne grønne ærter koges i 10 minutter i 1 liter destilleret vand, hvorefter de autoklaveres i 30 minutter ved 1 atm); DNA blev isoleret fra hver stamme. Til DNA-isolering blev frossent mycel tritureret i flydende nitrogen, lyseret i CTAB-puffer og derefter deproteiniseret med chloroform. DNA blev opbevaret i deioniseret vand ved –20 ° С. Analyse af nukleotidsekvenserne af artsspecifikke genomregioner (regioner med nukleare ribosomale gener 18S og 5,8S såvel som den interne transkriberede intergene spacer ITS1), amplificeret ved anvendelse af primere ITS1 og ITS2 (White, 1990), viste at de undersøgte stammer tilhører Pythium ultimum Trow-arter. (synonym Globisporangium ultimum (Trow) Uzuhashi, Tojo & Kakish).
Alle undersøgte stammer påvirkede skiver af Gala-kartoffelknolde placeret i fugtige kamre. Mørke pletter dannes på dem, der senere bliver til fugtige, dybt gennemtrængende sår (fig. 2). Infektion blev udført ved at placere P. ultimum mycelium i midten af knoldskiven.
De podede knoldskiver blev inkuberet ved + 22 ° C. Den maksimale vækstrate for det berørte område blev noteret i de første 2 dage, derefter forblev området med såret praktisk talt uændret.
Dette mønster var gyldigt for alle undersøgte stammer.
Stammernes væksthastighed blev estimeret på havre-agarmedium ved temperaturer på 5, 15, 24 og 34 ° C (fig. 3). Vækst blev observeret ved alle temperaturer; den maksimale vækstrate blev observeret ved 24 ° C (86 mm koppen blev fuldstændig tilgroet på 2 dage). Ved 15 og 34 ° C var vækstraten signifikant lavere (koppen blev vokset i henholdsvis 4 og 3 dage).
Ved temperaturer på 15, 24 og 34 ° C var væksthastighederne for alle de undersøgte stammer ikke forskellige. Ved en temperatur på 5 ° C voksede stamme P1 meget hurtigere end andre (20 mm på dag 4), P4 - noget langsommere (10 mm på dag 4), P2 og P3 voksede praktisk talt ikke.
Det skal også bemærkes, at væksten ved en temperatur på 24 ° C begyndte umiddelbart efter plantning på en skål, ved temperaturer på 15 og 34 ° C var der en forsinkelse i starten af aktiv vækst med 1 dag og ved 5 ° C - med 2 dage.
Metalaxyl (og dets isomer mefenoxam) er anerkendt som de mest effektive lægemidler til bekæmpelse af jordomyceter. Metalaxil er i stand til at trænge ind i knolde og give (selv ved meget lave koncentrationer) deres langsigtede beskyttelse (Taylor et al., 2008, Bruin et al., 1982). Effektiviteten af metalaxyl falder imidlertid kraftigt efter fremkomsten af resistente stammer i populationer. Meget resistente stammer er blevet fundet i flere regioner i USA (Taylor et al., 2002). Der er ingen data om resistensen fra hviderussiske P. ultimum stammer over for metalaxyl, og derfor blev det besluttet at teste deres resistens over for lægemidlet i dette arbejde.
Undersøgelsen af modtagelighed over for fungicidet metalaxyl blev udført på havre-agarmedium med tilsætning af fungicid i forskellige koncentrationer (Pobedinskaya, Elansky, 2014).
De undersøgte stammer havde nogle forskelle i resistens over for metalaxyl (tabel 1). Ved en fungicidkoncentration på 1 mg / l stoppede væksten af P4-stammen således fuldstændigt, og resten af stammerne blev kraftigt bremset. Stammer P1 og P2 voksede meget langsomt på et medium med en metalaxylkoncentration på 10 mg / L. Den beregnede effektive koncentration EC50 (koncentrationen af fungicidet, der nedsætter stammens væksthastighed 2 gange i forhold til kontrollen) for alle stammer var mindre end 1 mg / L. Således var alle undersøgte stammer modtagelige for metalaxyl; det har vist sig at være yderst effektivt til at hæmme væksten af P. ultimum.
Ifølge Bruin et al. (1982) efter behandling af planter under vegetation med metalaxyl i en dosis på 0,5 kg / ha var akkumuleringen af fungicid i knolde 0,055 μg / g i periderm, 0,022 μg / g i det kortikale lag og 0,034 μg / g i den centrale del af knolden. Ifølge vores data er denne koncentration af metalaxyl utilstrækkelig til at modvirke sygdommen, men kan bremse dens udvikling.
Når de vokser på havremedium, dannede alle stammer oosporer i monokultur (fig. 4), hvilket er typisk for P. ultimum. Parvis splejsning af stammerne afslørede ingen synlige symptomer på vegetativ inkompatibilitet - kopperne var jævnt dækket af mycelium.
De opnåede data indikerer, at P. ultimum er et phytopathogen, der er i stand til hurtig vækst i et bredt temperaturområde, inklusive ved en opbevaringstemperatur på 5 ° C. Det er virulent over for væv fra kartoffelknolde og danner oosporer, der er i stand til langvarig overlevelse. Således er arten et farligt fytopatogen, der kan udgøre en trussel mod landbruget og har brug for yderligere undersøgelse.
Forskningen blev udført med støtte fra Russian Science Foundation (projekt N 14-50-00029).
Tabel 1. Følsomhed af P. ultimum stammer over for metalaxyl
Stamme | Metalaxylkoncentration, mg / l | ||
0 (kontrol) | 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 |
Ca. Gennemsnitlige data for 3 målinger er angivet.
Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet "Potato Protection" (nr. 1, 2017)