A.I. Polinova, D.R. Zagirova, L.Yu. Kokaeva, I.I. Busko, I.V. Levantsevich, S.N. Elansky
Under de senaste åren har det växt- och hälsotillståndet för potatis- och utsädesbestånden märkbart försämrats i Vitryssland. Rollen för vissa typer av skadliga organismer och deras förhållande i agrofytocenoser har förändrats. Skadligheten hos många inte bara utbredda sjukdomar (senblod, alternaria, alla typer av sårskorpa, bakterios, torr fusariumrutt) har ökat, men också nya, otillräckligt studerade, såsom sårvattenröta (fig 1). Denna sjukdom, som förekommer i Indien, Centralasien och andra södra länder, noterades i regionerna Gomel, Brest, Grodno och Minsk i Vitryssland. Precis som andra jordboende oomycetes orsakar P. ultimum massiva skador under förhållanden med överdriven fukt - i dåligt dränerade områden, under långvariga regn (Taylor et al., 2008).
I Vitryssland noterades sjukdomsutbredningen under år med ökad temperatur under växtsäsongen: i vissa satser potatis påverkades 8-10% av knölarna. Sårvattnig rot av knölar kan orsaka betydande skador, som orsakas av bristen på resistenta sorter, utvecklade skyddsåtgärder och den snabba utvecklingen av sjukdomen vid skador på knölar (Zhuromskaya, 2003; Ivanyuk et al., 2005). Sjukdomen drabbar endast knölar. I Ryssland är sårvattenröta ännu inte signifikant.
I det här arbetet undersökte vi fyra stammar av orsakande medel för sårvattnig ruttna isolerade från drabbade potatisknölar av sorterna Vektar Vitryssland, Skarb och avelshybrider i förråd av Vetenskapligt och praktiskt centrum vid National Academy of Sciences i Vitryssland för potatis och trädgårdsodling (Minsk-regionen). Syftet med studien var att bestämma arten som tillhör de isolerade isolaten, deras virulens i förhållande till potatisknölar, att bedöma tillväxt vid olika omgivningstemperaturer och motståndskraft mot metalaxyl.
Isolatets mycelium odlades på flytande ärtmedium (180 g frysta gröna ärtor kokas i 10 minuter i 1 liter destillerat vatten, varefter de autoklaveras i 30 minuter vid 1 atm); DNA isolerades från varje stam. För att isolera DNA finfördelades fryst mycel i flytande kväve, lyserades i CTAB-buffert och deproteiniserades sedan med kloroform. DNA lagrades i avjoniserat vatten vid –20 ° С. Analys av nukleotidsekvenser av artsspecifika genomregioner (regioner av nukleära ribosomala gener 18S och 5,8S, liksom den interna transkriberade intergena distansen ITS1) amplifierad med primers ITS1 och ITS2 (White, 1990), visade att de studerade stammarna tillhör Pythium ultimum Trow-arter. (synonym Globisporangium ultimum (Trow) Uzuhashi, Tojo & Kakish).
Alla studerade stammar påverkade skivor av Gala-potatisknölar placerade i fuktiga kamrar. Mörka fläckar bildades på dem och förvandlades senare till fuktigt djupt penetrerande sår (fig. 2). Infektion utfördes genom att placera P. ultimum mycelium i mitten av knölskivan.
De ympade knölskivorna inkuberades vid + 22 ° C. Den maximala tillväxthastigheten för det drabbade området observerades under de första två dagarna, sedan förblev sårområdet praktiskt taget oförändrat.
Detta mönster var giltigt för alla studerade stammar.
Tillväxthastigheten för stammarna uppskattades på havreagarmedium vid temperaturer av 5, 15, 24 och 34 ° C (fig. 3). Tillväxt observerades vid alla temperaturer; den maximala tillväxthastigheten observerades vid 24 ° C (86 mm koppen var helt bevuxen på två dagar). Vid 2 och 15 ° C var tillväxthastigheten signifikant lägre (koppen var bevuxen på 34 respektive 4 dagar).
Vid temperaturer på 15, 24 och 34 ° C skilde sig tillväxthastigheterna för alla de studerade stammarna inte från varandra. Vid en temperatur på 5 ° C växte stam P1 mycket snabbare än andra (20 mm på dag 4), P4 - något långsammare (10 mm på dag 4), P2 och P3 växte praktiskt taget inte.
Det bör också noteras att vid en temperatur på 24 ° C började tillväxten omedelbart efter plantering på en skål; vid temperaturer på 15 och 34 ° C försenades starten av aktiv tillväxt med 1 dag och vid 5 ° C - med 2 dagar.
Metalaxyl (och dess isomer mefenoxam) är erkända som de mest effektiva läkemedlen för bekämpning av jordomyceter. Metalaxil kan tränga igenom knölar och ge (även i mycket låga koncentrationer) deras långvariga skydd (Taylor et al., 2008, Bruin et al., 1982). Emellertid minskar effektiviteten av metalaxyl kraftigt efter uppkomsten av resistenta stammar i populationer. Mycket resistenta stammar har hittats i flera regioner i USA (Taylor et al., 2002). Det finns inga data om resistensen hos vitryska P. ultimata stammar mot metalaxyl, och därför beslutades att testa deras resistens mot läkemedlet i detta arbete.
Studien av känsligheten för fungiciden metalaxyl utfördes på havreagarmedium med tillsats av fungicid i olika koncentrationer (Pobedinskaya, Elansky, 2014).
De studerade stammarna hade vissa skillnader i resistens mot metalaxyl (tabell 1). Således, vid en fungicidkoncentration av 1 mg / l, stoppades tillväxten av P4-stammen helt och resten av stammarna bromsades kraftigt. Stammar Pl och P1 växte mycket långsamt på ett medium med en metallaxylkoncentration av 2 mg / L. Den beräknade effektiva koncentrationen EC10 (koncentrationen av fungiciden som saktar stamens tillväxthastighet två gånger i förhållande till kontrollen) för alla stammar var mindre än 50 mg / L. Således var alla undersökta stammar mottagliga för metalaxyl; det har visat sig vara mycket effektivt för att inhibera tillväxten av P. ultimum.
Enligt Bruin et al. (1982) efter behandling av växter under vegetation med metalaxyl i en dos av 0,5 kg / ha var ackumuleringen av fungicid i knölar 0,055 μg / g i periderm, 0,022 μg / g i det kortikala skiktet och 0,034 μg / g i den centrala delen av knölen. Enligt våra uppgifter är denna koncentration av metalaxyl otillräcklig för att motverka sjukdomen, men kan bromsa dess utveckling.
När man växer på havremedium bildade alla stammar oosporer i monokultur (fig 4), vilket är typiskt för P. ultimum. Parvis skarvning av stammarna avslöjade inte synliga symtom på vegetativ inkompatibilitet - kopparna täcktes jämnt med mycel.
De erhållna data indikerar att P. ultimum är en fytopatogen som kan växa snabbt i ett brett temperaturintervall, inklusive vid en lagringstemperatur på 5 ° C. Det är virulent mot vävnaderna i potatisknölar och bildar oosporer som kan överleva på lång sikt. Således är arten en farlig fytopatogen som kan utgöra ett hot mot jordbruket och behöver ytterligare undersökning.
Forskningen genomfördes med stöd av Russian Science Foundation (projekt N 14-50-00029).
Tabell 1. Känslighet hos P. ultimum stammar för metalaxyl
Anstränga | Metallaxylkoncentration, mg / l | ||
0 (kontroll) | 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 |
Ungefär. Medelvärden för 3 mätningar ges.
Artikeln publicerades i tidskriften "Potato Protection" (nr 1, 2017)