Е. Д. Мица, М. А. Побединская, Л. Ю. Кокаева, С. Н. Елански
Късна болест на картофи и домати, причинена от гъбоподобния организъм, оомицетът Phytophthora infestans (Mont) de Bary, е често срещана в почти всички области на света, където се отглеждат тези култури. При епифитотични условия загубата на добив на картофи от късна болест може да достигне 10–30% или повече, а на домати - до 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Един от основните източници на първичен инокулум Ph. infestans, водещи до инфекция на растенията, са дебелостенни почиващи репродуктивни структури - ооспори. Хибридните ооспори, образувани в резултат на кръстосване на генетично различни родителски щамове, допринасят за увеличаване на генотипното разнообразие в популацията, в резултат на което процесът на адаптация на щамовете към нови сортове и приложени фунгициди се ускорява. Образуване на ооспори Ph. infestans в полето е отбелязано в много страни по света: Русия (Smirnov et al., 2003), Норвегия (Hermansen et al., 2002), Швеция (Strцmberg et al., 2001), Холандия (Kessel et al., 2002) и други региони. Има доказателства, че ооспорите на причинителя на късната болест могат да оцелеят повече от 2 години в почвата в жизнеспособно състояние (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) и да причинят инфекция на растенията след презимуване (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et ал., 2010).
Основният метод за борба с късната болест днес е химическата защита, която се състои в третиране на насаждения с фунгицидни препарати. Много химикали, използвани за защита на картофи и домати от късна болест, имат силно инхибиращо действие върху образуването на ооспори (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Въпреки това, други лекарства се използват широко върху картофи, които не влияят пряко на Ph. infestans и ефектът им върху образуването на ооспори е неизвестен. Следователно целта на тази работа беше да се проучи ефектът върху образуването на ооспори на някои лекарства, широко използвани върху картофите, но не регистрирани срещу късна болест.
Използвахме 9 Ph. инфестани от различни видове чифтосване, изолирани от нас от заразени картофени листа в региони Москва, Ленинград, Рязан. За изследване на ефекта върху растежа на мицела и образуването на ооспори са използвани следните лекарства: фунгициди Maxim (активна съставка флудиоксонил от класа на фенилпиролите) и Scor (дифеноконазол, триазоли), инсектициди Aktara (тиаметоксам, неоникотиноидциклопридрид) , триазини). Всички пестициди са регистрирани в „Държавния каталог на пестицидите и агрохимикалите“ за 2014 г. За да се изследва ефектът от концентрацията на пестициди върху растежа на колониите на оомицетите, всеки щам се инокулира с агарен блок в центъра на Петри с гъста овесена среда. Тестваният пестицид беше предварително добавен към средата при концентрации от 0.1, 1.0, 10.0 и 100.0 mg / L (по отношение на активната съставка - DV). Като контрола използвахме среда без добавен пестицид. Инокулациите се инкубират при 18 ° С в продължение на 12-15 дни, докато диаметърът на колонията на контрола без пестициди е 70-80% от диаметъра на чашата на Петри, след което диаметърът на колониите се измерва в контролния и експерименталния вариант.
Експериментите са проведени в 3 повторения. Изследването на образуването на ооспори се извършва върху агарова овесена среда (30 ml в чаша на Петри) с добавяне на фунгицид в концентрации 0.1, 1.0, 10.0 и 100.0 mg / L и върху среда без фунгицид (контрол). За това агарните блокове с чифтосване на изолати тип А1 и А2 бяха поставени по двойки на повърхността на хранителната среда на разстояние 5 cm един от друг. Инокулациите се инкубират при оптималната Ph. Infestans при температура 18 ° C в продължение на 20 дни. След култивирането хранителната среда със спори се ресуспендира със смесител в 30 ml дестилирана вода и от получената суспензия се приготвят препарати за микроскопия. Във всеки вариант бяха разгледани 180 зрителни полета (3 повторения, 60 зрителни полета). След това концентрацията на ооспорите беше преизчислена (бр / μL среда).
Ефект на пестицидите върху радиалния растеж на колонията. Дифеноконазол, тиаметоксам и имидаклоприд нямат статистически значим ефект върху радиалния растеж на Ph. инфестани (Таблица 1). Хербицидът метрибузин причинява леко забавяне на растежа в началния период (5-7 дни на растеж), но до 10-ия ден диаметрите на колониите стават сходни по размер. Флудиоксонил статистически значително инхибира развитието на Ph. инфестани при концентрация в средата над 10 mg / l.
Таблица 1
Ефект на пестицидите върху радиалния растеж на колониите Phytophthora инфестанс
Фунгицид-DV (наркотик) | Диаметър на колонията при различни концентрации (mg / L) DW в средата, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Тиаметоксам (лекарство Aktara) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Имидаклоприд (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 ± 5 (96%) |
флудиоксонил (максим) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Метрибузин (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 12 ± (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Дифеноконазол (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 6 ± (99%) |
Забележка. Знакът „±“ е последван от доверителния интервал за ниво на значимост 0.05. Стойностите в скобите изразяват съотношението на диаметъра на колониите в експерименталния вариант към този в контролата без пестициди. Знакът „-“ означава, че не са провеждани изследвания.
Таблица 2
Ефект на пестицидите върху образуването на ооспори Phytophthora инфестанс в агар среда
Фунгицид-DV (наркотик) | Броят на ооспорите в средата при различни концентрации (mg / l) DV, бр / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Тиаметоксам (лекарство Aktara) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Имидаклоприд (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
флудиоксонил (максим) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Метрибузин (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Дифеноконазол (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%) |
Изследване на ефекта на пестицидите върху образуването на ооспори Ph. infestans в хранителна среда. Установено е, че статистически значимо намаляване на броя на ооспорите при определени концентрации е причинено от всички изследвани препарати (Таблица 2). При концентрация на активно вещество 1.0 mg / l, всички пестициди, с изключение на препаратите Aktara и Skor, доведоха до забележимо намаляване на количеството образувани ооспори (с 12–24% в сравнение с контрола). По-нататъшното повишаване на концентрацията на активни вещества в средата доведе до увеличаване на инхибиторния ефект. Препаратите на базата на тиаметоксам и дифеноконазол причиняват статистически значимо намаляване на броя на ооспорите, когато концентрацията на активното вещество в средата е над 10 mg / l.
Дискусия и заключение. Изследването на ефекта на пестицидите, които не са регистрирани срещу късна болест на картофа върху радиалния растеж на мицела, показва, както се очаква, слабо потискане на растежа (флудиоксонил) или никакъв ефект върху растежа (други проучени пестициди).
Таблица 3. Концентрации на активни вещества в работната течност
Препарат (фунгицид-DV) | Използва се в работата на концентрацията на DV в хранителната среда, mg / l | Концентрация на DW в работната течност по време на обработката на картофи, mg / l |
---|---|---|
Актара (тиаметоксам) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (имидаклоприд) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Максим (флудиоксонил) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (метрибузин) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (дифеноконазол) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Стойностите са представени съгласно „Държавен каталог на пестицидите и агрохимикалите“ за 2014г.
Всички изследвани пестициди причиняват намаляване на образуването на ооспори в хранителната среда. Тестваните концентрации на пестициди в средата са по-ниски или приблизително съответстват (за имидаклоприд) на разрешените концентрации в работната течност (Таблица 3). В нашите експерименти потискането на образуването на ооспори се увеличава с увеличаване на дозата на лекарството, което предполага увеличаване на ефекта при контакт с по-концентрирана работна течност. Дифеноконазол причинява значително намаляване на концентрацията на ооспори не само при експерименти върху хранителна среда, но и при тестове върху отрязани картофени листа, поставени в течност, съдържаща фунгицид. По този начин, при сорта Vectar Belorussian в контролата се наблюдават 32 ооспори на 1 mm2 листна площ, при концентрация на дифеноконазол във вода 10 mg / l - 24 и при 100 mg / l - 12 oospores / mm2. Разликата в концентрациите на ооспори при 100 mg / l на фунгицида и в контролата е статистически значима (Elansky, Mytsa, непубликувано).
Пестицидите могат да повлияят на голямо разнообразие от процеси в гъбичните клетки. В литературата не успяхме да намерим информация, която до известна степен обяснява възможния ефект на изследваните лекарства върху образуването на ооспори. Нека се опитаме да направим някои предположения относно действието на дифеноконазол. Механизмът на неговото фунгицидно действие е да инхибира ензима С14-диметилаза, който играе ключова роля в биосинтеза на стерол. Стерилите се синтезират от гъби, растения и други организми и са част от техните клетъчни мембрани. Оомицетите от рода Phytophthora, при липса на стерини, са способни само на вегетативен растеж и образуването на ооспори е напълно потиснато (Elliott et al., 1966).
Оомицетите не са в състояние да синтезират сами стероли; те включват в своите мембрани стерините, получени от растението гостоприемник, като ги модифицират. В нашия експеримент използвахме овесена агарна среда, богата на â-ситостерол и изофукостерол (Knights, 1965), т.е. вещества, които стимулират образуването на ооспори. Възможно е дифеноконазолът да инхибира работата на ензимите, участващи в модификацията или използването на стеролни съединения, получени от растения. Това от своя страна може да намали интензивността на образуването на ооспори.
В малки концентрации, както е показано в нашата работа, дифеноконазол има слаб стимулиращ ефект върху растежа на мицела и образуването на ооспори.
Потискането на образуването на ооспори в хранителната среда вече е показано за фунгицидни препарати за антифитофтора. По този начин, в работата на Kessel et al. (2002) изследва повече от 10 антифитофлуороиди търговски лекарства. Флуазинам, диметоморф и цимоксанил в нелетални концентрации напълно потискат образуването на ооспори в агарова среда; металаксил, манеб и пропамокарб показват умерена ефикасност; манкозеб и хлороталонил практически не са имали ефект върху образуването на ооспори. В работата на С. А. Кузнецов (Кузнецов, 2013) е показано инхибиране на образуването на ооспори върху хранителна среда от нелетални концентрации на металаксил.
Нашите експерименти показаха, че пестицидните препарати, използвани върху картофи, дори без директен инхибиторен ефект върху растежа на патогена на късната болест, потискат образуването на ооспори. По този начин правилно извършената химическа защита на картофите с помощта на фунгициди, инсектициди и хербициди намалява вероятността от образуване на ооспори в листата на растенията.
Тази работа беше подкрепена от Руската научна фондация (проект № 14-50-00029).
Статията е публикувана в списание „Микология и фитопатология“ (том 50, брой 1, 2016).