A.I. Polinova, D.R. Zagirova, L.Yu. Kokaeva, I.I. Busko, I.V. Levantsevich, S.N. Elansky
In den letzten Jahren hat sich der pflanzengesundheitliche Zustand der Kartoffel- und Saatgutbestände in Belarus spürbar verschlechtert. Die Rolle bestimmter Arten von Schadorganismen und ihr Verhältnis bei Agrophytocenosen hat sich geändert. Die Schädlichkeit vieler nicht nur weit verbreiteter Krankheiten (Spätfäule, Alternaria, alle Arten von Schorf, Bakteriose, trockene Fusarienfäule) hat zugenommen, sondern auch neuer, unzureichend untersuchter Krankheiten wie Wundfäule (Abb. 1). Diese Krankheit, die in Indien, Zentralasien und anderen südlichen Ländern auftritt, wurde in den Regionen Gomel, Brest, Grodno und Minsk in Weißrussland festgestellt. Wie andere bodenbewohnende Oomyceten verursacht P. ultimum unter Bedingungen übermäßiger Feuchtigkeit massive Schäden - in schlecht entwässerten Gebieten bei längerem Regen (Taylor et al., 2008).
In Weißrussland wurde die Ausbreitung der Krankheit in Jahren mit einer erhöhten Temperatur der Vegetationsperiode festgestellt: In einigen Kartoffelchargen waren 8-10% der Knollen betroffen. Wundwasserfäule von Knollen kann erhebliche Schäden verursachen, die durch das Fehlen resistenter Sorten, entwickelte Schutzmaßnahmen und die rasche Entwicklung der Krankheit bei Knollenschäden verursacht werden (Zhuromskaya, 2003; Ivanyuk et al., 2005). Die Krankheit betrifft nur Knollen. In Russland ist die verwundete Wasserfäule noch nicht signifikant.
In dieser Arbeit untersuchten wir 4 Stämme von Erregern der Wundwasserfäule, die aus betroffenen Kartoffelknollen der Sorten Vektar Weißrussland, Skarb und Zuchthybriden in den Lagern des Wissenschaftlichen und Praktischen Zentrums der Nationalen Akademie der Wissenschaften von Belarus für Kartoffel- und Gartenbau (Region Minsk) isoliert wurden. Ziel der Studie war es, die Spezies der isolierten Isolate, ihre Virulenz in Bezug auf Kartoffelknollen, zu bestimmen, das Wachstum bei verschiedenen Umgebungstemperaturen und die Resistenz gegen Metalaxyl zu bewerten.
Das Myzel der Isolate wurde auf flüssigem Erbsenmedium gezüchtet (180 g gefrorene grüne Erbsen werden 10 Minuten in 1 Liter destilliertem Wasser gekocht, wonach sie 30 Minuten bei 1 atm autoklaviert werden); Aus jedem Stamm wurde DNA isoliert. Zur DNA-Isolierung wurde gefrorenes Mycel in flüssigem Stickstoff verrieben, in CTAB-Puffer lysiert und dann mit Chloroform deproteiniert. Die DNA wurde in entionisiertem Wasser bei –20 ° C gelagert. Die Analyse von Nukleotidsequenzen speziesspezifischer Genomregionen (Regionen der ribosomalen Kerngene 18S und 5,8S sowie des internen transkribierten intergenen Spacers ITS1), die unter Verwendung der Primer ITS1 und ITS2 (White, 1990) amplifiziert wurden, zeigte, dass die untersuchten Stämme zu den Pythium ultimum Trow-Spezies gehören. (Synonym Globisporangium ultimum (Trow) Uzuhashi, Tojo & Kakish).
Alle untersuchten Stämme betrafen Scheiben von Gala-Kartoffelknollen, die in feuchte Kammern gelegt wurden. Auf ihnen bildeten sich dunkle Flecken, die sich später in feuchte, tief eindringende Geschwüre verwandelten (Abb. 2). Die Infektion wurde durchgeführt, indem das P. ultimum-Myzel in die Mitte der Knollenscheibe gelegt wurde.
Die beimpften Knollenscheiben wurden bei + 22 ° C inkubiert. Die maximale Wachstumsrate des betroffenen Bereichs wurde in den ersten 2 Tagen festgestellt, dann blieb der Bereich des Geschwürs praktisch unverändert.
Dieses Muster galt für alle untersuchten Stämme.
Die Wachstumsrate der Stämme wurde auf Haferagarmedium bei Temperaturen von 5, 15, 24 und 34 ° C geschätzt (3). Wachstum wurde bei allen Temperaturen beobachtet; Die maximale Wachstumsrate wurde bei 24 ° C notiert (der 86 mm Becher war in 2 Tagen vollständig überwachsen). Bei 15 und 34 ° C war die Wachstumsrate signifikant niedriger (der Becher war in 4 bzw. 3 Tagen überwachsen).
Bei Temperaturen von 15, 24 und 34 ° C unterschieden sich die Wachstumsraten aller untersuchten Stämme nicht. Bei einer Temperatur von 5 ° C wuchs der Stamm P1 viel schneller als andere (20 mm am Tag 4), P4 - etwas langsamer (10 mm am Tag 4), P2 und P3 wuchsen praktisch nicht.
Es sollte auch beachtet werden, dass bei einer Temperatur von 24 ° C das Wachstum unmittelbar nach dem Pflanzen auf einer Schale begann, bei Temperaturen von 15 und 34 ° C der Beginn des aktiven Wachstums um 1 Tag und bei 5 ° C - um 2 Tage verzögert wurde.
Metalaxyl (und sein Isomer Mefenoxam) gelten als die wirksamsten Arzneimittel zur Bekämpfung von Boden-Oomyceten. Metalaxil ist in der Lage, Knollen zu durchdringen und (selbst in sehr geringen Konzentrationen) ihren Langzeitschutz zu bieten (Taylor et al., 2008, Bruin et al., 1982). Die Wirksamkeit von Metalaxyl nimmt jedoch nach dem Auftreten resistenter Stämme in Populationen stark ab. In mehreren Regionen der Vereinigten Staaten wurden hochresistente Stämme gefunden (Taylor et al., 2002). Es gibt keine Daten zur Resistenz von belarussischen P. ultimum-Stämmen gegen Metalaxyl, und daher wurde beschlossen, ihre Resistenz gegen das Medikament in dieser Arbeit zu testen.
Die Untersuchung der Empfindlichkeit gegenüber dem Fungizid Metalaxyl wurde auf Haferagarmedium unter Zusatz von Fungizid in verschiedenen Konzentrationen durchgeführt (Pobedinskaya, Elansky, 2014).
Die untersuchten Stämme zeigten einige Unterschiede in der Resistenz gegen Metalaxyl (Tabelle 1). Somit wurde bei einer Fungizidkonzentration von 1 mg / l das Wachstum des P4-Stammes vollständig gestoppt und der Rest der Stämme wurde stark verlangsamt. Die Stämme P1 und P2 wuchsen sehr langsam auf einem Medium mit einer Metalaxylkonzentration von 10 mg / l. Die berechnete effektive Konzentration EC50 (die Konzentration des Fungizids, die die Wachstumsrate des Stammes gegenüber der Kontrolle um das Zweifache verlangsamt) für alle Stämme betrug weniger als 2 mg / l. Somit waren alle untersuchten Stämme anfällig für Metalaxyl; Es wurde gezeigt, dass es das Wachstum von P. ultimum hochwirksam hemmt.
Nach Bruin et al. (1982) nach Behandlung von Pflanzen während der Vegetation mit Metalaxyl in einer Dosis von 0,5 kg / ha betrug die Anreicherung von Fungizid in Knollen 0,055 μg / g im Periderm, 0,022 μg / g in der Kortikalisschicht und 0,034 μg / g im zentralen Teil der Knolle. Nach unseren Daten reicht diese Konzentration von Metalaxyl nicht aus, um der Krankheit entgegenzuwirken, kann jedoch ihre Entwicklung verlangsamen.
Beim Wachstum auf Hafermedium bildeten alle Stämme in Monokultur Oosporen (Abb. 4), was typisch für P. ultimum ist. Das paarweise Spleißen der Stämme ergab keine sichtbaren Symptome einer vegetativen Unverträglichkeit - die Becher waren gleichmäßig mit Myzel bedeckt.
Die erhaltenen Daten zeigen, dass P. ultimum ein Phytopathogen ist, das in einem weiten Temperaturbereich, einschließlich bei einer Lagertemperatur von 5 ° C, schnell wachsen kann. Es ist virulent für das Gewebe von Kartoffelknollen und bildet Oosporen, die langfristig überleben können. Somit ist die Art ein gefährliches Phytopathogen, das eine Bedrohung für die Landwirtschaft darstellen kann und zusätzliche Untersuchungen erfordert.
Die Forschung wurde mit Unterstützung der Russian Science Foundation (Projekt N 14-50-00029) durchgeführt.
Tabelle 1. Empfindlichkeit von P. ultimum-Stämmen gegenüber Metalaxyl
Belastung | Metalaxylkonzentration, mg / l | ||
0 (Kontrolle) | 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. Die gemittelten Daten für 3 Messungen sind angegeben.
Der Artikel wurde in der Zeitschrift "Potato Protection" (Nr. 1, 2017) veröffentlicht.