Sergey Elansky
En av de farligste sykdommene i poteter og tomater er senbrann forårsaket av oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary. Dette fytopatogenet er svært skadelig, fordi under passende værforhold er den i stand til å utvikle og forårsake store avlingstap massivt, samt sterk variasjon, som gjør at den raskt kan overvinne motstanden til varianter og den giftige effekten av soppdrepende preparater. Til dags dato er det ikke opprettet potet- og tomatvarianter som er helt motstandsdyktige mot disse patogenene.
Det eneste alternativet for beskyttelse mot sen rødme er bruk av plantebeskyttelseskjemikalier. Epifytose av sen rødme initieres av primær inokulum. I Europa anses det primære inokulumet som en infeksjon som kom i jorden med syke frøknoller, overvintret i jordens oosporer (tykkveggede reproduktive strukturer P. infestans), samt zoosporangia brakt av vinden fra planter dyrket fra overvintrede knoller i fjorårets åker ("frivillige" planter), eller på dynger av knoller som kastes når de lagres for lagring. Av disse anses planter dyrket på dynger av kasserte knoller som den farligste infeksjonskilden. der er antall spirede knoller ofte betydelig, og zoosporangia kan bæres fra dem over lange avstander. Resten av kildene (oosporer, "frivillige" planter) er ikke så farlige, fordi det er ikke vanlig å dyrke planter i de samme feltene oftere enn en gang hvert tredje år. Infeksjon fra syke frøknoller er også minimal på grunn av det gode frøkontrollsystemet.
Generelt er mengden av primær inokulum i europeiske populasjoner begrenset, og derfor er veksten av epidemien ganske langsom og kan med suksess kontrolleres ved bruk av kjemiske soppdrepende preparater.
I Russland er situasjonen radikalt annerledes. Det meste av potet- og tomatavlingen dyrkes i små private hager; beskyttende tiltak blir enten ikke utført på dem i det hele tatt, eller soppdrepende behandlinger utføres i et utilstrekkelig antall og begynner etter utseendet av sen rødme på toppen. Som et resultat fungerer private grønnsakshager som den viktigste infeksjonskilden, hvorfra zoosporangia bæres av vinden til kommersielle plantinger. Dette bekreftes av våre direkte observasjoner i Moskva, Bryansk, Kostroma, Ryazan-regionene: Skader på planter i private hager ble observert før starten på soppdrepende behandlinger av kommersielle plantinger. Deretter blir epidemien i store felt holdt tilbake ved bruk av soppdrepende preparater, mens det i private hager er en rask utvikling av sen rødme.
I tilfelle feil eller "lavbudsjett" behandling av kommersielle plantinger, vises foci av sen rødme i markene; i fremtiden utvikler de seg aktivt og fanger stadig større områder.
Smitte i private hager har en betydelig innvirkning på epidemier i kommersielle felt. I alle potetdyrkende regioner i Russland er området okkupert av poteter i private hager flere ganger større enn det totale arealet av åker av store produserende organisasjoner. I et slikt miljø kan private grønnsakshager sees på som en global inokulumressurs for kommersielle felt.
La oss prøve å identifisere de egenskapene som er karakteristiske for P. infestans-populasjoner i private hager. Planting av ikke-frø- og karantenekontroll av ware poteter, tomatfrø hentet fra tvilsomme utenlandske produsenter, langvarig dyrking av poteter og tomater på de samme områdene, upassende soppdrepende behandlinger eller deres fullstendige fravær fører til alvorlige epytofotier i privat sektor, hvis resultat er gratis kryssing, hybridisering og oosporedannelse i private hager. Som et resultat observeres et veldig høyt genotypisk mangfold, når nesten alle stammer er unike i sin genotype (Elansky et al., 2001), og fordelingen av genotyper i populasjoner tilfredsstiller Hardy-Weinberg-forholdet (Amatkhanova et al., 2004), som vitner til fri kryssing i populasjoner. Oosporer dannes aktivt i de berørte planteorganene (Smirnov, Elansky 1999). Å plante settepoteter av forskjellige genetiske opprinnelser gjør det lite sannsynlig at klonlinjer som er spesialiserte for å angripe et bestemt utvalg, vil dukke opp. Stammene som er valgt i et slikt tilfelle, kjennetegnes av deres allsidighet i forhold til de berørte variantene; de fleste av dem har et nært maksimalt antall virulensgener (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Dette er veldig forskjellig fra systemet med "klonale linjer" som er typisk for store felt av landbruksbedrifter med et riktig installert system for beskyttelse mot sen blight. "Klonale linjer" (når alle stammer av senblodspatogen i feltet er representert av en eller flere genotyper) er allestedsnærværende i land der potetdyrking utføres utelukkende av store gårder: USA, Nederland, Danmark osv. (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006). På slutten av 20-tallet var "klonale linjer" utbredt i de asiatiske og fjernøstlige delene av Russland (Elansky et al., 2001), noe som tilsynelatende skyldes bruk av de samme variantene av poteter utelukkende til planting. Nylig begynte også situasjonen i disse regionene å endre seg mot en økning i det genotypiske mangfoldet av populasjoner (S.N. Elansky, upubliserte data).
Fraværet av intensiv behandling med soppdrepende preparater har et annet, direkte resultat - det er ingen opphopning av resistente stammer i hagene. Faktisk viser resultatene at det er mindre sannsynlig at det blir oppdaget metallaksylresistente stammer i private hager enn i kommersielle beplantninger (Elansky et al., 2007).
Den nærliggende plantingen av poteter og tomater i hagene letter migrasjonen av stammer mellom disse avlingene, som et resultat av at det siste tiåret blant stammene isolert fra poteter, har andelen av de som bærer genet for resistens mot varianter av cherrytomat T1, som tidligere kun var karakteristisk for "tomat" -stammer, økt. Stammer med T1-genet er i de fleste tilfeller svært aggressive mot både poteter og tomater.
I de siste årene begynte sent rødme på tomat å vises i mange tilfeller tidligere enn på poteter. Tomatplanter kan infiseres av oosporer i jorda, eller oosporer som er tilstede i tomatfrø eller holder seg til dem (Rubin et al., 2001). Siden slutten av 20-tallet har det dukket opp et stort antall billige pakket frø, hovedsakelig importert, i butikkene som de fleste av de små produsentene har byttet til. Frøene kan gi stammer med genotyper som er typiske for regionene der de vokser. I fremtiden blir disse genotypene inkludert i den seksuelle prosessen i private hager, noe som fører til fremveksten av helt nye genotyper.
Dermed er private hager en global "smeltedigel" der, som et resultat av utveksling av genetisk materiale, blir eksisterende genotyper behandlet og helt nye dukker opp. Samtidig foregår deres valg under forhold som er svært forskjellige fra de som er skapt for poteter på store gårder: fravær av soppdrepende press, plantens ensartethet, plantens overvekt som påvirkes av forskjellige former for virus- og bakterieinfeksjon, nærhet til tomater og ville nattskygger, aktiv kryssing og dannelse av oospore, muligheten for oosporer å indusere et tilbakefall av sykdommen neste år. Alt dette fører til et veldig høyt genotypisk mangfold av bakgårdspopulasjoner. Under tilstandene med epifytotika i grønnsakshager sprer senblødning seg veldig raskt, og store mengder sporer frigjøres og flyr til nærliggende kommersielle plantinger. Etter å ha kommet til kommersielle felt med riktig system for landbruksteknologi og beskyttelse, er sporene som har fløyet inn praktisk talt ikke i stand til å starte en alvorlig epidemi i marken, noe som skyldes mangel på klonlinjer som er motstandsdyktige mot 10 soppdrepende midler og spesialiserte seg på den dyrkede sorten.
En annen kilde til primær inokulum kan være syke knoller fanget i kommersielle frøplanter. Disse knollene ble som regel dyrket i felt med god jordbruksteknologi og intensiv kjemisk beskyttelse. Genotypene til isolatene som påvirket knollene er tilpasset utviklingen av deres egen sort. Disse stammene er betydelig farligere for kommersiell beplantning sammenlignet med inokulum som stammer fra private hager. Denne antagelsen støttes av resultatene av vår forskning. Populasjoner isolert fra store felt med riktig utført kjemisk beskyttelse og god jordbruksteknologi skiller seg ikke ut i høyt genotypisk mangfold. Ofte er dette flere klonale linjer, preget av høy aggressivitet og en overvekt av soppdrepende resistente stammer.
Stammer fra kommersielt frømateriale kan komme inn i populasjoner i grønnsakshager og være involvert i prosessene som foregår i dem. I en grønnsakshage vil deres konkurranseevne imidlertid være mye lavere enn i et kommersielt felt, og snart vil de slutte å eksistere i form av en klonal linje, men genene deres kan brukes i "hage" -populasjonen.
Infeksjonen som utvikler seg på "frivillige" planter og på hauger med avlivet knoller under høsting, er ikke så relevant for Russland, fordi I de viktigste potetvekstområdene i Russland observeres dyp vinterfrysing av jord, og planter fra knoller som har overvintret i jorden utvikler seg sjelden.
Videre, som eksperimentene våre viser, overlever ikke senblødepatogenet som regel ikke ved negative temperaturer selv på knoller som har beholdt levedyktigheten. I den tørre sonen, hvor dyrking av tidlige poteter blir praktisert, er senskimmel ganske sjelden på grunn av den tørre og varme vekstsesongen.
Dermed observerer vi for tiden inndelingen av P. infestans populasjoner i "felt" og "hage" populasjoner. Imidlertid har de siste årene blitt observert prosesser som fører til konvergens og interpenetrasjon av genotyper fra disse populasjonene.
Blant dem kan man merke seg en generell økning i leseferdigheten til små produsenter, utseendet til rimelige småpakker med settepoteter, spredningen av soppdrepende preparater i små pakker, og tapet av frykten for "kjemi" av befolkningen.
Situasjoner oppstår når, takket være den kraftige aktiviteten til en leverandør, hele landsbyer er plantet med frøknoller av samme sort og forsynt med små pakker med de samme plantevernmidlene. Det kan antas at poteter av samme sort vil bli funnet på kommersielle plantinger i nærheten.
På den annen side fremmer noen selskaper med plantevernmidler "budsjettmessige" kjemiske behandlingsordninger. I dette tilfellet reduseres antall behandlinger og de billigste soppdrepende stoffene tilbys, og det legges ikke vekt på å forhindre utvikling av sen kumling opp til klipping av toppene, men på en viss forsinkelse i epifytoty for å øke utbyttet. Slike ordninger er økonomisk berettiget når dyrking av poteter er laget av frømateriale av lav kvalitet, når det i prinsippet ikke er snakk om å oppnå høyt utbytte. Imidlertid, i motsetning til hagepopulasjonene, vil den utjevnede genetiske bakgrunnen til poteten i dette tilfellet tillate valg av spesifikke fysiologiske løp av fytopatogener, som er veldig farlige for denne sorten.
Tendensene mot konvergens av "hage" og "felt" -metoder for potetproduksjon virker for oss ganske farlige. For å forhindre de negative konsekvensene, både i husholdnings- og kommersiell sektor, vil det være nødvendig å kontrollere både sortimentet av settepoteter og utvalget av soppdrepende midler som tilbys private eiere i små emballasjer, samt spore potetbeskyttelsesordninger og bruken av soppdrepende preparater i den kommersielle sektoren.
På grunn av den svake utviklingen av frøproduksjon i Russland, importeres store mengder settepoteter fra utlandet. Sammen med den vil nye, muligens høypatogene og soppdrepende resistente stammer av patogener bli importert, inkl. senbrann.
I Russland vil deres genbasseng være involvert i den naturlige prosessen med å avle nye genotyper, tilpasset våre forhold og nederlaget til varianter dyrket i Russland.
I områdene til privat sektor er det en intensiv utvikling av ikke bare senbrann, men også Alternaria. De fleste eiere av private husholdningstomter tar ikke spesielle tiltak for å beskytte mot Alternaria, og tar utviklingen av Alternaria for naturlig visning av løvverket eller for utvikling av sen rødme. Derfor, med den enorme utviklingen av Alternaria på mottakelige varianter, kan husholdningstomter tjene som kilde til inokulum for kommersielle plantinger.
Dette arbeidet ble utført med delvis støtte fra Russian Science Foundation (prosjekt N 14-50-00029).
Artikkelen ble publisert i tidsskriftet "Potato Protection" (nr. 1, 2015)