E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Sen rødme av poteter og tomater, forårsaket av en sopplignende organisme, oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, er vanlig i nesten alle områder av verden der disse avlingene dyrkes. Under epifytotiske forhold kan tap av potetutbytte fra sen rødme nå 10-30% eller mer, og tomatutbyttetap opp til 100% (Ivanyuk et al., 2005).
En av hovedkildene til primær inokulum Ph. infestans, som fører til planteinfeksjon, er tykkveggede hvile reproduktive strukturer - oosporer. Hybrid oosporer dannet som et resultat av kryssing av genetisk forskjellige foreldrestammer bidrar til en økning i genotypisk mangfold i befolkningen, som et resultat av at prosessen med tilpasning av stammer til nye varianter og påførte soppdrep akselereres. Dannelse av oosporer Ph. infestans i feltet ble notert i mange land i verden: Russland (Smirnov et al., 2003), Norge (Hermansen et al., 2002), Sverige (Strömberg et al., 2001), Nederland (Kessel et al., 2002) og andre regioner. Det er bevis for at oosporer fra senblodspatogenet kan vedvare i jorden i mer enn 2 år i levedyktig tilstand (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) og forårsake infeksjon av planter etter overvintring (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
I dag er den viktigste metoden for å bekjempe sen rødme kjemisk beskyttelse, som består i å behandle plantinger med soppdrepende preparater. Dannelsen av oosporer er sterkt hemmende av mange kjemikalier som brukes til å beskytte poteter og tomater mot sen rødme (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Imidlertid er andre medisiner mye brukt på poteter som ikke direkte påvirker Ph. infestans, og deres effekt på dannelse av oospore er ukjent. Derfor var formålet med dette arbeidet å studere effekten på dannelsen av oosporer av noen medisiner som er mye brukt på poteter, men ikke registrert mot sen rødme.
Vi brukte 9 Ph. infestans av forskjellige typer parring, isolert av oss fra infiserte potetblader i Moskva, Leningrad, Ryazan-regionene. For å studere effekten på veksten av mycelium og dannelsen av oosporer, ble følgende legemidler brukt: soppdrepende stoffer Maxim (virkestoffet fludioxonil fra klassen fenylpyrroles) og Skor (difenokonazol, triazoler), insektmidler Aktara (tiametoksam, neonicotinoider) og Tanrek (imidakloprid, neonicotribid, herbicid, herbicotid) , triaziner). Alle plantevernmidler er registrert i "State Catalog of Pesticides and Agrochemicals" for 2014. For å studere effekten av plantevernmidlekonsentrasjonen på veksten av oomycete-kolonier, ble hver stamme inokulert med en agarblokk i midten av en petriskål med et tett havremedium. Test-plantevernmidlet ble foreløpig tilsatt til mediet i konsentrasjoner på 0.1, 1.0, 10.0 og 100.0 mg / l (når det gjelder den aktive ingrediensen - DV). Som kontroll brukte vi et medium uten tilsatt plantevernmiddel. Vaksineringene ble inkubert ved 18 ° C i 12-15 dager til kolonidiameteren av den plantevernmiddelfrie kontrollen var 70-80% av petriskålens diameter, hvoretter kolonienes diameter ble målt i kontroll- og eksperimentelle varianter.
Eksperimentene ble utført i 3 replikater. Studien av dannelsen av oosporer ble utført på agar havremedium (30 ml i en petriskål) med tilsetning av soppdrepende middel i konsentrasjoner på 0.1, 1.0, 10.0 og 100.0 mg / l og på et medium uten soppdrepende middel (kontroll). For dette ble agarblokker med parringstype A1 og A2-isolater plassert parvis på overflaten av næringsmediet i en avstand på 5 cm fra hverandre. Vaksineringene ble inkubert ved optimal ph for vekst. Infestans ved en temperatur på 18 ° C i 20 dager. Etter dyrking ble næringsmediet med sporer resuspendert med en mikser i 30 ml destillert vann, og preparater for mikroskopi ble fremstilt fra den resulterende suspensjonen. I hver variant ble 180 synsfelt undersøkt (3 replikater, 60 synsfelt). Deretter ble konsentrasjonen av oosporer beregnet på nytt (stk / ul medium).
Effekt av plantevernmidler på radial kolonivekst. Difenokonazol, tiametoksam og imidakloprid hadde ingen statistisk signifikant effekt på den radiale veksten av Ph. infestans (tabell 1). Ugressmidlet metribuzin forårsaket en liten veksthemming i den innledende perioden (5-7 dager med vekst), men den 10. dagen ble diameteren på koloniene lik i størrelse. Fludioxonil hemmet statistisk signifikant utviklingen av Ph. infestans i en konsentrasjon i mediet på mer enn 10 mg / l.
Tabell 1
Effekt av plantevernmidler på radial vekst av kolonier Phytophthora infestans
Fungicid-DV (medikament) | Kolondiameter ved forskjellige konsentrasjoner (mg / L) DW i mediet, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (Aktara-medikament) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 ± 9 (96%) | 77 ± 8 (97%) | 76 ± 5 (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 ± 6 | - | 74 ± 12 (90%) | 56 ± 10 (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 ± 12 | - | 85 12 ± (97%) | 86 ± 9 (98%) | 80 ± 5 (91%) |
Difenokonazol (Scor) | 82 ± 7 | - | 76 ± 9 (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 ± 6 (99%) |
Merk. “±” tegnet følges av konfidensintervallet for et signifikansnivå på 0.05. Verdier i parentes uttrykker forholdet mellom kolonienes diameter i den eksperimentelle varianten og den i kontrollen uten plantevernmidler. Et “-” tegn betyr at forskning ikke er utført.
Tabell 2
Virkning av plantevernmidler på dannelsen av oosporer Phytophthora infestans i agarmedium
Fungicid-DV (medikament) | Antall oosporer i mediet ved forskjellige konsentrasjoner (mg / l) DV, stk / ul | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (Aktara-medikament) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 ± 3.9 (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 ± 9.3 (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Difenokonazol (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%) |
Studie av effekten av plantevernmidler på dannelsen av oosporer Ph. infestans i et næringsmedium. Det ble funnet at en statistisk signifikant reduksjon i antall oosporer ved visse konsentrasjoner var forårsaket av alle undersøkte medisiner (tabell 2). Ved en konsentrasjon av det aktive stoffet på 1.0 mg / l førte alle plantevernmidler, med unntak av Aktara og Skor-preparater, til en merkbar reduksjon i mengden dannede oosporer (med 12-24% sammenlignet med kontrollen). En ytterligere økning i konsentrasjonen av aktive stoffer i mediet førte til en økning i den hemmende effekten. Preparater basert på tiametoksam og difenokonazol forårsaket en statistisk signifikant reduksjon i antall oosporer når konsentrasjonen av det aktive stoffet i mediet var mer enn 10 mg / l.
Diskusjon og konklusjon. Studien av effekten av plantevernmidler som ikke er registrert mot sen rødme av potet på den radiale veksten av mycelium, viste som forventet en svak undertrykkelse av veksten (fludioxonil) eller ingen effekt på veksten (andre undersøkte plantevernmidler).
Tabell 3. Konsentrasjoner av aktive stoffer i arbeidsvæsken
Tilberedning (soppdrepende middel-DV) | Brukes i arbeidet med konsentrasjonen av DV i næringsmediet, mg / l | Konsentrasjon av DW i arbeidsvæsken under potetbearbeiding, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoksam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidacloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioxonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenokonazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Verdiene er presentert i henhold til "State catalog of pesticides and agrochemicals" for 2014.
Alle studerte plantevernmidler forårsaket en reduksjon i dannelsen av oosporer i næringsmediet. De testede konsentrasjonene av plantevernmidler i mediet var lavere eller tilsvarte omtrent (for imidakloprid) de tillatte konsentrasjonene i arbeidsfluidet (tabell 3). I våre eksperimenter intensiverte undertrykkelsen av dannelsen av oosporer etter hvert som dosen av medikamentet økte, noe som antyder en økning i effekten ved kontakt med en mer konsentrert arbeidsfluid. Difenokonazol forårsaket en betydelig reduksjon i konsentrasjonen av oosporer ikke bare i eksperimenter på et næringsmedium, men også i tester på avskårne potetblader plassert i en væske som inneholder et soppdrepende middel. I Vectar Hviterussisk variasjon ble det således observert 32 oosporer per 1 mm2 bladareal i kontrollen, ved en konsentrasjon av difenokonazol i vann på 10 mg / l - 24, og ved 100 mg / l - 12 oosporer / mm2. Forskjellen i konsentrasjonen av oosporer ved 100 mg / l av soppdreperen og i kontrollen er statistisk signifikant (Elansky, Mytsa, upublisert).
Pesticider kan påvirke et bredt spekter av prosesser i soppceller. I litteraturen klarte vi ikke å finne informasjon som til en viss grad forklarer den mulige effekten av de studerte medikamentene på dannelsen av oosporer. La oss prøve å gjøre noen forutsetninger om effekten av difenokonazol. Mekanismen for dets soppdrepende virkning er inhibering av C14-dimetylase-enzymet, som spiller en nøkkelrolle i sterolbiosyntese. Steroler syntetiseres av sopp, planter og andre organismer og er en del av cellemembranene deres. Oomycetes av slekten Phytophthora, i fravær av steroler, er i stand til bare vegetativ vekst; dannelsen av oosporer er fullstendig undertrykt (Elliott et al., 1966).
Oomycetes klarer ikke å syntetisere steroler alene; de inkorporerer sterolene som er oppnådd fra vertsplanten i membranene, og modifiserer dem. I eksperimentet vårt brukte vi havreagarmedium rikt på â-sitosterol og isofukosterol (Knights, 1965), dvs. stoffer som stimulerer dannelsen av oosporer. Det er mulig at difenokonazol hemmer arbeidet til enzymer som er involvert i modifisering eller bruk av sterolforbindelser oppnådd fra planter. Dette kan igjen redusere intensiteten av oosporedannelse.
I små konsentrasjoner, som vist i vårt arbeid, hadde difenokonazol en svak stimulerende effekt på veksten av mycelium og dannelsen av oosporer.
Undertrykkelsen av dannelsen av oosporer i næringsmediet ble tidligere vist for antifytofthora soppdrepende preparater. I arbeidet med Kessel et al. (2002) undersøkte mer enn 10 antifitofluoroider kommersielle medisiner. Fluazinam, dimetomorf og cymoxanil i ikke-dødelige konsentrasjoner undertrykte fullstendig dannelsen av oosporer i et agarmedium; metalaxil, maneb og propamocarb viste moderat effekt; mankoseb og klortalonil hadde praktisk talt ingen effekt på oosporedannelsen. I arbeidet med S.A. Kuznetsov (Kuznetsov, 2013) ble det vist inhibering av oosporedannelse på et næringsmedium ved ikke-dødelige konsentrasjoner av metalaxyl.
Eksperimentene våre viste at plantevernmidler som ble brukt på poteter, som ikke engang hadde en direkte hemmende effekt på veksten av senblodspatogenet, undertrykte dannelsen av oosporer. Dermed reduserer riktig utført kjemisk beskyttelse av poteter ved bruk av soppdrepende midler, insektmidler og ugressmidler sannsynligheten for dannelse av oosporer i planteblader.
Dette arbeidet ble støttet av Russian Science Foundation (prosjekt nr. 14-50-00029).
Artikkelen ble publisert i tidsskriftet "Mycology and Phytopathology" (Volum 50, utgave 1, 2016).