Оценка стратегий размножения и поддержания жизнеспособности оомицета Phytophthora infestans в (стр. 3 из 11)
Чувствительность российских изолятов P. infestansк фунгицидам, часто применяемым против фитофтороза картофеля и томата
Для оомицетов первые свидетельства адаптивной устойчивости к фунгицидам из фениламидной группы были получены в начале 1980‑ых годов (Bruin, Edgington, 1981). Также с середины 1990‑ых годов против фитофтороза начали использовать Ширлан, Амистар (Квадрис), Акробат и Браво (Cooketal., 1995; 1999; www.syngenta.com; Kuhnetal., 1991; Albertetal., 1991; 2002). Эти препараты важны для совершенствования стратегий антирезистентности, активно применяемых на практике.
Диффузное развитие мицелия P. infestans в растении (в стебле) может продлиться до 1–2 месяцев (Keay, 1953; 1954a; Kable, MacKenzie, 1980; Harrison, 1992; Lapwood, 1977). Замедление развития мицелия может быть связано с периодами засушливых погодных условий. В случае применения фунгицидов, это может быть связано и с тем, что концентрация современных фунгицидов после обработок может быть существенно ниже в стебле, чем в ботве (Hammetal., 2006) и мицелий в стебле будет сохранять свою жизнеспособность (Kapsa, 2000). В этой связи представляет интерес, изменится ли чувствительность мицелия к фунгицидам в зависимости от его возраста.
Материалы и методы. Для анализа чувствительности к Ридомилу (д. в. металаксил), Ширлану (д. в. флуазинам), Амистару (д. в. азоксистробин), Акробату (д. в. диметоморф), и Браво (д. в. хлороталонил) использовали 182 изолята P. infestansиз различных регионов России (Москва, Московская область, Новгородская область, регионы Кавказа), выделенных с 1998 по 2004 г. Часть изолятов была из коллекций С.Н. Еланского (МГУ имени М.В. Ломоносова), другую часть – из коллекции РГАУ-МСХА. В экспериментах по изучению изменения чувствительности к фунгицидам использовали 5 изолятов P. infestans из ЛЗР РГАУ-МСХА (Д3.2, Д13, и ДТП10.1) и Новгородской области (Валдай; ВалС13, ВалС15). Эти изоляты представляют полевые популяции патогена, против которых на протяжении многих лет использовали различные фунгициды. Более подробно методы рассмотрены в работе А.Н. Смирнова и Ю.С. Троицкой (Смирнов, Троицкая, 2008). Для каждого изолята по отношению к каждому из исследуемых фунгицидов определяли: 1) минимальную [порядковую] подавляющую концентрацию, 2) минимальную [порядковую] сдерживающую концентрацию.
Чувствительность к фунгициду определяли как (1 – (дф/дк))·100%, где дф и дк – диаметры колоний на среде с фунгицидом и в контроле соответственно. Отрицательные показатели означали, что изолят на среде с фунгицидом рос лучше, чем в контроле. Формула взята из работы В. Умэруса (Umaerus, 1984) и адаптирована для определения чувствительности к фунгицидам изолятов P. infestans
Результаты. Наименьшей минимальной порядковой концентрацией (10-4%), подавляющей большое количество (не менее 25%) изолятов P. infestans, характеризовался фунгицид Акробат. Далее располагались фунгициды Амистар (10-4, 10-3%), Ридомил (10-3%), Браво (10-2, 10-1%) и Ширлан (100%).
Кластерный анализ порядковых концентраций 5 фунгицидов, подавляющих рост различных изолятов P. infestans, выявил умеренное сходство между эффективностью системного фунгицида Ридомил и ограниченно системного трансламинарного фунгицида Амистар. Остальные фунгициды кластеризовались независимо (рис. 1).
Наименьшей минимальной порядковой концентрацией (10-5%), сдерживающей большое количество (не менее 25%) изолятов P. infestans, характеризовался фунгицид Ридомил. Далее в порядке возрастания располагались фунгициды Акробат (10-5, 10-4%), Амистар (10-4%), Браво (10-3, 10-2%) и Ширлан (10-2%).
Кластерный анализ порядковых концентраций 5 фунгицидов, сдерживающих рост различных изолятов P. infestansвыявил довольно высокое сходство по эффективности ограниченно системных фунгицидов Акробат и Амистар, а также контактных фунгицидов Браво и Ширлан (рис. 2).
Изменения чувствительности к сублетальным концентрациям фунгицидов Ширлан и Амистар у исследуемых изолятов была различной. У изолятов Д2 и Д13.2 наблюдали как уменьшение, так и увеличение чувствительности. У изолята ДТП10.1 чувствительность в основном возрастала, у изолятов ВалС13 и ВалС15 – не изменялась (табл. 3).
Рисунок 1. Дендрограмма сравнения фунгицидов по концентрациям, подавляющим изоляты P. infestans
Рисунок 2. Дендрограмма сравнения фунгицидов по концентрациям, сдерживающим изоляты P. infestans
Таблица 3. Возраст исходных культур (в сутках) изолятов P. infestans, для которых отмечена наименьшая чувствительность к фунгицидам
| Фунгицид | Возрастизолята | Изоляты | ||||
| Д3.2 | Д13 | ДТП10.1 | ВалС13 | ВалС15 | ||
| Ширлан | Значения | 30 | 15, 30 | 30 | не выявлен | не выявлен |
| P | >0,991 | >0,652 | >0,65 | <0,653 | <0,65 | |
| Амистар | Значения | 60 | 60, 30 | 30, 15 | не выявлен | 15, 60 |
| P | >0,99 | >0,99 | >0,65 | <0,65 | >0,65 | |
| Ридомил | Значения | 30, 15 | 15 | не выявлен | 30 | 60, 15 |
| P | >0,65 | >0,65 | <0,65 | >0,65 | >0,65 | |
1 возраст культур с наименьшей чувствительностью установлен достоверно, P>0,99;
2 возраст культур с наименьшей чувствительностью установлен на уровне тенденции, P>0,65;
3 возраст, при котором отмечена наименьшая чувствительностью культур, не установлен, P<0,65.
При последовательном пассировании на средах с Ширланом при втором пассаже рост был крайне ограничен, с развитием прижатого мицелия, на третьем пассаже способность к росту терялась у всех изолятов P. infestans. На средах с Амистаром такой результат наблюдали для изолятов ДТП10.1 и ВалС13. У изолята Д13 происходило существенное повышение чувствительности. Напротив, у изолята ВалС15 чувствительность к Амистару значительно не изменялась. На средах с Ридомилом выявили разные направления изменения чувствительности.
При перекрестном пассировании наблюдали резкое повышение чувствительности, если использовали среды с Ширланом (для всех изолятов) или Амистаром (для всех изолятов, кроме ВалС15). Если при первом и / или втором пассаже использовали среды с Ридомилом, то во многих случаях наблюдалось понижение чувствительности. Наименее эффективными последовательностями фунгицидов оказались: Ридомил®Ридомил®Амистар, Ридомил®Амистар®Ридомил. Однако было выявлено несколько исключений. Так, изолят ВалС15 резко понизил чувствительность к Ширлану после двух пассажей на среде с Амистаром. Изоляты ВалС13 и ВалС15 понизили чувствительность к Амистару после двух пассажей на среде с Ридомилом. Изоляты Д13 и ВалС15 понизили чувствительность к Амистару после пассажей на средах с Ридомилом и Ширланом.
Обсуждение результатов. Наше исследование четко показало, что популяции P. infestans включают группы штаммов с разной устойчивостью к фунгицидам. Наличие штаммов с повышенной устойчивостью к одному или двум фунгицидам (в том чиле и контактным) – это потенциальная опасность для стратегий антирезистентности. Также важно отсутствие обратных корреляционных взаимосвязей между агрессивностью и устойчивостью к различным фунгицидам.
По мере инкубации изолятов P. infestans определенной тенденции изменения чувствительности к фунгицидам выявлено не было.В полевых условиях преимущество могут получить изоляты, способные не уменьшать определенный уровень толерантности к фунгицидам до начала обработок.
Ооспоры P. infestans
Изучая ооспоры P. infestans, мы стремились изучать их в природе, в растениях-хозяевах, инфицированных естественным путем, и учитывали, что ооспоры могут иметь гибридное и негибридное происхождение.
Материалы и методы. 90 популяций P. infestans (групп природных образцов растений-хозяев, пораженных фитофторозом, собранных в одном месте в течение одного вегетационного сезона) исследовали на встречаемость в них ооспор. Популяции образцов собирали в 14 регионах России: Москве, Московской, Ленинградской, Новгородской, Ярославской, Тульской, Брянской, Калужской, Тамбовской, Рязанской и Томской областях, Мордовии, Северном Кавказе, Ставропольском крае в 1997–2008 г. Количество собираемых образцов (листьев картофеля, листьев томата или плодов томата) зависело от размера изучаемой популяции: от 4 (из несколько растений-хозяев) до 80–100 (из довольно крупных массивов. Методы работы с ооспорами рассмотрены в работах А.Н. Смирнова и С.А. Кузнецова (Смирнов, Кузнецов, 2006).
Результаты. Ооспоры обнаружили как в листьях картофеля, так в листьях и в плодах томата. Их встречаемость была неодинаковой (χ2 = 398,0 при 6 степенях свободы; критическое значение χ2 =12,6). Количество образцов листьев картофеля с ооспорами было низким, листьев томата – выше. Самым большим было количество образцов плодов томата с ооспорами (табл. 4).
Таблица 4. Встречаемость образцов с ооспорами P. infestans
| Происхождение образцов (растение-хозяин) | Общее коли-чество образ-цов | Число и процент образцов | |||
| в которых ооспоры не обнаруже-ны | с редкой встречае-мостью ооспор | с умеренной встречае-мостью ооспор | с частой встречае-мостью ооспор | ||
| Картофель листья | 2888 | 1405 (95,6%) | 86 (3,0%) | 25 (0,9%) | 13 (0,5%) |
| Томат листья | 344 | 165 (88,1%) | 19 (5,5%) | 13 (3,8%) | 9 (2,6%) |
| Томат плоды | 445 | 290 (71,2%) | 48 (10,8%) | 28 (6,3%) | 52 (11,7%) |
Редкая встречаемость – не более 25 ооспор, умеренная – 26–250 ооспор, частая – более 250 ооспор в 50 полях зрения микроскопа (1 мм2).