Результаты. В результате лабораторных модельных опытов доказали контактный способ переноса зооспорангиев.
Алиментарный способ переноса зооспорангиев дрозофилами подтвердить не удалось. Возможность переноса ооспор (за исключением единичных ооспор самой маленькой их фракции – до 20 µм) также не подтвердилась.
Обсуждение результатов. Возможная роль дрозофилы в патосистеме «томат – P. infestans»в открытом грунте. Часто встречаясь на томатных посадках, дрозофилы способны находить плоды томата с микротрещинами. Если хотя бы часть мушек ранее уже контактировала со спороношением на пораженных плодах, то создается возможность эффективного переноса вторичной инфекции от больных плодов к еще непораженным. Такой способ распространения фитофтороза на томате может быть сравнимым с традиционными способами распространения – воздушными токами и капельно-жидкой влагой (Новотельнова, 1974).
Дрозофилы могут преодолевать довольно большие расстояния, перенося при этом зооспорангии. Этому способствует тот факт, что температурные оптимумы развития этих двух организмов перекрываются.
Мы не исключаем того, что и некоторые другие насекомые, встречающиеся на томате, могут сходным образом переносить инфекционные структуры P. infestans. Возможно, в определенных ситуациях их ограничение поможет снизить опасность фитофтороза.
Заключение
Посредством разработанной нами методологии можно анализировать соотношение бесполой и половой стадий, а также жизнеспособность и агрессивность конкретных полевых популяций P. infestans. Это представляет интерес как для последующих научных исследований, так и для решения текущих практических задач.
К примеру, наша работа, в целом, не выявила существенных преимуществ А2 или А1 по агрессивности и вирулентности (последнюю изучали преимущественно в предшествующих исследованиях). Мы полагаем, что А2 может быть своеобразным биологическим резервом P. infestans. В стрессовых ситуациях его частота возрастает, причем многие изоляты А2 характеризуются сбалансированностью по показателям жизнеспособности и устойчивостью к стрессовому фактору. Далее через скрещивания эти соответствующие гены в виде эффективных аллельных комбинаций передаются к А1.
Кроме того, наше исследование еще раз показало всю остроту ситуации, складывающейся с применением фунгицидов против фитофтороза картофеля и томата. Популяции P. infestans способны активно приспосабливаться не только к системным, но и к контактным препаратам. Мы полагаем, что на фоне применения фениламидов оказались эффективными и миграционные, и внутрипопуляционные процессы, ведущие к замене генотипов в 1990‑ые годы. В этой связи все более очевидной становится необходимость использовать сорта картофеля с горизонтальной устойчивостью против фитофтороза.
Выводы
1. Сравнительное изучение прорастания зооспорангиев изолятов P. infestans российского и мексиканского происхождления выявило следующее. Большинство исследованных изолятов P. infestans характеризовались довольно высокими показателями непрямого прорастания зооспорангиев при температуре 7о С. У большинства мексиканских штаммов P. infestansпрорастание зооспорангиев было выше при 25о, чем при 20о С. Напротив, у большинства исследованных российских изолятов P. infestansоно было выше при 20о по сравнению с 25о С. Показано, что температура, оптимальная для прорастания зооспорангиев – штаммоспецифичный признак.
2. И в российских, и в мексиканских популяциях P. infestans был выявлен широкий спектр изолятов по всем компонентам агрессивности. Агрессивность на восприимчивом сорте Сантэ в значительной степени определялась способностью к образованию зооспор при 5оС. Напротив, многие из штаммов, агрессивных к среднеустойчивому сорту Луговской, характеризовались высокой способностью к прямому прорастанию зооспорангиев при 25о С. Это свидетельствует о том, что способность зооспорангиев к прямому прорастанию может повышать вероятность поражения фитофторозом устойчивых сортов картофеля.
3. В Мексике, между штаммами P. infestans с характеристиками «старого» и «нового» типов (А1 Gpi 86/100 и A1 Gpi 100/100 соответственно) существенных различий по агрессивности выявлено не было. Соответственно, в условиях Мексики мы не получили свидетельств того, что штаммы с «новыми» генотипами могли вытеснить штаммы со «старыми» генотипами благодаря преимуществам в агрессивности.
4. Обследование 90 полевых популяций P. infestans в листьях картофеля (около 4000 образцов), а также листьях и плодах томата в 1997–2007 г. показало, что максимальное количество ооспор образовывалось в плодах томата. Часть популяций P. infestans в плодах томата сочетали бесполое размножение и половой процесс, другие были бесполыми. В листьях томата и картофеля ооспоры также встречались, но, за отдельными исключениями, значительно реже. Популяции P. infestans в ботве растений-хозяев были преимущественно бесполыми. В клубнях картофеля выявили лишь единичные ооспоры.
5. Ооспоры P. infestans характеризовались значительной морфологической изменчивостью. По таким критериям как размер, толщина стенки, наличие антеридия и форма оогония выявили около 50 их морфологических типов. Некоторые обнаруженные морфологические типы ооспор напоминали ооспоры других фитофтор, а также пероноспоровых псевдогрибов. Были выявлены и различные стадии развития ооспор.
6. В ботве картофеля и томата образовывались в основном ооспоры негибридного происхождения, а в плодах томата – как гибридного, так и негибридного. Инфекционное значение ооспор определяются их происхождением и влиянием внешних факторов.
- Гибридные ооспоры типичной морфологии обладают высокой жизнеспособностью. Однако они почти не способны к непосредственному прорастанию. Для эффективного инфицирования растений-хозяев им нужен период покоя и воздействие внешних факторов.
- Ооспоры от самооплодотворения в природе образуются благодаря влиянию внешних факторов. Жизнеспособность ооспор от самооплодотворения – на довольно высоком уровне, но ниже гибридных ооспор.
- Партеногенетические (нетипичные) ооспоры образуются в стрессовых условиях и / или при нарушении хода полового процесса. При благоприятных условиях они легко прорастают почти без периода покоя, действие почвенных грибов может усилить прорастание. Их жизнеспособность и инфекционная спосбность довольно низка, но в определенных условиях они могут представлять существенную опасность.
7. Применение разработанного метода определения стратегий размножения и агрессивности полевых популяций P. infestans после обработок фунгицидами на сортах картофеля Сантэ (восприимчивый) и Луговской (устойчивый) показало следующее.
- Ширлан и Ридомил голд были высоко эффективны при защите картофеля от фитофтороза. Применение этих фунгицидов существенно снижало репродуктивные показатели и агрессивность полевых популяций P. infestans.
- Амистар показал довольно низкую эффективность против фитофтороза на картофеле. Он снижал показатели индексы развития болезни и образования зооспорангиев только на Луговском, на Сантэ после обработок индекс развития болезни даже возрастал.
- Хлорокись меди, как правило, была не эффективна при защите картофеля от фитофтороза.
- На сорте Луговской репродуктивные показатели и агрессивность P. infestans были ниже, чем на сорте Сантэ.
8. Большинство сортов (как голландских, так и российских), тестируемых нашим методом, имели низкий уровень полевой устойчивости к фитофторозу. Использование этих сортов, характеризующихся высокой урожайностью и товарными качествами, возможно только в случае обработок фунгицидами. Наличие R‑генов не предотвращало значительное развитие фитофтороза на этих сортах. Лишь несколько сортов продемонстрировали довольно высокий и стабильный уровень полевой устойчивости к фитофторорзу. Это сорта Луговской, Водолей, Герань и Ветразь.
9. Наименьшей минимальной порядковой концентрацией (10-4%), подавляющей invitro большое количество изолятов P. infestans, характеризовался фунгицид Акробат. Далее в порядке возрастания концентраций располагались Амистар (10-4, 10-3%), Ридомил (10-3%), Браво (10-2, 10-1%) и Ширлан (100%).
10. Без предварительного контакта с фунгицидом изоляты P. infestansinvitro демонстрировали различия в чувствительности к низким (сублетальным) концентрациям фунгицида. По мере инкубации изолятов P. infestans на средах с фунгицидами определенной тенденции изменения чувствительности к фунгицидам выявлено не было.Подтверждено наличие адаптивной устойчивости P. infestans как к системным (в большей степени) так и контактным фунгицидам с уточнением, что адаптивная устойчивость к тем или иным фунгицидам или их комбинациям – штаммоспецифический признак.
11. По сравнению с картофелем, на томате в средней полосе России сложилась очень тяжелая фитосанитарная обстановка в связи с поражением фитофторозом: очень жесткие эпифитотии, регулярное образование гибридных ооспор. Часть популяции P. infestans на томате характеризуется высокой вредоносностью не только к томату, но также и к картофелю. Томат представляет собой опаснейший источник заражения для картофеля, повышает вероятность эрозии полевой устойчивости эффективных сортов картофеля.