Sergey Elansky
Una delle malattie più pericolose di patate e pomodori è la peronospora causata da oomicete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary. Questo fitopatogeno è altamente dannoso, perché in condizioni climatiche adeguate, è in grado di svilupparsi in modo massiccio e provocare grandi perdite di raccolto, nonché una forte variabilità, che gli consente di superare rapidamente la resistenza delle varietà e l'effetto tossico dei preparati fungicidi. Ad oggi non sono state create varietà di patate e pomodori completamente resistenti a questi agenti patogeni.
L'unica opzione per la protezione contro la peronospora è l'uso di prodotti chimici per la protezione delle piante. L'epifitosi della peronospora è iniziata dall'inoculo primario. In Europa, l'inoculo primario è considerato un'infezione che è penetrata nel terreno con tuberi malati, oospore (strutture riproduttive a pareti spesse P. infestanti), così come la zoosporangia portata dal vento da piante cresciute da tuberi svernati nei campi dell'anno scorso (piante "volontarie"), o su cumuli di tuberi scartati durante lo stoccaggio per la conservazione. Di questi, le piante coltivate su cumuli di tuberi scartati sono considerate la fonte più pericolosa di infezione. lì, il numero di tuberi germogliati è spesso significativo e la zoosporangia può essere trasportata da loro su lunghe distanze. Il resto delle fonti (oospore, piante "volontarie") non sono così pericolose, perché non è consuetudine coltivare piante sugli stessi campi più di una volta ogni 3-4 anni. Anche l'infezione da tuberi malati è minima grazie al buon sistema di controllo delle sementi.
In generale, la quantità di inoculo primario nelle popolazioni europee è limitata, e quindi l'aumento dell'epidemia è piuttosto lento e può essere controllato con successo utilizzando preparati chimici fungicidi.
In Russia la situazione è radicalmente diversa. La maggior parte del raccolto di patate e pomodori viene coltivato in piccoli giardini privati; le misure protettive non vengono affatto eseguite su di essi oppure i trattamenti fungicidi vengono eseguiti in un numero insufficiente e iniziano dopo la comparsa della peronospora sulle cime. Di conseguenza, gli orti privati fungono da principale fonte di infezione, da cui la zoosporangia viene trasportata dal vento alle piantagioni commerciali. Ciò è confermato dalle nostre osservazioni dirette nelle regioni di Mosca, Bryansk, Kostroma, Ryazan: i danni alle piante nei giardini privati sono stati osservati prima dell'inizio dei trattamenti fungicidi delle piantagioni commerciali. Successivamente l'epidemia nei grandi campi è frenata dall'uso di preparati fungicidi, mentre nei giardini privati si assiste ad un rapido sviluppo della peronospora.
In caso di trattamenti impropri o "a basso budget" di piantagioni commerciali, focolai di peronospora compaiono nei campi; in futuro si stanno attivamente sviluppando, catturando aree sempre più vaste.
L'infezione nei giardini privati ha un impatto significativo sulle epidemie nei settori commerciali. In tutte le regioni di coltivazione della patata della Russia, l'area occupata dalle patate nei giardini privati è molte volte più grande dell'area totale dei campi delle grandi organizzazioni di produzione. In un tale ambiente, gli orti privati possono essere visti come una risorsa globale di inoculo per i campi commerciali.
Proviamo a identificare quelle proprietà che sono caratteristiche delle popolazioni di P. infestans nei giardini privati. La semina e il controllo della quarantena delle patate da consumo, i semi di pomodoro ottenuti da dubbi produttori stranieri, la coltivazione a lungo termine di patate e pomodori nelle stesse aree, trattamenti fungicidi impropri o la loro completa assenza portano a gravi epifitosi nel settore privato, il cui risultato è gratuito incrocio, ibridazione e formazione di oospore nei giardini privati. Di conseguenza, si osserva una diversità genotipica molto elevata, quando quasi ogni ceppo è unico nel suo genotipo (Elansky et al., 2001) e la distribuzione dei genotipi nelle popolazioni soddisfa il rapporto Hardy-Weinberg (Amatkhanova et al., 2004), che testimonia a favore del free crossing nelle popolazioni. Le oospore si formano attivamente negli organi vegetali colpiti (Smirnov, Elansky 1999). Piantare patate da semina di varia origine genetica rende improbabile l'emergere di linee clonali specializzate per attaccare una particolare varietà. I ceppi selezionati in questo caso si distinguono per la loro versatilità in relazione alle varietà colpite; la maggior parte di essi ha un numero vicino al massimo di geni di virulenza (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Questo è molto diverso dal sistema delle "linee clonali" tipico dei grandi appezzamenti delle aziende agricole con un sistema di protezione contro la peronospora adeguatamente installato. Le "linee clonali" (quando tutti i ceppi di patogeno della peronospora in campo sono rappresentati da uno o più genotipi) sono onnipresenti nei paesi in cui la coltivazione della patata è effettuata esclusivamente da grandi aziende agricole: Stati Uniti, Paesi Bassi, Danimarca, ecc. (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006). Alla fine del 20 ° secolo, le "linee clonali" erano diffuse nelle parti asiatiche e dell'Estremo Oriente della Russia (Elansky et al., 2001), il che è apparentemente dovuto all'uso delle stesse varietà di patate esclusivamente per la semina. Recentemente, anche la situazione in queste regioni ha iniziato a cambiare verso un aumento della diversità genotipica delle popolazioni (S.N. Elansky, dati non pubblicati).
L'assenza di trattamenti intensivi con preparati fungicidi ha un altro risultato diretto: non c'è accumulo di ceppi resistenti nei giardini. Infatti, i nostri risultati mostrano che i ceppi metalaxil resistenti hanno meno probabilità di essere rilevati nei giardini privati rispetto alle piantagioni commerciali (Elansky et al., 2007).
Il vicino impianto di patate e pomodori negli orti facilita la migrazione dei ceppi tra queste colture, per cui nell'ultimo decennio, tra i ceppi isolati dalle patate, è aumentata la quota di quelli portatori del gene per la resistenza alle varietà di pomodoro ciliegino T1, precedentemente caratteristico solo dei ceppi "pomodoro". I ceppi con il gene T1 nella maggior parte dei casi sono molto aggressivi sia verso le patate che verso i pomodori.
Negli ultimi anni, la peronospora sul pomodoro ha cominciato a comparire in molti casi prima che sulle patate. Le piantine di pomodoro possono essere infestate da oospore nel terreno, o oospore presenti nei semi di pomodoro o aderenti ad esse (Rubin et al., 2001). Dalla fine del XX secolo è comparso nei negozi un gran numero di semi confezionati poco costosi, principalmente importati, al cui utilizzo è passata la maggior parte dei piccoli produttori. I semi possono contenere ceppi con genotipi tipici delle regioni di coltivazione. In futuro, questi genotipi sono inclusi nel processo sessuale nei giardini privati, il che porta all'emergere di genotipi completamente nuovi.
Pertanto, i giardini privati sono un "crogiolo" globale in cui, come risultato dello scambio di materiale genetico, i genotipi esistenti vengono elaborati e ne compaiono di completamente nuovi. Inoltre, la loro selezione avviene in condizioni molto diverse da quelle create per le patate nei grandi allevamenti: assenza di pressa fungicida, uniformità varietale degli impianti, predominanza di piante colpite da varie forme di infezione virale e batterica, vicinanza a pomodori e belladonna selvatica, incrocio attivo e formazione di oospore, possibilità affinché le oospore inducano una ricaduta della malattia l'anno successivo. Tutto ciò porta a una diversità genotipica molto elevata delle popolazioni da cortile. In condizioni epifitotiche, la peronospora si diffonde molto rapidamente negli orti e vengono rilasciate enormi quantità di spore, che volano verso le piantagioni commerciali vicine. Tuttavia, essendo arrivate ai campi commerciali con il corretto sistema di tecnologia e protezione agricola, le spore che sono volate non hanno praticamente alcuna possibilità di innescare una grave epidemia sul campo, dovuta alla mancanza di linee clonali resistenti a 10 fungicidi e specializzate per la varietà coltivata.
Un'altra fonte di inoculo primario possono essere i tuberi malati intrappolati nelle piantine commerciali. Questi tuberi sono stati coltivati, di regola, in campi con una buona tecnologia agricola e una protezione chimica intensiva. I genotipi degli isolati che hanno colpito i tuberi sono adattati allo sviluppo della propria varietà. Questi ceppi sono significativamente più pericolosi per la semina commerciale rispetto all'inoculo proveniente da giardini privati. Anche i risultati dei nostri studi supportano questa ipotesi. Le popolazioni isolate da grandi campi con protezione chimica condotta correttamente e una buona tecnologia agricola non differiscono per l'elevata diversità genotipica. Spesso si tratta di più linee clonali caratterizzate da un'elevata aggressività e da una predominanza di ceppi resistenti ai fungicidi.
I ceppi provenienti da materiale di semi commerciale possono entrare nelle popolazioni negli orti e essere coinvolti nei processi in corso in essi. Tuttavia, in un orto, la loro competitività sarà molto più bassa che in un campo commerciale, e presto cesseranno di esistere sotto forma di linea clonale, ma i loro geni potranno essere utilizzati nella popolazione “giardino”.
L'infezione che si sviluppa sulle piante "volontarie" e sui cumuli di tuberi abbattuti durante la raccolta non è così rilevante per la Russia, perché Nelle principali regioni di coltivazione delle patate della Russia, si osserva un profondo congelamento del suolo invernale e le piante dei tuberi che hanno svernato nel terreno si sviluppano raramente.
Inoltre, come mostrano i nostri esperimenti, l'agente eziologico della peronospora di solito non sopravvive a temperature negative, anche sui tuberi che hanno conservato la loro vitalità. Nella zona arida, dove si pratica la coltivazione delle patate novelle, la peronospora è piuttosto rara a causa della stagione di crescita secca e calda.
Pertanto, stiamo attualmente osservando la divisione delle popolazioni di P. infestans in popolazioni "di campo" e "giardino". Tuttavia, negli ultimi anni, sono stati osservati processi che hanno portato alla convergenza e alla compenetrazione dei genotipi di queste popolazioni.
Tra questi, si può notare un aumento generale dell'alfabetizzazione dei piccoli produttori, l'emergere di piccoli pacchetti di patate da semina a prezzi accessibili, la diffusione di preparati fungicidi in piccoli pacchetti e la perdita della paura della "chimica" da parte della popolazione.
Si verificano situazioni in cui, grazie alla vigorosa attività di un fornitore, interi villaggi vengono piantati con tuberi da seme della stessa varietà e vengono forniti piccoli pacchetti degli stessi pesticidi. Si può presumere che nelle piantagioni commerciali vicine si troveranno patate della stessa varietà.
D'altra parte, alcune società commerciali di pesticidi stanno promuovendo schemi di trattamento chimico "budget". In questo caso si riduce il numero di trattamenti e si offrono i fungicidi più economici, e l'enfasi non è sulla prevenzione dello sviluppo della peronospora fino allo sfalcio delle cime, ma su un certo ritardo negli epifitotici per aumentare la resa. Tali regimi sono economicamente giustificati quando si coltivano patate da consumo da semi di bassa qualità, quando in linea di principio non si tratta di ottenere un rendimento elevato. Tuttavia, in questo caso, a differenza delle popolazioni da giardino, il background genetico livellato della patata consentirà la selezione di specifiche razze fisiologiche di fitopatogeni, molto pericolose per questa varietà.
Le tendenze alla convergenza dei metodi di produzione delle patate "orto" e "campo" ci sembrano piuttosto pericolose. Per prevenire le loro conseguenze negative, sia nel settore domestico che in quello commerciale, sarà necessario controllare sia l'assortimento di patate da semina che la gamma di fungicidi offerti ai proprietari privati in piccoli imballaggi, nonché il monitoraggio dei programmi di protezione delle patate e l'uso di preparati fungicidi nel settore commerciale.
A causa del debole sviluppo della produzione di semi in Russia, vengono importati grandi volumi di patate da semina dall'estero. Insieme ad esso, saranno importati nuovi ceppi di agenti patogeni, possibilmente altamente patogeni e resistenti ai fungicidi, incl. peronospora.
In Russia, il loro pool genetico sarà coinvolto nel processo naturale di selezione di nuovi genotipi, adattati alle nostre condizioni e alla sconfitta delle varietà coltivate in Russia.
Nelle aree del settore privato, c'è un intenso sviluppo non solo della peronospora, ma anche di Alternaria. La maggior parte dei proprietari di appezzamenti privati non adotta misure speciali per proteggersi dall'Alternaria, scambiando lo sviluppo di Alternaria per l'appassimento naturale delle cime o lo sviluppo della peronospora. Pertanto, con il massiccio sviluppo di Alternaria su varietà sensibili, gli appezzamenti domestici possono servire come fonte di inoculo per le piantagioni commerciali.
Questo lavoro è stato svolto con il sostegno parziale della Russian Science Foundation (progetto N 14-50-00029).
L'articolo è stato pubblicato sulla rivista "Potato Protection" (n. 1, 2015)