E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
La peronospora di patate e pomodori, causata da un organismo simile a un fungo, l'oomicete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, è comune in quasi tutte le aree del mondo in cui vengono coltivate queste colture. In condizioni epifitotiche, la perdita di resa della patata dovuta alla peronospora può raggiungere il 10-30% o più e quella del pomodoro fino al 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Una delle principali fonti di inoculo primario Ph. infestanti, che portano all'infezione delle piante, sono strutture riproduttive a riposo a pareti spesse - oospore. Le oospore ibride formate a seguito dell'incrocio di ceppi parentali geneticamente diversi contribuiscono ad un aumento della diversità genotipica nella popolazione, a seguito della quale il processo di adattamento dei ceppi a nuove varietà e ai fungicidi applicati viene accelerato. Formazione di oospore Ph. infestans sul campo è stato notato in molti paesi del mondo: Russia (Smirnov et al., 2003), Norvegia (Hermansen et al., 2002), Svezia (Strömberg et al., 2001), Paesi Bassi (Kessel et al., 2002) e altre regioni. Esistono prove che le oospore dell'agente eziologico della peronospora possono sopravvivere per più di 2 anni nel suolo in uno stato vitale (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) e causare infezioni alle piante dopo lo svernamento (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
Oggi il metodo principale per combattere la peronospora è la protezione chimica, che consiste nel trattare le piantagioni con preparati fungicidi. La formazione di oospore è fortemente inibita da molte sostanze chimiche utilizzate per proteggere patate e pomodori dalla peronospora (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Tuttavia, altri farmaci sono ampiamente utilizzati sulle patate che non influenzano direttamente il Ph. infestans e il loro effetto sulla formazione di oospore è sconosciuto. Pertanto, lo scopo di questo lavoro era studiare l'effetto sulla formazione di oospore di alcuni farmaci ampiamente utilizzati sulle patate, ma non registrati contro la peronospora.
Abbiamo utilizzato 9 Ph. infestanti di diversi tipi di accoppiamento, isolati da noi da foglie di patata infette nelle regioni di Mosca, Leningrado, Ryazan. Per studiare l'effetto sulla crescita del micelio e sulla formazione di oospore, sono stati utilizzati i seguenti farmaci: fungicidi Maxim (principio attivo fludioxonil della classe dei fenilpirroli) e Skor (difenoconazolo, triazoli), insetticidi Aktara (tiametossam, neonicotinoidi) e Tanrek (imidacloprolidi), erbicidi , triazine). Tutti i pesticidi sono registrati nel "Catalogo statale di pesticidi e prodotti agrochimici" per il 2014. Per studiare l'effetto della concentrazione di pesticidi sulla crescita delle colonie di oomiceti, ogni ceppo è stato inoculato con un blocco di agar al centro di una piastra di Petri con un mezzo denso di avena. Il pesticida in esame è stato aggiunto preliminarmente al terreno a concentrazioni di 0.1, 1.0, 10.0 e 100.0 mg / L (in termini di ingrediente attivo - DV). Come controllo, abbiamo utilizzato un terreno senza pesticidi aggiunti. Le inoculazioni sono state incubate a 18 ° C per 12-15 giorni fino a quando il diametro della colonia del controllo privo di pesticidi era il 70-80% del diametro della capsula di Petri, dopodiché il diametro delle colonie è stato misurato nelle varianti di controllo e sperimentali.
Gli esperimenti sono stati condotti in 3 repliche. Lo studio della formazione di oospore è stato condotto su terreno di avena agar (30 ml in una capsula di Petri) con aggiunta di fungicida a concentrazioni di 0.1, 1.0, 10.0 e 100.0 mg / L e su terreno senza fungicida (controllo). Per questo, blocchi di agar con isolati di accoppiamento di tipo A1 e A2 sono stati posti a coppie sulla superficie del mezzo nutritivo a una distanza di 5 cm l'uno dall'altro. Le inoculazioni sono state incubate al ph ottimale per la crescita. Infestans a una temperatura di 18 ° C per 20 giorni. Dopo la coltivazione, il mezzo nutritivo con le spore è stato risospeso con un miscelatore in 30 ml di acqua distillata e dalla sospensione risultante sono stati preparati i preparati per la microscopia. In ogni variante, sono stati visualizzati 180 campi visivi (3 replicati, 60 campi visivi). Quindi la concentrazione di oospore è stata ricalcolata (pz / μL di terreno).
Effetto dei pesticidi sulla crescita delle colonie radiali. Difenoconazolo, tiametossam e imidacloprid non hanno avuto effetti statisticamente significativi sulla crescita radiale del Ph. infestans (Tabella 1). L'erbicida metribuzin ha causato un leggero ritardo della crescita nel periodo iniziale (5-7 giorni di crescita); tuttavia, entro il 10 ° giorno, i diametri delle colonie sono diventati di dimensioni simili. Fludioxonil ha inibito in modo statisticamente significativo lo sviluppo di Ph. infestans ad una concentrazione nel mezzo superiore a 10 mg / l.
Tabella 1
Effetto dei pesticidi sulla crescita radiale delle colonie Phytophthora infestans
Fungicida-DV (farmaco) | Diametro della colonia a diverse concentrazioni (mg / L) DW nel mezzo, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (farmaco Aktara) | 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%) |
Difenoconazolo (punteggio) | 82 ± 7 | - | 76 ± 9 (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 ± 6 (99%) |
Nota. Il segno "±" è seguito dall'intervallo di confidenza per un livello di significatività di 0.05. I valori tra parentesi esprimono il rapporto tra il diametro delle colonie nella variante sperimentale e quello nel controllo senza pesticidi. Un segno "-" significa che la ricerca non è stata effettuata.
Tabella 2
Effetto dei pesticidi sulla formazione di oospore Phytophthora infestans in mezzo agar
Fungicida-DV (farmaco) | Il numero di oospore nel terreno a diverse concentrazioni (mg / l) DV, pz / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (farmaco Aktara) | 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%) |
Difenoconazolo (punteggio) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (91%) | 82.2 ± 3.7 (103%) | 54.9 ± 2.8 (69%) | 35.8 ± 2.3 (45%) |
Studio dell'effetto dei pesticidi sulla formazione di oospore Ph. infestanti in un mezzo nutritivo. È stato riscontrato che una diminuzione statisticamente significativa del numero di oospore a determinate concentrazioni è stata causata da tutti i farmaci studiati (Tabella 2). Ad una concentrazione del principio attivo di 1.0 mg / l, tutti i pesticidi, ad eccezione dei preparati Aktara e Skor, hanno portato a una notevole diminuzione della quantità di oospore formate (del 12-24% rispetto al controllo). Un ulteriore aumento della concentrazione di sostanze attive nel mezzo ha portato ad un aumento dell'effetto inibitorio. I preparati a base di tiametossam e difenoconazolo hanno causato una diminuzione statisticamente significativa del numero di oospore quando la concentrazione del principio attivo nel terreno era superiore a 10 mg / l.
Discussione e conclusione. Lo studio dell'effetto dei pesticidi non registrati contro la peronospora della patata sulla crescita radiale del micelio ha mostrato, come previsto, una debole inibizione della crescita (fludioxonil) o nessun effetto sulla crescita (altri pesticidi studiati).
Tabella 3. Concentrazioni di sostanze attive nel fluido di lavoro
Preparazione (fungicida-DV) | Utilizzato nel lavoro di concentrazione di DV nel mezzo nutritivo, mg / l | Concentrazione di DW nel liquido di lavoro durante la lavorazione delle patate, mg / l |
---|---|---|
Aktara (thiamethoxam) | 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 (difenoconazolo) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* I valori sono presentati secondo il "Catalogo statale di pesticidi e prodotti chimici per l'agricoltura" per il 2014.
Tutti i pesticidi studiati hanno causato una diminuzione della formazione di oospore nel mezzo nutritivo. Le concentrazioni testate di pesticidi nel terreno erano inferiori o corrispondevano approssimativamente (per imidacloprid) alle concentrazioni consentite nel fluido di lavoro (Tabella 3). Nei nostri esperimenti, la soppressione della formazione di oospore è aumentata all'aumentare della dose del farmaco, il che suggerisce un aumento dell'effetto a contatto con un fluido di lavoro più concentrato. Il difenoconazolo ha causato una significativa diminuzione della concentrazione di oospore non solo negli esperimenti su un mezzo nutritivo, ma anche nei test su foglie di patata tagliate poste in un liquido contenente un fungicida. Pertanto, nella varietà bielorussa Vektar, nel controllo sono state osservate 32 oospore per 1 mm2 di area fogliare, a una concentrazione di difenoconazolo in acqua di 10 mg / l - 24 ea 100 mg / l - 12 oospore / mm2. La differenza nelle concentrazioni di oospore a 100 mg / l del fungicida e nel controllo è statisticamente significativa (Elansky, Mytsa, non pubblicato).
I pesticidi possono influenzare un'ampia gamma di processi nelle cellule fungine. In letteratura, non siamo stati in grado di trovare informazioni che in qualche misura spieghino il possibile effetto dei farmaci studiati sulla formazione di oospore. Proviamo a fare alcune ipotesi sull'azione del difenoconazolo. Il meccanismo della sua azione fungicida è l'inibizione dell'enzima C14-dimetilasi, che svolge un ruolo chiave nella biosintesi degli steroli. Gli steroli sono sintetizzati da funghi, piante e altri organismi e fanno parte delle loro membrane cellulari. Gli oomiceti del genere Phytophthora, in assenza di steroli, sono capaci solo di crescita vegetativa; la formazione di oospore è completamente soppressa (Elliott et al., 1966).
Gli oomiceti non sono in grado di sintetizzare gli steroli da soli; incorporano nelle loro membrane gli steroli ottenuti dalla pianta ospite, modificandoli. Nel nostro esperimento, abbiamo utilizzato un terreno di agar d'avena ricco di â-sitosterolo e isofucosterolo (Knights, 1965), cioè sostanze che stimolano la formazione di oospore. È possibile che il difenoconazolo inibisca il lavoro degli enzimi coinvolti nella modifica o nell'utilizzo di composti sterolici ottenuti dalle piante. Questo può, a sua volta, ridurre l'intensità della formazione di oospore.
In piccole concentrazioni, come mostrato nel nostro lavoro, il difenoconazolo ha avuto un debole effetto stimolante sulla crescita del micelio e sulla formazione di oospore.
La soppressione della formazione di oospore nel mezzo nutritivo è stata precedentemente dimostrata per i fungicidi anti-phytophthora. Pertanto, nel lavoro di Kessel et al. (2002) hanno studiato più di 10 farmaci commerciali antifitofluoroidi. Fluazinam, dimetomorfo e cymoxanil in concentrazioni non letali hanno completamente soppresso la formazione di oospore in un mezzo agar; metalaxil, maneb e propamocarb hanno mostrato un'efficacia moderata; mancozeb e clorotalonil non hanno praticamente avuto alcun effetto sulla formazione di oospore. Nel lavoro di S.A. Kuznetsov (Kuznetsov, 2013), è stata dimostrata l'inibizione della formazione di oospore su un mezzo nutritivo da concentrazioni non letali di metalaxil.
I nostri esperimenti hanno dimostrato che i preparati antiparassitari usati sulle patate, che non avevano nemmeno un effetto inibitorio diretto sulla crescita del patogeno della peronospora, sopprimevano la formazione di oospore. Pertanto, una protezione chimica delle patate eseguita correttamente utilizzando fungicidi, insetticidi ed erbicidi riduce la probabilità di formazione di oospore nelle foglie delle piante.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Russian Science Foundation (progetto n. 14-50-00029).
L'articolo è stato pubblicato sulla rivista "Mycology and Phytopathology" (Volume 50, Issue 1, 2016).