E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
El tizó tardà de les patates i els tomàquets, causat per un organisme semblant a un bolet, l’omicet Phytophthora infestans (Mont) de Bary, és freqüent a gairebé totes les zones del món on es conreen aquests cultius. En condicions epifitòtiques, la pèrdua del rendiment de la patata a causa del tizó tardà pot arribar al 10-30% o més i del tomàquet fins al 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Una de les principals fonts d’inòcul primari Ph. infestans, que condueix a la infecció de les plantes, són estructures reproductives en repòs de parets gruixudes (oospores). Les oospores híbrides formades com a resultat de l’encreuament de soques parentals genèticament diferents contribueixen a un augment de la diversitat genotípica de la població, com a conseqüència del qual s’accelera el procés d’adaptació de soques a noves varietats i fungicides aplicats. Formació d’ospores Ph. infestans al camp es va observar a molts països del món: Rússia (Smirnov et al., 2003), Noruega (Hermansen et al., 2002), Suècia (Strömberg et al., 2001), els Països Baixos (Kessel et al., 2002) i altres regions. Hi ha evidències que les oospores del patogen del tizó tardà poden persistir al sòl durant més de 2 anys en un estat viable (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) i causar la infecció de les plantes després d’hivernar (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
Avui en dia, el principal mètode de lluita contra la tosca tardana és la protecció química, que consisteix a tractar les plantacions amb preparats fungicides. La formació d’ospores és fortament inhibidora per molts productes químics que s’utilitzen per protegir les patates i els tomàquets contra el tizó tardà (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). No obstant això, s’utilitzen altres medicaments en patates que no afecten directament el Ph. infestans, i es desconeix el seu efecte sobre la formació d’ospores. Per tant, el propòsit d’aquest treball era estudiar l’efecte sobre la formació d’ospores d’alguns medicaments àmpliament utilitzats en les patates, però que no es van registrar contra la tos tardana.
Hem utilitzat 9 Ph. infestans de diferents tipus d'aparellament, aïllats per nosaltres de les fulles de patata infectades a les regions de Moscou, Leningrad, Ryazan. Per estudiar l’efecte sobre el creixement del miceli i la formació d’ospores, s’han utilitzat els següents medicaments: fungicides Maxim (principi actiu fludioxonil de la classe dels fenilpirols) i Skor (difenoconazol, triazoles), insecticides Aktara (tiametoxam, neonicotinoides) i Tanrek (imidacloprid, neonicotribid), , triazines). Tots els pesticides estan registrats al "Catàleg estatal de pesticides i productes agroquímics" per al 2014. Per estudiar l’efecte de la concentració de pesticides sobre el creixement de les colònies d’omicets, es va inocular cada soca amb un bloc d’agar al centre d’una placa de Petri amb un mitjà de civada dens. El pesticida de prova es va afegir preliminarment al medi a concentracions de 0.1, 1.0, 10.0 i 100.0 mg / L (en termes del principi actiu - DV). Com a control, hem utilitzat un mitjà sense pesticida afegit. Les inoculacions es van incubar a 18 ° C durant 12-15 dies fins que el diàmetre de la colònia del control lliure de pesticides va ser del 70-80% del diàmetre de la placa Petri, després del qual es va mesurar el diàmetre de les colònies en el control i les variants experimentals.
Els experiments es van dur a terme en 3 rèpliques. L’estudi de la formació d’ospores es va dur a terme en medi de civada agar (30 ml en una placa de Petri) amb addició de fungicida a concentracions de 0.1, 1.0, 10.0 i 100.0 mg / L i en un medi sense fungicida (control). Amb aquest propòsit, es van col·locar blocs d’agar amb aïllats tipus A1 i A2 en parells a la superfície del medi nutritiu a una distància de 5 cm l’un de l’altre. Les inoculacions es van incubar al pH òptim per al creixement. Infestans a una temperatura de 18 ° C durant 20 dies. Després del cultiu, el medi nutritiu amb espores es va suspendre de nou amb un mesclador en 30 ml d’aigua destil·lada i es van preparar preparacions per a microscòpia a partir de la suspensió resultant. En cada variant, es van examinar 180 camps de visió (3 rèpliques, 60 camps de visió). Després es va tornar a calcular la concentració d’ospores (pcs / μl de medi).
Efecte dels pesticides sobre el creixement radial de les colònies. Difenoconazol, tiametoxam i imidacloprid no van tenir cap efecte estadísticament significatiu en el creixement radial del Ph. infestans (taula 1). L'herbicida metribuzina va causar un lleuger retard del creixement en el període inicial (5-7 dies de creixement); no obstant això, al 10è dia, els diàmetres de les colònies es van convertir en similars. Fludioxonil inhibeix estadísticament significativament el desenvolupament de Ph. infestans a una concentració en el medi superior a 10 mg / l.
Taula 1
Efecte dels pesticides sobre el creixement radial de les colònies Phytophthora infestans
Fungicida-DV (droga) | Diàmetre de la colònia a diferents concentracions (mg / L) DW al medi, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (medicament 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) |
Difenoconazol (puntuació) | 82 ± 7 | - | 76 ± 9 (% 93) | 84 ± 4 (% 102) | 81 ± 6 (% 99) |
Nota. El signe “±” va seguit de l’interval de confiança per a un nivell de significació de 0.05. Els valors entre parèntesis expressen la proporció del diàmetre de les colònies en la variant experimental respecte del control sense pesticides. Un signe "-" significa que no s'ha dut a terme cap investigació.
Taula 2
Efecte dels pesticides sobre la formació d’ospores Phytophthora infestans en medi agar
Fungicida-DV (droga) | Nombre d’ospores del medi a diferents concentracions (mg / l) DV, pcs / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (medicament 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) |
Difenoconazol (puntuació) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (% 91) | 82.2 ± 3.7 (% 103) | 54.9 ± 2.8 (% 69) | 35.8 ± 2.3 (% 45) |
Estudi de l’efecte dels pesticides sobre la formació d’ospores Ph. infestans en un mitjà nutritiu. Es va trobar que tots els medicaments investigats van provocar una disminució estadísticament significativa del nombre d’ospores a determinades concentracions (taula 2). A una concentració de la substància activa d’1.0 mg / l, tots els pesticides, a excepció dels preparats d’Aktara i Skor, van provocar una disminució notable de la quantitat d’ospores formades (un 12-24% en comparació amb el control). Un nou augment de la concentració de substàncies actives al medi va provocar un augment de l’efecte inhibitori. Els preparats basats en tiametoxam i difenoconazol van provocar una disminució estadísticament significativa del nombre d’ospores quan la concentració de la substància activa al medi era superior a 10 mg / l.
Debat i conclusió. L’estudi de l’efecte dels pesticides no registrats contra el tizó tardà de la patata sobre el creixement radial del miceli va mostrar, com era d’esperar, una inhibició del creixement feble (fludioxonil) o cap efecte sobre el creixement (altres pesticides estudiats).
Taula 3. Concentracions de substàncies actives en el fluid de treball
Preparació (fungicida-DV) | S'utilitza en el treball de la concentració de DV en el medi nutritiu, mg / l | Concentració de DW en el líquid de treball durant el processament de la patata, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoxam) | 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 |
Puntuació (difenoconazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Els valors es presenten segons el "Catàleg estatal de pesticides i agroquímics" per al 2014.
Tots els pesticides estudiats van provocar una disminució de la formació d’ospores en el medi nutritiu. Les concentracions de pesticides provades al medi van ser inferiors o van correspondre aproximadament (per a imidacloprid) a les concentracions permeses en el fluid de treball (taula 3). En els nostres experiments, la supressió de la formació d’ospores va augmentar a mesura que augmentava la dosi del medicament, cosa que suggereix un augment de l’efecte en contacte amb un fluid de treball més concentrat. El difenoconazol va provocar una disminució significativa de la concentració d’ospores no només en experiments amb un mitjà nutritiu, sinó també en proves sobre fulles de patata tallades en un líquid que conté un fungicida. Així, a la varietat bielorussa de Vektar, es van observar 32 oospores per 1 mm2 de superfície foliar en el control, a una concentració de difenoconazol en aigua de 10 mg / l - 24 i a 100 mg / l - 12 oospores / mm2. La diferència en les concentracions d’ospores a 100 mg / l del fungicida i en el control és estadísticament significativa (Elansky, Mytsa, inèdit).
Els pesticides poden afectar una àmplia varietat de processos en cèl·lules fúngiques. A la literatura, no hem pogut trobar informació que expliqui fins a cert punt el possible efecte dels fàrmacs estudiats sobre la formació d’ospores. Intentem fer algunes suposicions sobre l'acció del difenoconazol. El mecanisme de la seva acció fungicida és la inhibició de l’enzim C14-dimetilasa, que té un paper clau en la biosíntesi d’esterols. Els esterols són sintetitzats per fongs, plantes i altres organismes i formen part de les seves membranes cel·lulars. Els omicets del gènere Phytophthora, en absència d’esterols, només poden créixer vegetativament; la formació d’ospores queda completament suprimida (Elliott et al., 1966).
Els omicets no són capaços de sintetitzar esterols per si sols; incorporen a les seves membranes els esterols obtinguts de la planta hoste, modificant-los. En el nostre experiment, hem utilitzat mitjà d’agar de civada ric en â-sitosterol i isofucosterol (Knights, 1965), és a dir, substàncies que estimulen la formació d’ospores. És possible que el difenoconazol inhibeixi el treball dels enzims implicats en la modificació o utilització dels compostos d’esterol obtinguts de les plantes. Al seu torn, això pot reduir la intensitat de la formació d’ospores.
En petites concentracions, tal com es mostra al nostre treball, el difenoconazol va tenir un efecte estimulant feble sobre el creixement del miceli i la formació d’ospores.
La supressió de la formació d’ospores en el medi nutritiu s’ha demostrat prèviament per a fungicides anti-phytophthora. Així, en el treball de Kessel et al. (2002) van investigar més de 10 fàrmacs comercials antifitofluoroides. Fluazinam, dimethomorph i cymoxanil en concentracions no letals van suprimir completament la formació d’ospores en un medi agar; el metalaxil, el maneb i el propamocarb van mostrar una eficàcia moderada; el mancozeb i el clorotalonil no van tenir pràcticament cap efecte sobre la formació d’ospores. En el treball de S.A.Kuznetsov (Kuznetsov, 2013), es va mostrar la inhibició de la formació d’ospores en un medi nutritiu per concentracions no letals de metalaxil.
Els nostres experiments van demostrar que els preparats de pesticides utilitzats en patates, que ni tan sols van tenir un efecte inhibitori directe sobre el creixement del patogen de la tizona tardana, van suprimir la formació d’ospores. Per tant, una protecció química adequada de les patates mitjançant fungicides, insecticides i herbicides redueix la probabilitat de formació d’ospores a les fulles de les plantes.
Aquest treball va comptar amb el suport de la Russian Science Foundation (projecte núm. 14-50-00029).
L’article es va publicar a la revista "Mycology and Phytopathology" (Volum 50, número 1, 2016).