Е. Д. Мыца, М. А. Побединская, Л. Ю. Кокаева, С. Н. Еланский
Фитофтороз картофеля и томата, вызываемый грибоподобным организмом — оомицетом Phytophthora infestans (Mont) de Bary, распространен практически во всех районах мира, где возделывают эти культуры. В эпифитотийных условиях потери урожая картофеля от фитофтороза могут достигать 10—30 % и более, томата — до 100 % (Ivanyuk et al., 2005).
Одним из основных источников первичного инокулюма Ph. infestans, приводящего к заражению растений, являются толстостенные половые покоящиеся структуры — ооспоры. Гибридные ооспоры, образующиеся в результате скрещивания генетически разных родительских штаммов, способствуют повышению генотипического разнообразия в популяции, вследствие чего ускоряется процесс адаптации штаммов к новым сортам и применяемым фунгицидам. Образование ооспор Ph. infestans в полевых условиях отмечено во многих странах мира: России (Smirnov et al., 2003), Норвегии (Hermansen et al., 2002), Швеции (Strцmberg et al., 2001), Нидерландах (Kessel et al., 2002) и других регионах. Имеются данные о том, что ооспоры возбудителя фитофтороза способны более 2 лет сохраняться в почве в жизнеспособном состоянии (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) и вызывать заражение растений после перезимовки (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al., 2010).
Основной на сегодняшний день метод борьбы с фитофторозом — химическая защита, заключающаяся в обработках посадок фунгицидными препаратами. На образование ооспор оказывают сильное ингибирующее влияние многие химические препараты, используемые в защите картофеля и томата от фитофтороза (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Однако на карто-феле широко применяются и другие препараты, не оказывающие прямого воздействия на Ph. infestans, и их влияние на образование ооспор неизвестно. Поэтому целью настоящей работы было изучить влияние на образование ооспор некоторых широко применяемых на картофеле, но не зарегистрированных против фитофтороза препаратов.
В работе использовали 9 штаммов Ph. infestans разных типов спаривания, выделенных нами из пораженных листьев картофеля в Московской, Ленинградской, Рязанской областях. Для изучения влияния на рост мицелия и образование ооспор использовали следующие препараты: фунгициды Максим (действующее вещество флудиоксонил из класса фенилпирролов) и Скор (дифеноконазол, триазолы), инсектициды Актара (тиаметоксам, неоникотиноиды) и Танрек (имидаклоприд, неоникотиноиды), гербицид Зенкор (метрибузин, триазины). Все пестициды зарегистрированы в «Государственном каталоге пестицидов и агрохимикатов» за 2014 г. Для изучения влияния концентрации пестицида на рост колоний оомицета каждый штамм высевали агаровым блоком в центр чашки Петри с плотной овсяной средой. В среду предварительно добавляли исследуемый пестицид в концентрациях 0.1, 1.0, 10.0 и 100.0 мг/л (в пересчете на действующее вещество — ДВ). В качестве контроля использовали среду без добавления пестицида. Посевы инкубировали при 18 °С в течение 12—15 суток до момента, когда диаметр колонии беспестицидного контроля составлял 70—80 % от диаметра чашки Петри, после чего измеряли диаметр колоний в контрольном и опытных вариантах.
Эксперименты проводили в 3 повторностях. Исследование образования ооспор проводили на агаризованной овсяной среде (по 30 мл в чашке Петри) с добавлением фунгицида в концентрациях 0.1, 1.0, 10.0 и 100.0 мг/л и на среде без фунгицида (контроль). Для этого агаровые блоки с изолятами А1 и А2 типа спаривания попарно помещали на поверхность питательной среды на расстоянии 5 см друг от друга. Посевы инкубировали при оптимальной для роста Ph. Infestans температуре 18 °С в течение 20 суток. После культивирования питательную среду со спорами ресуспендировали с помощью миксера в 30 мл дистиллированной воды и из полученной суспензии готовили препараты для микроскопии. В каждом варианте просматривали по 180 полей зрения (3 повторности по 60 полей зрения). Далее концентрацию ооспор пересчитывали (шт./мкл среды).
Влияние пестицидов на радиальный рост колонии. Дифеноконазол, тиаметоксам и имидаклоприд не оказывали статистически достоверного влияния на радиальный рост колоний Ph. infestans (табл. 1). Гербицид метрибузин вызывал небольшую задержку роста в начальный период (5—7-е сутки роста), однако к 10-м суткам диаметры колоний становились близкими по размерам. Флудиоксонил статистически достоверно тормозил развитие мицелия Ph. infestans при концентрации в среде более 10 мг/л.
Таблица 1
Примечание. После знака «±» указан доверительный интервал для уровня значимости 0.05. В круглых скобках представлены значения, выражающие отношение диаметра колоний в опытном варианте к таковому в контроле без пестицидов. Знак «—» означает, что исследования не проводились.
Таблица 2
Изучение влияния пестицидов на образование ооспор Ph. infestans в питательной среде. Было установлено, что статистически достоверное снижение количества ооспор в определенных концентрациях вызывали все исследованные препараты (табл. 2). При концентрации действующего вещества 1.0 мг/л все пестициды, за исключением препаратов Актара и Скор, приводили к заметному снижению количества образовавшихся ооспор (на 12—24 % по сравнению с контролем). Дальнейшее увеличение в среде концентрации действующих веществ приводило к усилению ингибирующего эффекта. Препараты на основе тиаметоксама и дифеноконазола вызывали статистически достоверное снижение количества ооспор при концентрации действующего вещества в среде более 10 мг/л.
Обсуждение и заключение. Изучение влияния незарегистрированных против фитофтороза картофеля пестицидов на радиальный прирост мицелия показало, как и следовало ожидать, слабое подавление роста (флудиоксонил) или отсутствие влияния на рост (другие исследованные пестициды).
* Значения представлены согласно «Государственному каталогу пестицидов и агрохимикатов» за 2014 г.
Снижение образования ооспор в питательной среде вызывали все исследованные пестициды. Тестируемые в работе концентрации пестицидов в среде были ниже или примерно соответствовали (у имидаклоприда) разрешенным концентрациям в рабочей жидкости (табл. 3). В наших экспериментах подавление образования ооспор усиливалось по мере увеличения дозы препарата, что позволяет предположить увеличение эффекта при контакте с более концентрированной рабочей жидкостью. Дифеноконазол вызывал достоверное снижение концентрации ооспор не только в опытах на питательной среде, но и в тестах на отcеченных листьях картофеля, помещенных в содержащую фунгицид жидкость. Так, в сорте Вектар белорусский в контроле было отмечено 32 ооспоры на 1 мм2 площади листа, при концентрации дифеноконазола в воде 10 мг/л — 24, а при 100 мг/л — 12 ооспор/мм2. Отличие концентраций ооспор при 100 мг/л фунгицида и в контроле статистически достоверно (Еланский, Мыца, не опубликовано).
Пестициды могут влиять на широкий спектр процессов, происходящих в клетках грибов. В литературе нам не удалось найти информации, в какой-то мере объясняющей возможное влияние исследованных нами препаратов на образование ооспор. Попробуем высказать некоторые предположения, касающиеся действия дифеноконазола. Механизм его фунгицидного действия заключается в ингибировании фермента С14-диметилазы, играющей ключевую роль в биосинтезе стеролов. Стеролы синтезируются грибами, растениями и другими организмами, входят в состав их клеточных мембран. Оомицеты рода Phytophthora в отсутствие стеролов способны только к вегетативному росту, образование ооспор полностью подавлено (Elliott et al., 1966).
Оомицеты не способны синтезировать стеролы самостоятельно; они включают в свои мембраны стеролы, полученные от растения-хозяина, модифицируя их. В нашем эксперименте использовали овсяную агаризованную среду, богатую â-ситостеролом и изофукостеролом (Knights, 1965), т. е. веществами, стимулирующими образование ооспор. Возможно, дифеноконазол ингибирует работу ферментов, задействованных в модификации или утилизации стерольных соединений, получаемых от растений. Это может, в свою очередь, снижать интенсивность образования ооспор.
В небольших концентрациях, как показано в нашей работе, дифеноконазол оказывал слабое стимулирующее действие на рост мицелия и образование ооспор.
Подавление образования ооспор в питательной среде ранее было показано для антифитофторозных фунгицидных препаратов. Так, в работе Kessel et al. (2002) исследовано более 10 антифитофторозных коммерческих препаратов. Флуазинам, диметоморф и цимоксанил в нелетальных концентрациях полностью подавляли образование ооспор в агаризованной среде; металаксил, манеб и пропамокарб показывали среднюю эффективность; манкоцеб и хлороталонил практически не влияли на ооспорообразование. В работе С. А. Кузнецова (Kuznetsov, 2013) показано ингибирование образования ооспор на питательной среде неле-тальными концентрациями металаксила.
Наши эксперименты показали, что применяемые на картофеле пестицидные препараты, даже не оказывающие прямого ингибирующего действия на рост возбудителя фитофтороза, подавляли образование ооспор. Таким образом, правильно проводимая химическая защита картофеля с использованием фунгицидов, инсектицидов и гербицидов снижает вероятность образования ооспор в листьях растений.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-50-00029).
Статья опубликована в журнале «Микология и фитопатология» (Том 50, выпуск 1, 2016 г.).
Источник: https://potatosystem.ru