A.I. Polinova, D.R. Zagirova, L.Yu. Kokaeva, I.I. Busko, I.V. Levantsevich, S.N. Elansky
Trong những năm gần đây, điều kiện vệ sinh thực vật của việc trồng khoai tây và kho hạt giống đã xấu đi rõ rệt ở Belarus. Vai trò của từng loại sâu bệnh và tỷ lệ của chúng trong agrophytocenoses đã thay đổi. Tác hại của nhiều bệnh không chỉ lan rộng (bệnh mốc sương, bệnh Alternaria, các loại ghẻ, bệnh vi khuẩn, bệnh thối khô Fusarium) đã gia tăng mà còn cả những bệnh mới chưa được nghiên cứu đầy đủ, chẳng hạn như bệnh thối nước vết thương (Hình 1). Căn bệnh này được tìm thấy ở Ấn Độ, Trung Á và các nước phía Nam khác, được ghi nhận ở các vùng Gomel, Brest, Grodno và Minsk của Belarus. Giống như các loài nấm trứng sống trong đất khác, P. ultimum gây ra những tổn thương lớn trong điều kiện độ ẩm quá mức – ở những khu vực thoát nước kém, trong những trận mưa kéo dài (Taylor và cộng sự, 2008).
Ở Belarus, sự lây lan của bệnh được ghi nhận trong những năm có nhiệt độ tăng cao trong mùa sinh trưởng: ở một số lứa khoai tây, 8-10% số củ bị ảnh hưởng. Vết thương thối nước của củ có thể gây ra thiệt hại đáng kể, nguyên nhân là do thiếu giống kháng bệnh, các biện pháp bảo vệ được phát triển và sự phát triển nhanh chóng của bệnh khi củ bị hư hỏng (Zhuromskaya, 2003; Ivanyuk và cộng sự, 2005). Bệnh chỉ ảnh hưởng đến củ. Ở Nga, vết thương bị thối nước vẫn chưa có tầm quan trọng đáng kể.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu 4 chủng mầm bệnh thối nước vết thương được phân lập từ củ khoai tây bị ảnh hưởng thuộc các giống Vektar Belarusian, Skarb và các giống lai chọn lọc trong kho bảo quản của Trung tâm Khoa học và Thực hành thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia về Khoai tây và Làm vườn Belarus. (Vùng Minsk). Mục tiêu của nghiên cứu bao gồm xác định loài của các chủng phân lập, độc lực của chúng đối với củ khoai tây, đánh giá sự phát triển ở các nhiệt độ môi trường khác nhau và khả năng kháng metalaxyl.
Sợi nấm của các chủng phân lập được nuôi cấy trên môi trường đậu lỏng (180 g đậu xanh đông lạnh được đun sôi trong 10 phút trong 1 lít nước cất, sau đó được hấp trong 30 phút ở áp suất 1 atm); DNA được phân lập từ mỗi chủng. Để phân lập DNA, sợi nấm đông lạnh được nghiền trong nitơ lỏng, ly giải trong dung dịch đệm CTAB và sau đó khử protein bằng cloroform. DNA được bảo quản trong nước khử ion ở -20°C. Phân tích trình tự nucleotide của các vùng đặc trưng của loài trong bộ gen (các vùng của gen ribosome hạt nhân 18S và 5,8S, cũng như vùng đệm giữa các thế hệ được phiên mã bên trong ITS1), được khuếch đại bằng cách sử dụng các đoạn mồi ITS1 và ITS2 (White, 1990), cho thấy rằng các chủng nghiên cứu thuộc loài Pythium ultimum Trow. (từ đồng nghĩa Globisporangium ultimum (Trow) Uzuhashi, Tojo & Kakish).
Tất cả các chủng nghiên cứu đều ảnh hưởng đến các lát củ khoai tây thuộc giống Gala được đặt trong buồng ẩm. Trên đó hình thành các đốm đen, sau đó chuyển thành vết loét ẩm, thâm nhập sâu (Hình 2). Việc lây nhiễm được thực hiện bằng cách đặt sợi nấm P. ultimum vào giữa một lát củ.
Các đĩa củ đã cấy được ủ ở nhiệt độ +22°C. Tốc độ tăng trưởng tối đa của vùng bị ảnh hưởng được quan sát thấy trong 2 ngày đầu tiên, sau đó vùng loét thực tế không thay đổi.
Mô hình này đúng với tất cả các chủng được nghiên cứu.
Tốc độ tăng trưởng của các chủng được đánh giá trên môi trường thạch yến mạch ở nhiệt độ 5, 15, 24 và 34°C (Hình 3). Sự tăng trưởng được quan sát thấy ở mọi nhiệt độ; tốc độ tăng trưởng tối đa được quan sát thấy ở 24°C (một cốc 86 mm đã phát triển quá mức hoàn toàn trong 2 ngày). Ở 15 và 34°C, tốc độ tăng trưởng thấp hơn đáng kể (chén phát triển quá mức tương ứng trong 4 và 3 ngày).
Ở nhiệt độ 15, 24 và 34°C, tốc độ sinh trưởng của các chủng nghiên cứu không khác nhau. Ở nhiệt độ 5°C, chủng P1 phát triển nhanh hơn đáng kể so với các chủng khác (20 mm vào ngày thứ 4), chủng P4 – chậm hơn một chút (10 mm vào ngày thứ 4), chủng P2 và P3 thực tế không phát triển.
Cũng cần lưu ý rằng ở nhiệt độ 24°C, sự tăng trưởng bắt đầu ngay sau khi trồng trên đĩa; ở nhiệt độ 15 và 34°C, sự bắt đầu tăng trưởng tích cực chậm lại 1 ngày và ở 5°C. – trong 2 ngày.
Metalaxyl (và đồng phân mefenoxam của nó) được công nhận là loại thuốc hiệu quả nhất để kiểm soát nấm oomycetes trong đất. Metalaxyl có thể xâm nhập vào củ và cung cấp sự bảo vệ lâu dài (ngay cả ở nồng độ rất thấp) (Taylor và cộng sự, 2008, Bruin và cộng sự, 1982). Tuy nhiên, hiệu quả của metallicaxyl giảm mạnh sau khi xuất hiện các chủng kháng thuốc trong quần thể. Các chủng kháng thuốc cao đã được tìm thấy ở một số vùng của Hoa Kỳ (Taylor và cộng sự, 2002). Không có dữ liệu về khả năng kháng thuốc của các chủng P. tối thượng ở Belarus đối với metalaxyl, và do đó người ta quyết định thử nghiệm khả năng kháng thuốc của chúng trong nghiên cứu này.
Một nghiên cứu về tính nhạy cảm với thuốc diệt nấm metalaxyl đã được thực hiện trên môi trường thạch yến mạch có bổ sung thuốc diệt nấm ở các nồng độ khác nhau (Pobedinskaya, Elansky, 2014).
Các chủng được nghiên cứu có một số khác biệt về khả năng kháng metallicaxyl (Bảng 1). Như vậy, ở nồng độ thuốc diệt nấm là 1 mg/l, sự phát triển của chủng P4 hoàn toàn dừng lại và sự phát triển của các chủng còn lại bị chậm lại rất nhiều. Các chủng P1 và P2 phát triển rất chậm trên môi trường có nồng độ metallicaxyl là 10 mg/l. Nồng độ EC50 hiệu quả được tính toán (nồng độ thuốc diệt nấm làm chậm tốc độ tăng trưởng của chủng 2 lần so với đối chứng) đối với tất cả các chủng là dưới 1 mg/l. Vì vậy, tất cả các chủng được thử nghiệm đều nhạy cảm với metallicaxyl; nó đã được chứng minh là có hiệu quả cao trong việc ức chế sự phát triển của P. ultimum.
Theo Bruin và cộng sự. (1982) sau khi xử lý cây trong mùa sinh trưởng bằng metallicaxyl với liều 0,5 kg/ha, sự tích lũy thuốc diệt nấm trong củ là 0,055 μg/g ở lớp vỏ, 0,022 μg/g ở lớp vỏ và 0,034 μg/g ở lớp vỏ. phần trung tâm của củ. Theo dữ liệu của chúng tôi, nồng độ metallicaxyl này không đủ để chống lại căn bệnh này nhưng có thể làm chậm sự phát triển của nó.
Khi được trồng trên môi trường yến mạch, tất cả các chủng đều hình thành bào tử trứng trong phương pháp độc canh (Hình 4), điển hình cho P. ultimum. Việc ghép các chủng theo từng cặp không bộc lộ các triệu chứng rõ ràng về sự không tương thích sinh dưỡng - các đĩa được phủ đều sợi nấm.
Dữ liệu thu được chỉ ra rằng P. ultimum là một mầm bệnh thực vật có khả năng phát triển nhanh chóng ở nhiều nhiệt độ khác nhau, kể cả ở nhiệt độ bảo quản 5°C. Nó có độc tính đối với các mô củ khoai tây và hình thành bào tử trứng có khả năng tồn tại lâu dài. Vì vậy, loài này là một mầm bệnh thực vật nguy hiểm có thể gây ra mối đe dọa cho nông nghiệp và cần được nghiên cứu bổ sung.
Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ của Quỹ khoa học Nga (dự án N 14-50-00029).
Bảng 1. Độ nhạy cảm của các chủng P. ultimum với metallicaxyl
Sự căng thẳng, quá tải | Nồng độ kim loại, mg/l | ||
0 (điều khiển) | 1 | 10 | |
P1 | 63 | 6 | 0 |
P2 | 65 | 5 | 0 |
P3 | 59 | 0 | 0 |
P4 | 61 | 0 | 0 |
P1 | 105 | 10 | 3 |
P2 | 110 | 10 | 3 |
P3 | 95 | 0 | 0 |
P4 | 98 | 0 | 0 |
Ghi chú Dữ liệu trung bình cho 3 lần đo được đưa ra.
Bài đã đăng trên tạp chí “Bảo vệ khoai tây” (số 1 năm 2017)