謝爾蓋·伊蘭斯基(Sergey Elansky)
馬鈴薯和西紅柿最危險的疾病之一是卵菌引起的晚疫病 致病疫黴(Phytophthora infestans) (蒙特。)德巴里。 這種植物病原體是高度有害的,因為在適當的天氣條件下,它能夠大量生長並造成大量農作物損失,並且變異性強,這使其能夠迅速克服品種的抗藥性和殺真菌劑的毒性作用。 迄今為止,還沒有創造出完全對這些病原體具有抗性的馬鈴薯和番茄品種。
防止晚疫病的唯一選擇是使用植物保護化學物質。 晚疫病的附生病是由初級接種物引發的。 在歐洲,主要接種物被認為是帶病的種子塊莖進入土壤的一種感染,在土壤卵孢子(厚壁的生殖結構)中越冬。 P. 侵染),以及去年田間越冬塊莖上生長的植物(“志願”植物)風中帶走的動植物孢子,或在存放時將其丟棄的塊莖堆放。 其中,生長在廢棄塊莖堆上的植物被認為是最危險的感染源。 在那兒,發芽的塊莖的數量通常很可觀,並且可以長距離攜帶孢子囊。 其餘來源(卵子,“志願”植物)並不那麼危險,因為通常不習慣每隔3-4年在同一田地上種植一次植物。 由於良好的種子控制系統,患病種子塊莖的感染也極少。
通常,歐洲人口的原種接種量是有限的,因此該流行病的增長相當緩慢,可以使用化學殺真菌製劑成功控制。
在俄羅斯,情況截然不同。 大部分馬鈴薯和番茄作物都在小型私人花園中種植。 要么根本不採取保護措施,要么進行的殺菌處理數量不足,並且要在頂部出現晚疫病之後才開始。 結果,私人菜園成為主要的感染源,風中的游動孢子蟲被帶到商業種植園。 我們在莫斯科,布良斯克,科斯特羅馬和梁贊地區的直接觀察證實了這一點:在開始對商業種植進行殺真菌劑處理之前,已經觀察到私人花園中的植物受到破壞。 隨後,大面積流行病被殺真菌劑的使用所限制,而在私家花園中,晚疫病迅速發展。
如果對商業種植進行不當或“低預算”處理,田間就會出現晚疫病灶; 在未來,他們將積極發展,佔領更大的領域。
私家花園中的感染對商業領域的流行病具有重大影響。 在俄羅斯所有馬鈴薯種植區中,私人花園里土豆所佔的面積是大型生產組織的農田總面積的幾倍。 在這種環境下,私人菜園可以被視為商業領域的全球接種物資源。
讓我們嘗試識別那些私家花園中無疫桿菌種群特徵的特性。 對商品馬鈴薯,從可疑外國生產商那裡獲得的番茄種子進行非種子和檢疫控制,在同一地區長期種植馬鈴薯和西紅柿,使用不當的殺真菌劑處理措施或完全不使用它們,會導致私營部門的嚴重附生,而這些結果是免費的私家花園中的雜交,雜交和卵子形成。 結果,觀察到非常高的基因型多樣性,幾乎每個菌株的基因型都是獨特的(Elansky等,2001),並且基因型在人群中的分佈滿足哈迪-溫伯格比(Amatkhanova等,2004),這證明了自由雜交的優勢。在人口中。 孢子在受影響的植物器官中活躍形成(Smirnov,Elansky,1999)。 種植各種遺傳來源的種薯使專門針對任何品種的克隆係都不太可能出現。 在這種情況下選擇的菌株以其相對於受影響品種的通用性來區分;大多數菌株具有接近最大數量的毒力基因(Amatkhanova等,2004; Shein等,2009)。 這與大型克隆農業企業典型的“克隆株系”系統大不相同,後者俱有正確安裝的抗晚疫病保護系統。 “克隆系”(當田間所有晚疫病病原菌株均以一種或幾種基因型表示時)在僅由大型農場進行馬鈴薯種植的國家中普遍存在:美國,荷蘭,丹麥等(Goodwin等,1994; Dyakov,Elansky, 2007,Cooke等,2006)。 在20世紀末,“無性系”在俄羅斯的亞洲和遠東地區很普遍(Elansky等,2001),這顯然是由於使用了專門用於種植的相同品種的馬鈴薯。 最近,這些地區的情況也開始朝著人口基因型多樣性的增加而變化(S.N. Elansky,未發表的數據)。
沒有使用殺真菌劑進行強化處理的另一個直接結果是,花園中沒有抗藥性菌株的積累。 實際上,我們的結果表明,與商業種植相比,在私家花園中檢測不到甲霜靈抗性的菌株(Elansky等,2007)。
在花園中附近種植土豆和西紅柿有利於這些作物之間的菌株遷移,因此,在過去的十年中,在從土豆中分離出的菌株中,那些攜帶了對櫻桃番茄T1品種具有抗性的基因的份額增加了,該品種以前僅是“西紅柿”菌株的特徵。 在大多數情況下,帶有T1基因的菌株對土豆和西紅柿都具有很高的攻擊性。
近年來,在許多情況下,晚疫病開始早於馬鈴薯。 番茄幼苗可能會受到土壤中的卵孢子或存在於番茄種子中或粘附在它們上的卵孢子的侵害(Rubin等,2001)。 自20世紀末以來,大量廉價的包裝種子(主要是進口的)已經出現在商店中,大多數小生產者都轉向使用這種種子。 種子可以帶來具有其生長區域典型基因型的菌株。 將來,這些基因型被包括在私家花園的性過程中,這導致了全新基因型的出現。
因此,私家花園是全球性的“熔爐”,通過遺傳材料的交換,加工了已有的基因型,並出現了全新的基因型。 同時,它們的選擇條件與大型農場為馬鈴薯創造的條件大不相同:沒有殺菌劑,種植品種不均,受各種形式的病毒和細菌感染影響的植物占主導地位,靠近西紅柿和野生茄屬植物,活躍的雜交和卵孢子形成,可能性卵子在第二年引起疾病的複發。 所有這些導致了後院種群的非常高的基因型多樣性。 在菜園的附生植物條件下,晚疫病傳播很快,大量孢子被釋放出來,飛到附近的商業種植園。 然而,由於具有正確的農業技術和保護體系進入商業領域,流入的孢子實際上無法在該領域引發嚴重的流行病,這是由於缺乏對10種殺菌劑具有抗性且專門針對栽培品種的克隆系。
原發接種物的另一個來源可能是被困在商品苗中的有病塊莖。 這些塊莖通常生長在農業技術優良,化學保護強度高的田地上。 感染塊莖的分離株的基因型適合於其自身品種的發展。 與源自私家花園的接種物相比,這些菌株對商業種植的危害更大。 我們的研究結果也支持這一假設。 從大田中隔離出來的,經過適當化學保護和良好農業技術的種群在高基因型多樣性方面沒有差異。 這些通常是幾種克隆系,其特徵是具有高度的侵略性和抗真菌菌株的優勢。
來自商業種子材料的菌株可以進入菜園中的種群,並參與其中正在進行的過程。 但是,在菜園裡,它們的競爭力將大大低於商業領域,不久它們將不再以克隆系的形式存在,但是它們的基因可以在“花園”人群中使用。
在俄羅斯收割期間,在“志願”植物和大量塊莖上發展的感染與俄羅斯無關,因為在俄羅斯主要的馬鈴薯種植區,觀察到冬季土壤深凍,很少有塊莖在土壤中越冬。
此外,正如我們的實驗所示,晚疫病病原體通常無法在負溫度下存活,即使在保留其生存能力的塊莖上也是如此。 在乾旱地區,種植早馬鈴薯,由於乾燥和炎熱的生長季節,晚疫病很少見。
因此,我們目前正在觀察無疫假單胞菌種群分為“田間”種群和“花園”種群。 然而,近年來,已觀察到導致這些人群的基因型融合和互穿的過程。
其中,可以注意到小型生產者的素養普遍提高,價格實惠的小包裝種薯的出現,殺真菌劑在小包裝中的傳播,以及人們對“化學”的恐懼的減少。
當由於一個供應商的積極活動,整個村莊都種植了相同品種的塊莖並裝有小包裝的相同農藥的情況出現。 可以假設在附近的商業種植園中會發現相同品種的馬鈴薯。
另一方面,一些農藥貿易公司正在推廣“預算”化學處理方案。 在這種情況下,減少了治療的次數並提供了最便宜的殺真菌劑,重點不是防止在割草前就阻止晚疫病的發生,而是為了增加產量而在附生上一定的延遲。 當使用低等級種子材料種植商品馬鈴薯時,從原理上講,沒有問題要獲得高產量時,這種方案在經濟上是合理的。 但是,在這種情況下,與花園種群相反,馬鈴薯遺傳背景的水平將允許選擇植物病原體的特定生理小種,這對於該品種非常危險。
在我們看來,馬鈴薯生產的“花園”和“田間”方法趨於融合的趨勢似乎很危險。 為了防止其在家庭和商業領域的負面影響,有必要控制種薯的種類和以小包裝形式提供給私人所有人的殺真菌劑的範圍,以及追踪馬鈴薯保護計劃和在商業領域使用殺真菌劑。
由於俄羅斯種子生產的發展較弱,因此大量馬鈴薯種子從國外進口。 與之一起,將引入新的,可能是高致病性和抗殺菌劑性的病原體菌株,包括。 晚疫病。
在俄羅斯,他們的基因庫將參與新基因型育種的自然過程,以適應我們的條件和俄羅斯栽培品種的失敗。
在私營部門的地區,不僅晚疫病而且交鏈孢菌也有密集的發展。 大多數私人農場的所有者沒有採取特殊措施來預防交鏈孢黴,將交鏈孢霉的發育誤認為是葉子的自然枯萎或晚疫病的發展。 因此,隨著對易感品種的鍊格孢菌的大規模開發,家庭土地可作為商業種植的接種源。
這項工作是在俄羅斯科學基金會(項目N 14-50-00029)的部分支持下進行的。
該文章發表在《馬鈴薯保護》雜誌上(1年第2015期)