Вредоносность и патогенные свойства возбудителя фитофтороза картофеля (Phytophthora infestans (Mont.) dBy) в различных регионах Российской Федерации

• Автор: Спиглазова, Светлана Юрьевна
• Шифр специальности: 06.01.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Большие Вяземы
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы
Глава 2. Основные материалы и методы
Результаты и обсуждение
Глава 3. Оценка риска возникновения эпифитотий фитофтороза картофеля и его вредоносного влияния на урожай в РФ
3.1. Обзор фитосанитарной обстановки в РФ
3.2. Фитосанитарное районирование и картирование территории РФ
Глава 4. Изучение структуры популяций возбудителя фитофтороза картофеля в различных регионах РФ
4.1. Структура популяций возбудителя фитофтороза картофеля в различных регионах РФ
4.2. Анализ изменения расового состава и встречаемости Al и А2 типов совместимости P.infestons в трех областях РФ
Глава 5. Сравнительное изучение агрессивности изолятов P. infestons из различных географических регионов на листьях и тканях клубней картофеля
5.1. Усовершенствование метода лабораторной оценки устойчивости сортов картофеля к фитофторозу и агрессивности популяций P. infestons
5.2. Сравнение лабораторного и полевого методов оценки частичной устойчивости картофеля к фитофторозу
5.3. Сравнительное изучение агрессивности изолятов P. infestons из различных географических регионов на листьях картофеля
5.3.1. Оценка связи агрессивности патогена и устойчивости к болезни сортов с параметрами отдельных этапов инфекционного цикла
5.3.2. Сравнительная оценка уровней частичной устойчивости различных сортов картофеля к фитофторозу и агрессивности изолятов его возбудителя, выделенных
в различных географических регионах
5.4. Сравнение уровня агрессивности изолятов одинаковых рас P.infestons, выделенных в различных регионах РФ
5.5. Определение сортовой восприимчивости тканей клубней картофеля к фитофторозу
5.6. Сравнение сортовой восприимчивости к P.infestons листьев и тканей клубней картофеля
Научно-практические рекомендации
Благодарности
Список опубликованных печатных работ по теме диссертации
Список литературы
Приложения

Посадки картофеля в России занимают более 3,2 миллиона гектаров. Доля России в мировом производстве картофеля составляет около 10% (по данным Минсельхозпрода РФ, 2003 г.). При этом ежегодные потери урожая от болезней и вредителей составляют от 10 до 60%, и фитофтороз в списке возможных причин занимает одно из первых мест -ежегодные потери от этой болезни могут достигать 50-60% урожая (Попкова, 1989; Филиппов и др., 2001).
К настоящему времени разработаны две основные стратегии борьбы с Р. т/ев1ат: выведение и культивирование устойчивых к болезни сортов картофеля и химический метод защиты, в рамках которых было предложено много способов, позволяющих снизить потери урожая.
Во многих областях России более 90 % посадок картофеля находится в частных владениях крестьян и у владельцев малых дачных и огородных участков. Они чаще всего не могут позволить себе закупать дорогостоящий посадочный материал высокого качества и свободный от болезней. Во многих случаях они не могут себе позволить и обработки посадок картофеля пестицидами: во-первых, по причине дороговизны последних, а во-вторых, из-за распространенного у нас массового неприятия пестицидов как препаратов, которые могут оказывать вредное влияние на здоровье человека и окружающую среду. Использование сортов картофеля, устойчивых к болезням, представляется в этом случае более доступным и эффективным. Хотя ни один известный сорт картофеля не обладает абсолютной устойчивостью к фитофторозу, некоторые из них имеют достаточно высокую степень устойчивости к болезни, позволяющую получать урожай без применения химических средств защиты.
Слабым местом обеих стратегий борьбы с болезнью были недостаток информации о биологических особенностях развития современной популяции Рлп/аналк, ее природном многообразии и механизмах, обеспечивающих высокую изменчивость этого патогена. К тому же точность используемых методов оценки вредоносности патогена при той или иной стратегии защиты картофеля значительно различалась, и не всегда соответствовала фактическим результатам. В 1980-90-е годы стали использовать новые методы исследований в области популяционной биологии Р.ш/юйшз. Для характеристики популяций были подобраны маркеры, характеризующие их состояние. Появилась возможность отслеживать микроэволюционные изменения Р. гл/ез/алк, находить их причины и механизмы.
Изменчивость Рлп/^аю проявлялась в появлении более агрессивных и вирулентных форм, усиливающих вредоносность болезни и способных преодолевать
устойчивость сортов и приобретать резистентность к фунгицидам. В связи с этим, объективная оценка вредоносности и, следовательно, экономического значения фитофтороза, а также исследования процессов, происходящих внутри популяций его возбудителя, позволяют оценивать динамику изменения их структуры, и на этой основе создавать систему эффективных защитных мероприятий.
Основной задачей приведенных ниже исследований было изучение вредоносности и некоторых патогенных свойств современной популяции P.infestans в различных регионах РФ.
Глава 1. Обзор литературы
История вопроса
Phytophthora infestans (Mont.) de Вагу - фитопатогенный оомицет, поражающий пасленовые растения, преимущественно картофель и томаты. Ранее его относили к царству Mycota, отделу Oomycota, классу Oomycetes, порядку Peronosporales, семейству Phytophtoraceae (Дудка, Бурдюкова, 1996). Согласно современной классификации, род Phytophthora относится к семейству Pythiaceae, порядку Pythiales, классу Inserta sedis, подклассу Oomycetes, типу Oomycota, царству Chromista (Answorth and Bisby’s, 2001) или царству Prooctista (Latijnhouwers et.al., 2003).
Фитофтороз - наиболее разрушительная болезнь картофеля. Патоген поражает листья и стебли, вызывая их преждевременное отмирание, и, в связи с этим, уменьшение урожая. Кроме того, он инфицирует клубни, которые впоследствии сгнивают во время хранения, в результате чего возрастают общие потери урожая (Приложение I).
P.infestans принадлежит к тем немногочисленным фитопатогенам, которые оказывали непосредственное влияние на социальные и политические изменения в истории человечества. Так, разрушительные эпифитотии, вызывавшие гибель урожая картофеля в Ирландии в 1845 и 1847 годах, были причиной страшного голода и, в результате этого, массовой эмиграции населения в Северную Америку. В 1917 году фитофтороз уничтожил большую часть урожая в Германии, что привело к голоду гражданского населения и резкому снижению продовольственного снабжения войск. Полагают, что указанные обстоятельства в значительной мере дестабилизировали Германскую империю и ускорили окончание Первой Мировой войны (Heddergott, 1957; Schumann, 1991).
В настоящее время стоимость ежегодных глобальных потерь урожая картофеля от фитофтороза плюс затраты на борьбу с ним составляет около 3 миллиардов долларов

Количество генов вир-ти в расе*
1991 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
фактор
вирулентности*
Рис.9. Фактор вирулентности и количество генов вирулентности в расе P.infestans, наиболее распространенной в Московской области в 1991-2001 гг. (* количество генов вирулентности в наиболее распространенной расе; ** среднее количество генов вирулентности на изолят)
Как видно на диаграмме, в период 1999-2002 гг., по сравнению с периодом 1991-1998 гг., наиболее распространенными стали расы с несколько меньшим количеством генов вирулентности. Величина фактора вирулентности не имеет какой-либо четко выраженной тенденции, его величина незначительно меняется, без взаимосвязи с количеством генов вирулентности в наиболее распространенных расах.
В Ленинградской области в 1991 и 1996 гг. преобладали расы с 10 генами вирулентности (1.2.3.4.5.7.8.9.10.11 и 1.2.3.4.6.7.8.9.10.11). В 2001 и 2003 гг. преобладающими стали расы, содержащие 9 генов вирулентности (таб. 12). Наиболее редко стали встречаться гены 5 и 9, в 1991 году присутствовавшие в популяциях в достаточно высоком количестве.
Таблица
Наиболее часто встречающиеся расы P.infestans в Ленинградской области
Год Наиболее распространенные расы Количество генов вирулентности Частота встречаемости, %
1991 1.2.3.4.5.7.8.9.10.11 10
1996 1.2.3.4.5.7.8.9.10.11 10 32,4
2001 1.2.3.4.6.7.8.10.11 9 37,0
2002 1.2.3.4.6.7.8.10.11 9 30,3
На Сахалине расовый состав популяции гриба также претерпел некоторые изменения (таблица 13). В 2003 г., по сравнению с 1991 г., число генов вирулентности в наиболее распространенной расе сократилось, и частота встречаемости рас с большим числом генов стала заметно ниже. При этом изменилось расовое разнообразие - если в 90-х годах популяция была представлена практически одной расой (1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11), то в 2003 году