谢尔盖·伊兰斯基(Sergey Elansky)
马铃薯和西红柿最危险的疾病之一是卵菌引起的晚疫病。 晚疫病 (蒙特。)德巴里。 这种植物病原体是高度有害的,因为在适当的天气条件下,它能够大量生长并造成大量农作物损失,并且变异性强,这使其能够迅速克服品种的抗药性和杀真菌剂的毒性作用。 迄今为止,还没有创造出完全对这些病原体具有抗性的马铃薯和番茄品种。
防止晚疫病的唯一选择是使用植物保护化学物质。 晚疫病的附生病是由初级接种物引发的。 在欧洲,主要接种物被认为是带病的种子块茎进入土壤的一种感染,在土壤孢子中越冬(厚壁生殖结构 P. 侵染),以及去年田间越冬块茎上生长的植物(“志愿”植物)风中带走的动植物孢子,或在存放时将其丢弃的块茎堆放。 其中,生长在废弃块茎堆上的植物被认为是最危险的感染源。 在那儿,发芽的块茎的数量通常很可观,并且可以长距离携带孢子囊。 其余来源(卵子,“志愿”植物)并不那么危险,因为通常不习惯每隔3-4年在同一田地上种植一次植物。 由于良好的种子控制系统,患病种子块茎的感染也极少。
通常,欧洲人口的原种接种量是有限的,因此该流行病的增长相当缓慢,可以使用化学杀真菌制剂成功控制。
在俄罗斯,情况截然不同。 大部分马铃薯和番茄作物都在小型私人花园中种植。 要么根本不采取保护措施,要么进行的杀菌处理数量不足,并且要在顶部出现晚疫病之后才开始。 结果,私人菜园成为主要的感染源,风中的游动孢子虫被带到商业种植园。 我们在莫斯科,布良斯克,科斯特罗马和梁赞地区的直接观察证实了这一点:在开始对商业种植进行杀真菌剂处理之前,已经观察到私人花园中的植物受到破坏。 随后,大面积流行病被杀真菌剂的使用所限制,而在私家花园中,晚疫病迅速发展。
如果对商业种植进行不当或“低预算”处理,田间就会出现晚疫病灶; 在未来,他们将积极发展,占领更大的领域。
私家花园中的感染对商业领域的流行有重大影响。 在俄罗斯所有马铃薯种植区中,私人花园里土豆所占的面积是大型生产组织的农田总面积的几倍。 在这种环境下,私人菜园可以被视为商业领域的全球接种物资源。
让我们尝试识别那些私家花园中无疫杆菌种群特征的特性。 对商品马铃薯,从可疑外国生产商那里获得的番茄种子进行非种子和检疫控制,在同一地区长期种植马铃薯和西红柿,使用不当的杀真菌剂处理措施或完全不使用它们,会导致私营部门的严重附生,而这些结果是免费的私家花园中的杂交,杂交和卵子形成。 结果,观察到非常高的基因型多样性,几乎每个菌株的基因型都是独特的(Elansky等,2001),并且基因型在人群中的分布满足哈迪-温伯格比(Amatkhanova等,2004),这证明了自由杂交的优势。在人口中。 孢子在受影响的植物器官中活跃形成(Smirnov,Elansky,1999)。 种植各种遗传来源的种薯使专门针对任何品种的克隆系都不太可能出现。 在这种情况下选择的菌株以其相对于受影响品种的通用性来区分;大多数菌株具有接近最大数量的毒力基因(Amatkhanova等,2004; Shein等,2009)。 这与农业企业大领域典型的“克隆株系”系统有很大不同,“克隆株系”系统已正确安装了防止晚疫病的系统。 “克隆系”(当田间所有晚疫病病原菌株均以一种或几种基因型表示时)在仅由大型农场进行马铃薯种植的国家中普遍存在:美国,荷兰,丹麦等(Goodwin等,1994; Dyakov,Elansky, 2007,Cooke等,2006)。 在20世纪末,“无性系”在俄罗斯的亚洲和远东地区很普遍(Elansky等,2001),这显然是由于使用了专门用于种植的相同品种的马铃薯。 最近,这些地区的情况也开始朝着人口基因型多样性增加的方向变化(S.N. Elansky,未发表的数据)。
没有使用杀真菌剂进行强化处理的另一个直接结果是,花园中没有抗药性菌株的积累。 实际上,我们的结果表明,与商业种植相比,在私家花园中检测不到甲霜灵抗性的菌株(Elansky等,2007)。
在花园中附近种植土豆和西红柿有利于这些作物之间的菌株迁移,因此,在过去的十年中,在从土豆中分离出的菌株中,那些携带了对樱桃番茄T1品种具有抗性的基因的份额增加了,该品种以前仅是“西红柿”菌株的特征。 在大多数情况下,带有T1基因的菌株对土豆和西红柿都具有很高的攻击性。
近年来,在许多情况下,晚疫病开始早于马铃薯。 番茄幼苗可能会受到土壤中的卵孢子或存在于番茄种子中或粘附在它们上的卵孢子的侵害(Rubin等,2001)。 自20世纪末以来,大量廉价的包装种子(主要是进口的)已经出现在商店中,大多数小生产者都转向使用这种种子。 种子可以带来具有其生长区域典型基因型的菌株。 将来,这些基因型被包括在私家花园的性过程中,这导致了全新基因型的出现。
因此,私家花园是全球性的“熔炉”,通过遗传材料的交换,加工了已有的基因型,并出现了全新的基因型。 同时,它们的选择条件与大型农场中为马铃薯创造的条件非常不同:没有杀真菌压榨,种植品种的均一性,受各种形式的病毒和细菌感染影响的植物占主导地位,靠近西红柿和野生茄属植物,活跃的杂交和卵孢子形成,可能性卵子在第二年引起疾病的复发。 所有这些导致家庭人口的非常高的基因型多样性。 在菜园的附生植物条件下,晚疫病迅速蔓延,大量孢子被释放,飞到附近的商业种植园。 然而,由于缺乏对10种杀菌剂具有抗性且专门针对栽培品种的克隆系,因此,以正确的农业技术和保护体系进入商业领域后,流入的孢子实际上无法在该领域引发严重的流行病。
原发接种物的另一个来源可能是被困在商品苗中的有病块茎。 这些块茎通常生长在农业技术优良,化学保护强度高的田地上。 影响块茎的分离株的基因型适应于其自身品种的发展。 与源自私家花园的接种物相比,这些菌株对商业种植的危害更大。 我们的研究结果也支持这一假设。 从大田中隔离出来的,经过适当化学保护和良好农业技术的种群在高基因型多样性方面没有差异。 这些通常是几种克隆系,其特征是具有高度的侵略性和抗真菌菌株的优势。
来自商业种子材料的菌株可以进入菜园中的种群,并参与其中正在进行的过程。 但是,在菜园里,它们的竞争力将大大低于商业领域,不久它们将不再以克隆系的形式存在,但是它们的基因可以在“花园”人群中使用。
在俄罗斯收割期间,在“志愿”植物和大量块茎上发展的感染与俄罗斯无关,因为在俄罗斯主要的马铃薯种植区,观察到冬季土壤深冻,很少有块茎在土壤中越冬。
而且,正如我们的实验所示,晚疫病病原体通常不会在负温度下存活,即使在保留了其生存能力的块茎上也是如此。 在干旱地区,种植早马铃薯,由于干燥和炎热的生长季节,晚疫病很少见。
因此,我们目前正在观察无疫杆菌种群分为“田间”种群和“花园”种群。 然而,近年来,已观察到导致这些人群的基因型融合和互穿的过程。
其中,可以注意到小型生产者的素养普遍提高,价格实惠的小包装种薯的出现,杀真菌剂在小包装中的传播,以及人们对“化学”的恐惧的减少。
当由于一个供应商的积极活动,整个村庄都种植了相同品种的块茎,并提供了小包装的相同农药的情况出现。 可以假设在附近的商业种植园中会发现相同品种的马铃薯。
另一方面,一些农药贸易公司正在推广“预算”化学处理方案。 在这种情况下,减少了治疗的次数,并提供了最便宜的杀真菌剂,其重点不是防止晚疫病的发展直至wing割顶端,而是为了增加产量而在附生上一定延迟。 当使用低等级种子材料种植商品马铃薯时,从原理上讲,没有问题要获得高产量时,这种方案在经济上是合理的。 但是,在这种情况下,与花园种群相反,马铃薯遗传背景的水平将允许选择植物病原体的特定生理小种,这对于该品种非常危险。
在我们看来,马铃薯生产的“花园”和“田间”方法趋于融合的趋势似乎很危险。 为了防止其在家庭和商业领域的负面影响,有必要控制种薯的种类和以小包装形式提供给私人所有人的杀真菌剂的范围,以及追踪马铃薯保护计划和在商业领域使用杀真菌剂。
由于俄罗斯种子生产的发展较弱,因此大量马铃薯种子从国外进口。 与之一起,将引入新的,可能是高致病性和抗杀菌剂性的病原体菌株,包括。 晚疫病。
在俄罗斯,他们的基因库将参与新基因型选择的自然过程,以适应我们的条件和俄罗斯栽培品种的失败。
在私营部门的地区,不仅晚疫病而且交链孢菌也有密集的发展。 大多数私人家庭用地的所有者没有采取特殊措施来预防交链孢菌,将交链孢菌的发展误认为是山顶的自然枯萎或晚疫病的发展。 因此,随着对易感品种的链格孢菌的大规模开发,家庭土地可作为商业种植的接种源。
这项工作是在俄罗斯科学基金会(项目N 14-50-00029)的部分支持下进行的。
该文章发表在《马铃薯保护》杂志上(1年第2015期)