E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
El tizón tardío de las patatas y los tomates, causado por un organismo parecido a un hongo, el oomiceto Phytophthora infestans (Mont) de Bary, es común en casi todas las zonas del mundo donde se cultivan estos cultivos. En condiciones epifitóticas, la pérdida de rendimiento de papa por tizón tardío puede llegar a un 10-30% o más, y de tomate, hasta un 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Una de las principales fuentes de inóculo primario Ph. infestans, que provocan infecciones en las plantas, son estructuras reproductivas en reposo de paredes gruesas: oosporas. Las oosporas híbridas formadas como resultado del cruce de cepas parentales genéticamente diferentes contribuyen a un aumento de la diversidad genotípica en la población, como resultado de lo cual se acelera el proceso de adaptación de las cepas a nuevas variedades y fungicidas aplicados. Formación de oosporas Ph. infestans en el campo se observó en muchos países del mundo: Rusia (Smirnov et al., 2003), Noruega (Hermansen et al., 2002), Suecia (Strömberg et al., 2001), Holanda (Kessel et al., 2002) y otras regiones. Existe evidencia de que las oosporas del agente causante del tizón tardío pueden sobrevivir durante más de 2 años en el suelo en un estado viable (Hermansen et al., 2002; Bødker et al., 2006) y causar infección en las plantas después de la invernada (Lehtinen et al., 2002; Ulanova et al. al., 2010).
Hoy en día el principal método para combatir el tizón tardío es la protección química, que consiste en tratar las plantaciones con preparados fungicidas. La formación de oosporas está fuertemente inhibida por muchos productos químicos utilizados para proteger las patatas y los tomates del tizón tardío (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Sin embargo, otros medicamentos se usan ampliamente en las papas que no afectan directamente al Ph. infestans, y se desconoce su efecto sobre la formación de oosporas. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto sobre la formación de oosporas de algunos fármacos muy utilizados en patatas, pero no registrados contra el tizón tardío.
Usamos 9 Ph. infestans de diferentes tipos de apareamiento, aislados por nosotros de hojas de papa infectadas en las regiones de Moscú, Leningrado y Riazán. Para estudiar el efecto sobre el crecimiento del micelio y la formación de oosporas, se utilizaron los siguientes medicamentos: fungicidas Maxim (ingrediente activo fludioxonil de la clase de fenilpirrol) y Skor (difenoconazol, triazoles), insecticidas Aktara (tiametoxam, neonicotinoides) y Tanrek (imidacloribridinoides), , triazinas). Todos los plaguicidas están registrados en el "Catálogo Estatal de Plaguicidas y Agroquímicos" de 2014. Para estudiar el efecto de la concentración de plaguicidas en el crecimiento de colonias de oomicetos, se inoculó cada cepa con un bloque de agar en el centro de una placa de Petri con un medio denso de avena. El pesticida de prueba se añadió preliminarmente al medio a concentraciones de 0.1, 1.0, 10.0 y 100.0 mg / L (en términos del ingrediente activo - DV). Como control, usamos un medio sin pesticida agregado. Las inoculaciones se incubaron a 18 ° C durante 12-15 días hasta que el diámetro de la colonia del control sin pesticida fue del 70-80% del diámetro de la placa de Petri, después de lo cual se midió el diámetro de las colonias en las variantes control y experimental.
Los experimentos se llevaron a cabo en 3 repeticiones. El estudio de la formación de oosporas se realizó en medio agar avena (30 ml en placa Petri) con la adición de fungicida a concentraciones de 0.1, 1.0, 10.0 y 100.0 mg / L y en un medio sin fungicida (control). Para ello, se colocaron bloques de agar con aislamientos de apareamiento tipo A1 y A2 en pares en la superficie del medio nutriente a una distancia de 5 cm entre sí. Las inoculaciones se incubaron al pH óptimo para el crecimiento. Infesta a una temperatura de 18 ° C durante 20 días. Después del cultivo, el medio nutritivo con esporas se resuspendió con un mezclador en 30 ml de agua destilada y se prepararon preparaciones para microscopía a partir de la suspensión resultante. En cada variante, se visualizaron 180 campos de visión (3 réplicas, 60 campos de visión). Luego se recalculó la concentración de oosporas (pcs / μL de medio).
Efecto de los pesticidas sobre el crecimiento de colonias radiales. Difenoconazol, tiametoxam e imidacloprid no tuvieron un efecto estadísticamente significativo sobre el crecimiento radial de Ph. infestans (Tabla 1). El herbicida metribuzin provocó un ligero retraso en el crecimiento en el período inicial (5-7 días de crecimiento); sin embargo, al décimo día, los diámetros de las colonias se volvieron similares en tamaño. Fludioxonil inhibió estadísticamente significativamente el desarrollo de Ph. infestans en una concentración en el medio de más de 10 mg / l.
Tabla 1
Efecto de los plaguicidas sobre el crecimiento radial de colonias Phytophthora infestans
Fungicida-DV (fármaco) | Diámetro de colonia a diferentes concentraciones (mg / L) DW en el medio, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (fármaco Aktara) | 82 6 ± | 81 7 ± (99%) | 82 6 ± (100%) | 81 6 ± (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 6 ± | - | 76 ± 9 (96%) | 77 ± 8 (97%) | 76 5 ± (96%) |
Fludioxonil (Máximo) | 82 ± 6 | - | 74 ± 12 (90%) | 56 ± 10 (68%) | 46 3 ± (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 ± 12 | - | 85±12 (97%) | 86 ± 9 (98%) | 80 ± 5 (91%) |
Difenoconazol (Scor) | 82 ± 7 | - | 76 ± 9 (93%) | 84 4 ± (102%) | 81 ± 6 (99%) |
Nota. El signo “±” va seguido del intervalo de confianza para un nivel de significancia de 0.05. Los valores entre paréntesis expresan la relación entre el diámetro de las colonias en la variante experimental y el del control sin pesticidas. Un signo “-” significa que no se ha realizado ninguna investigación.
Tabla 2
Efecto de los plaguicidas sobre la formación de oosporas Phytophthora infestans en medio de agar
Fungicida-DV (fármaco) | El número de oosporas en el medio a diferentes concentraciones (mg / l) DV, pcs / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Tiametoxam (fármaco Aktara) | 79.6 3.6 ± | 79.8 3.8 ± (100%) | 79.1 ± 3.9 (100%) | 71.4 3.7 ± (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 3.6 ± | - | 70.0 3.4 ± (88%) | 66.0 3.1 ± (83%) | 35.8 2.8 ± (45%) |
Fludioxonil (Máximo) | 112.7 6.9 ± | - | 98.4 8.6 ± (87%) | 73.6 5.4 ± (65%) | 42.3 3.7 ± (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 9.5 ± | - | 103.0 9.8 ± (70%) | 118.2 ± 9.3 (88%) | 74.8 8.1 ± (55%) |
Difenoconazol (Scor) | 79.6 3.6 ± | 72.5 3.6 ± (91%) | 82.2 3.7 ± (103%) | 54.9 2.8 ± (69%) | 35.8 2.3 ± (45%) |
Estudio del efecto de plaguicidas en la formación de oosporas Ph. infestans en un medio nutritivo. Se encontró que todos los fármacos investigados provocaron una disminución estadísticamente significativa en el número de oosporas a ciertas concentraciones (Tabla 2). A una concentración de la sustancia activa de 1.0 mg / l, todos los pesticidas, con la excepción de las preparaciones Aktara y Skor, provocaron una disminución notable en la cantidad de oosporas formadas (en un 12-24% en comparación con el control). Un aumento adicional de la concentración de sustancias activas en el medio condujo a un aumento del efecto inhibidor. Las preparaciones a base de tiametoxam y difenoconazol provocaron una disminución estadísticamente significativa del número de oosporas cuando la concentración del principio activo en el medio fue superior a 10 mg / l.
Discusión y conclusión. El estudio del efecto de plaguicidas no registrados contra el tizón tardío de la papa sobre el crecimiento radial del micelio mostró, como se esperaba, una inhibición del crecimiento débil (fludioxonil) o ningún efecto sobre el crecimiento (otros plaguicidas estudiados).
Tabla 3. Concentraciones de sustancias activas en el fluido de trabajo.
Preparación (fungicida-DV) | Utilizado en el trabajo de concentración de DV en el medio nutritivo, mg / l | Concentración de DW en el líquido de trabajo durante el procesamiento de la papa, mg / l |
---|---|---|
Aktara (tiametoxam) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidacloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (fludioxonil) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (difenoconazol) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Los valores se presentan según el "Catálogo estatal de plaguicidas y agroquímicos" para 2014.
Todos los pesticidas estudiados provocaron una disminución en la formación de oosporas en el medio nutritivo. Las concentraciones ensayadas de plaguicidas en el medio fueron menores o aproximadamente correspondieron (para imidacloprid) a las concentraciones permitidas en el fluido de trabajo (Cuadro 3). En nuestros experimentos, la supresión de la formación de oosporas aumentó a medida que aumentaba la dosis del fármaco, lo que sugiere un aumento en el efecto al contacto con un fluido de trabajo más concentrado. El difenoconazol provocó una disminución significativa en la concentración de oosporas no solo en experimentos en un medio nutritivo, sino también en pruebas con hojas de papa cortadas colocadas en un líquido que contenía un fungicida. Así, en la variedad Bielorrusa Vektar se observaron 32 oosporas por 1 mm2 de área foliar en el testigo, a una concentración de difenoconazol en agua de 10 mg / l - 24, y a 100 mg / l - 12 oosporas / mm2. La diferencia en las concentraciones de oosporas a 100 mg / l del fungicida y en el control es estadísticamente significativa (Elansky, Mytsa, no publicado).
Los pesticidas pueden afectar una amplia gama de procesos en las células fúngicas. En la literatura no pudimos encontrar información que explique en cierta medida el posible efecto de los fármacos estudiados sobre la formación de oosporas. Intentemos hacer algunas suposiciones sobre la acción del difenoconazol. El mecanismo de su acción fungicida es la inhibición de la enzima C14-dimetilasa, que juega un papel clave en la biosíntesis de esteroles. Los esteroles son sintetizados por hongos, plantas y otros organismos y forman parte de sus membranas celulares. Los oomicetos del género Phytophthora, en ausencia de esteroles, son capaces solo de crecimiento vegetativo; la formación de oosporas está completamente suprimida (Elliott et al., 1966).
Los oomicetos no pueden sintetizar esteroles por sí mismos; incorporan en sus membranas los esteroles obtenidos de la planta hospedante, modificándolos. En nuestro experimento utilizamos medio de agar avena rico en â-sitosterol e isofucosterol (Knights, 1965), es decir, sustancias que estimulan la formación de oosporas. Es posible que el difenoconazol inhiba el trabajo de las enzimas involucradas en la modificación o utilización de compuestos de esteroles obtenidos de plantas. Esto, a su vez, puede reducir la intensidad de la formación de oosporas.
En pequeñas concentraciones, como se muestra en nuestro trabajo, el difenoconazol tuvo un efecto estimulante débil sobre el crecimiento del micelio y la formación de oosporas.
La supresión de la formación de oosporas en el medio nutriente se ha demostrado previamente para fungicidas anti-phytophthora. Así, en el trabajo de Kessel et al. (2002) investigaron más de 10 fármacos comerciales antifitofluoroides. El fluazinam, dimetomorfo y cimoxanil en concentraciones no letales suprimieron por completo la formación de oosporas en un medio de agar; metalaxil, maneb y propamocarb mostraron una eficacia moderada; mancozeb y clorotalonil no tuvieron prácticamente ningún efecto sobre la formación de oosporas. En el trabajo de S.A. Kuznetsov (Kuznetsov, 2013), se demostró la inhibición de la formación de oosporas en un medio nutritivo por concentraciones no letales de metalaxil.
Nuestros experimentos demostraron que las preparaciones pesticidas utilizadas en las patatas, que ni siquiera tenían un efecto inhibidor directo sobre el crecimiento del patógeno del tizón tardío, suprimieron la formación de oosporas. Por lo tanto, una protección química de las papas realizada correctamente mediante fungicidas, insecticidas y herbicidas reduce la probabilidad de formación de oosporas en las hojas de las plantas.
Este trabajo fue apoyado por la Russian Science Foundation (proyecto No. 14-50-00029).
El artículo fue publicado en la revista "Mycology and Phytopathology" (Volumen 50, Número 1, 2016).