Összefoglaló

A Phytophthora infestans egy rendkívül agresszív oomicéta, amely a burgonya- (krumpli-) vész, a mezőgazdaság egyik legpusztítóbb betegségének kórokozója. A kórokozó fertőzési ciklusa nagyon rövid, tömeges sporuláció jellemzi, és nedves, hűvös időjárás esetén 7–10 napon belül képes elpusztítani a termést. Magas evolúciós potenciállal, kettős szaporodási móddal és számos gombaölő szerrel szembeni rezisztenciával rendelkezik. A védekezés a helyes agrotechnikai gyakorlatok, gombaölő szerek, előrejelzési modellek és rezisztens fajták kombinációján alapul.

A burgonyavész, amelyet az Phytophthora infestans oomicéta okoz, a mezőgazdaság történetének egyik legjelentősebb betegsége. A kórokozó arról ismert, hogy napok alatt képes elpusztítani az egész termést, és óriási hatással van a társadalomra – a legdrámaibb példa az 1845–1852-es ír éhínség, amikor a sikertelen burgonyatermés következtében emberek milliói haltak meg vagy vándoroltak ki. A betegség 1843-ban jelent meg Észak-Amerikában, és csak két évvel később érte el Európát, ahol a körülmények – hűvös és nedves időjárás, monokultúrás burgonyatermesztés és a rezisztens fajták hiánya – lehetővé tették a kórokozó példátlan ütemű terjedését (Yuen, 2021; Nowicki et al., 2012).

A Ph. infestans azon képessége, hogy napok alatt elpusztítsa az egész termést, rendkívül rövid fertőzési ciklusának köszönhető. A sporangiumok tömegesen képződnek a leveleken, szél és eső terjeszti őket, és 3–4 napon belül új fertőzéseket okozhatnak. Kedvező körülmények között – magas páratartalom és mérsékelt hőmérséklet – az egész termés 7–10 napon belül elpusztulhat (Nowicki et al., 2012; Arora et al., 2014). Ez a biológiai jellemző ideális „járványtani motorrá" teszi a kórokozót, amely 1845–1852-ben Európa történelmének legsúlyosabb mezőgazdasági katasztrófájához, az ír éhínséghez vezetett (Yuen, 2021).

A társadalmi következmények olyan mélyrehatóak voltak, hogy Írország demográfiai szerkezete véglegesen megváltozott – a lakosság soha többé nem érte el az éhínség előtti szintet (Yuen, 2021).

A Ph. infestans az oomicéták közé tartozik, amelyek a barna algákkal rokon eukarióta mikroorganizmusok csoportjába tartoznak, nem pedig a valódi gombákhoz (Arora et al., 2014). Ez a jellemző magyarázza, hogy sok klasszikus gombaölő szer miért hatástalan ellene. A kórokozó ivarosan és ivartalanul is szaporodik, ami rendkívül magas evolúciós potenciált biztosít számára. Az ivartalan sporangiumok tömegesen képződnek a leveleken, és 3–4 napon belül megfertőzhetik az új növényeket. Alacsonyabb hőmérsékleten a sporangiumok mozgékony zoospórákat bocsátanak ki, amelyek a vízfilmben mozognak és új fertőzéseket okoznak (Nowicki et al., 2012). Ha mindkét párosodási típus – A1 és A2 – jelen van, oospórák képződnek, amelyek évekig fennmaradnak a talajban, és primer inokulumként szolgálnak a következő évadokban (Arora et al., 2014; Njoroge et al., 2019).

Az 1980-as évek óta az A2 párosodási típus széles körű elterjedését figyelték meg számos régióban, ami agresszívebb genotípusok megjelenéséhez, rövidebb életciklushoz és fokozott gombaölő szer-rezisztenciához vezetett. Az első tünetek vizes foltok, halványzöld elváltozások a leveleken, amelyek gyorsan besötétednek (1. ábra). A levél alsó oldalán fehér sporangiotartó növekedés jelenik meg. A szárakon megnyúlt barna elváltozások alakulnak ki, amelyek könnyen eltörnek. Kedvező körülmények között a teljes lombozat egy héten belül elpusztulhat. A gumókon ólomszürke elváltozások alakulnak ki, amelyek belül rozsdabarna nekrózist képeznek. Gyakran másodlagos baktériumok okoznak lágyrothadást tárolás során (Kromann et al., 2008; Arora et al., 2014; Coomber et al., 2024).

 

 

symptoms

1. ábra. A burgonyavész tünetei

A betegség kialakulása nagymértékben függ a páratartalomtól, a csapadéktól és a hőmérséklettől. A sporuláció főként éjszaka történik, míg a fény gátolja azt (Kim and Mutschler, 2006; Arora et al., 2014).

Számos előrejelzési modellt fejlesztettek ki – Beaumont, BLITECAST, NegFry –, amelyek lehetővé teszik a gombaölő szeres kezelések optimalizálását és a költségek csökkentését (Yuen, 2021).

Az integrált növényvédelem intézkedései a következők:

Agrotechnikai intézkedések

Az agrotechnikai gyakorlatok jelentik az első védelmi vonalat, és kulcsszerepet játszanak a primer inokulum csökkentésében. Az oospórák évekig fennmaradhatnak, és korai fertőzéseket okozhatnak, beleértve a föld alatti szárakat is – ez a jelenség Skandináviában figyelhető meg (Yuen, 2021). Ezért kritikus fontosságú: a növényi maradványok megsemmisítése; a burgonya ugyanazon a helyen történő termesztésének kerülése; az előző évadokból származó önkéntes (álea) növények eltávolítása. A rövid vetésforgó növeli az oospóra-felhalmozódás kockázatát. Javasolt legalább 3–4 év burgonya nélküli időszak ugyanazon a területen (Arora et al., 2014). Jó talajvízelvezetés – a szabad víz kritikus fontosságú a zoospórák számára. Kerüljük a túlzott nitrogén műtrágyázást – ez puha, fogékony lombozatot serkent. Tanúsított, egészséges vetőgumó ültetése (May and Ristaino, 2004).

Kémiai intézkedések

A kémiai védelem továbbra is kulcsfontosságú eleme a betegségkezelésnek, különösen a magas páratartalmú régiókban. Kontakt gombaölő szerek - a szezon elején használatosak, amikor a kockázat alacsonyabb: ditiokarbamátok (mancozeb), klórtalonil. Megakadályozzák a fertőzést, de nem gyógyítják a már fertőzött szöveteket. Szisztémikus és szisztémikus-kontakt gombaölő szerek - fokozott kockázat vagy kezdeti tünetek megjelenése esetén használatosak: fenilamidok (metalaxyl), cimoxanil, dimetomorf, mandipropamid, fluazinam, ciazofamid, foszetil-alumínium (Arora et al., 2014). A metalaxyl rendkívül hatékony, de gyorsan kialakul a rezisztencia – egyes régiókban az izolátumok több mint 60%-a rezisztens (Arora et al., 2014).

A betegség elleni védekezésre alkalmas készítmények: RIDOMIL GOLD R WG (metalaxyl-M – 20 g/kg réz-oxiklorid – 141,9 g/kg) - 500 g/ha, SIVAR GOLD (kálium-foszfonátok - 255 g/l + azoxistrobin - 62,5 g/l) - 300 ml készítmény/ha, FUNGURAN OH 50 WP (77% réz-hidroxid (50% Cu)) - 150 g/ha, CYMbal 45 WG (cimoxanil – 450 g/kg) - 25 g/ha, VITENE TRIPLO R (cimoxanil – 28,5 g/kg foszetil-alumínium – 300 g/kg Réz – 160 g/kg (réz-oxiklorid formájában)) - 400 - 450 g/ha.

Előrejelzési modellek

Az olyan modellek, mint a Beaumont, BLITECAST, NegFry és JHULSACAST, lehetővé teszik a permetezések optimalizálását (Yuen, 2021). Ezek a következőket használják: hőmérséklet, páratartalom, a levélnedvesség időtartama, csapadék. Ez csökkenti a szükségtelen kezelések számát, és megakadályozza azokat a hiányosságokat, amelyek a termés teljes pusztulásához vezethetnek.

Biológiai intézkedések

A biológiai ágensek potenciállal rendelkeznek, de szántóföldi hatékonyságuk korlátozott.

Antagonista mikroorganizmusok: Trichoderma spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp. laboratóriumi körülmények között gátolják a kórokozót, de a szántóföldi eredmények nem következetesek (Gupta et al., 2004; Arora et al., 2014).

A burgonyavész továbbra is az egyik legnagyobb kihívás a burgonyatermesztésben. A kórokozó rendkívül dinamikus, gyorsan fejlődik, és leküzdi mind a genetikai, mind a kémiai akadályokat. A molekuláris kutatás, a rezisztens fajták, az előrejelző rendszerek és az integrált gyakorlatok kombinációja kulcsfontosságú a fenntartható betegségkezeléshez. Napjainkban a Ph. infestans továbbra is globális fenyegetést jelent. Sok országban a burgonya alapélelmiszer, és a kórokozó folyamatosan alkalmazkodik, új rasszokat fejleszt ki, és legyőzi a fajták és gombaölő szerek rezisztenciáját. Evolúciós potenciálja olyan magas, hogy még a modern genetikai vizsgálatok is azt mutatják: a 19. századi történelmi izolátumok már rendelkeztek olyan effektorokkal, amelyek képesek voltak legyőzni az R-géneket, amelyeket a nemesítők csak a 20. században vezettek be (Liu  et al., 2005; Coomber et al., 2024).

Bővebben a témában:

Modern megközelítések a zöldségnövények betegségeinek diagnosztizálására és védekezésére az éghajlatváltozás körülményei között

Irodalomjegyzék

  1. Arora, R. K., Sharma, S., & Singh, B. P. (2014). Late blight disease of potato and its management. Potato Journal, 41(1), 16.
  2. Coomber, A., Saville, A., & Ristaino, J.B. (2024). Evolution of Phytophthora infestans on its potato host since the Irish potato famine. Nature Communications, 15, 6488.
  3. Gupta H, Singh BP and Mohan J (2004) Biocontrol of late blight of potato. Potato J 31: 39-42
  4. Kim, M. J., and Mutschler, M. A. 2006. Characterization of late blight resistance derived from Solanum pimpinellifolium L3708 against multiple isolates of the pathogen Phytophthora infestans. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 131:637-645.
  5. Kromann P, Taipe A, Andrade-Piedra JL, Munk L and Forbes GA (2008) Pre-emergence infection of potato sprouts by Phytophthora infestans in the highlands tropics of Ecuador. Plant Dis 92: 569-74
  6. Liu, Z., Bos, J. I. B., Armstrong, M., Whisson, S. C., da Cunha, L., TortoAlalibo, T., Win, J., Avrova, A. O., Wright, F., Birch, P. R. J., and Kamoun, S. 2005. Patterns of diversifying selection in the phytotoxin-like scr74 gene family of Phytophthora infestans. Mol. Biol. Evol. 22:659-672.
  7. May KJ and Ristaino JB (2004) Identity of the mtDNA haplotype(s) of Phytophthora infestans in historical specimens from the Irish potato famine. Mycol Res 108: 471-79
  8. Njoroge, A. W., Andersson, B., Lees, A. K., Mutai, C., Forbes, G. A., Yuen, J. E., & Pelle, R. (2019). Genotyping of Phytophthora infestans in eastern Africa reveals a dominating invasive European lineage. Phytopathology, 109(4), 670–680. https://doi.org/10.1094/ PHYTO-07-18-0234-R.
  9. Nowicki, M., Foolad, M.R., Nowakowska, M., & Kozik, E.U. (2012). Potato and tomato late blight caused by Phytophthora infestans: An overview of pathology and resistance breeding. Plant Disease, 96(1), 4–17.
  10. Rana RK, Sharma N, Arya S, Singh BP, Kadian MS, Chaturvedi R and Pandey SK (2013) Tackling moisture stress with drought-tolerant potato (Solanum tuberosum) varieties: Perception of Karnataka farmers. Indian J Agric Sci 83(2): 216-22
  11. Yuen, J. (2021). Pathogens which threaten food security: Phytophthora infestans, the potato late blight pathogen. Food Security, 13, 247–253.
  12. Yuen, J. E., & Andersson, B. (2013). What is the evidence for sexual reproduction of Phytophthora infestans in Europe? Plant Pathology, 62, 485–491. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2012.02685.x.