Sergey Elansky
Jednou z nejnebezpečnějších chorob brambor a rajčat je pozdní plíseň způsobená oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary. Tento fytopatogen je velmi škodlivý, protože za vhodných povětrnostních podmínek je schopen masivně se vyvíjet a způsobovat velké ztráty plodin, jakož i silnou variabilitu, která mu umožňuje rychle překonat odolnost odrůd a toxický účinek fungicidních přípravků. Doposud nebyly vytvořeny žádné odrůdy brambor a rajčat, které by byly zcela rezistentní vůči těmto patogenům.
Jedinou možností ochrany proti plísni je použití chemikálií na ochranu rostlin. Epifytóza pozdní plíseň je iniciována primárním inokulem. V Evropě je primární očkovací látka považována za infekci, která se dostala do půdy nemocnými semennými hlízami, oospory (silnostěnné reprodukční struktury) P. infestans), jakož i zoosporangií způsobených větrem z rostlin vypěstovaných z přezimovaných hlíz na loňských polích („dobrovolné“ rostliny) nebo na hromadách hlíz vyhozených při skladování. Z nich jsou rostliny pěstované na hromadách vyřazených hlíz považovány za nejnebezpečnější zdroj infekce. tam je počet naklíčených hlíz často značný a zoosporangie z nich lze přenášet na velké vzdálenosti. Zbytek zdrojů (oospory, "dobrovolné" rostliny) nejsou tak nebezpečné, protože není zvykem pěstovat rostliny na stejných polích častěji než jednou za 3-4 roky. Infekce nemocnými hlízami osiva je také minimální díky dobrému systému kontroly osiva.
Obecně je množství primárního inokula v evropských populacích omezené, a proto je nárůst epidemie poměrně pomalý a lze jej úspěšně regulovat chemickými fungicidními přípravky.
V Rusku je situace radikálně odlišná. Většina plodin brambor a rajčat se pěstuje v malých soukromých zahradách; ochranná opatření na nich buď nejsou prováděna vůbec, nebo jsou fungicidní ošetření prováděna v nedostatečném počtu a začínají po výskytu pozdní plíseň na vrcholcích. Výsledkem je, že soukromé zeleninové zahrady působí jako hlavní zdroj infekce, odkud jsou zoosporangie přenášeny větrem na komerční výsadby. To potvrzují naše přímá pozorování v regionech Moskva, Brjansk, Kostroma, Rjazaň: poškození rostlin v soukromých zahradách bylo pozorováno před zahájením fungicidního ošetření komerčních výsadb. Následně je epidemie na velkých polích omezena použitím fungicidních přípravků, zatímco v soukromých zahradách dochází k rychlému rozvoji plísně pozdní.
V případě nesprávného nebo „nízkorozpočtového“ ošetření komerčních výsadb se na polích objevují ložiska pozdní plísně; v budoucnu se aktivně rozvíjejí a zachycují stále větší oblasti.
Infekce v soukromých zahradách má významný dopad na epidemie v komerčních oblastech. Ve všech oblastech pěstování brambor v Rusku je plocha, kterou zaujímají brambory v soukromých zahradách, několikanásobně větší než celková plocha polí velkých produkčních organizací. V takovém prostředí lze soukromé zeleninové zahrady považovat za globální zdroj inokula pro komerční pole.
Pokusme se identifikovat ty vlastnosti, které jsou charakteristické pro populace P. infestans v soukromých zahradách. Výsadba osiva a karanténní kontrola konzumních brambor, semen rajčat získaných od pochybných zahraničních výrobců, dlouhodobé pěstování brambor a rajčat ve stejných oblastech, nesprávné fungicidní ošetření nebo jejich úplná absence vedou k závažným epifytotům v soukromém sektoru, jejichž výsledek je zdarma křížení, hybridizace a tvorba oospór v soukromých zahradách. Ve výsledku je pozorována velmi vysoká genotypová diverzita, kdy téměř každý kmen je jedinečný svým genotypem (Elansky et al., 2001) a distribuce genotypů v populacích splňuje Hardy-Weinbergův poměr (Amatkhanova et al., 2004), který svědčí ve prospěch volného křížení v populacích. Oospory se aktivně tvoří v postižených rostlinných orgánech (Smirnov, Elansky 1999). Díky výsadbě sadbových brambor různého genetického původu je nepravděpodobné, že se objeví klonální linie specializované na napadení konkrétní odrůdy. Kmeny vybrané v takovém případě se vyznačují univerzálností ve vztahu k postiženým odrůdám; většina z nich má téměř maximální počet genů virulence (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Tím se velmi liší od systému „klonálních linií“ typických pro velká pole zemědělských podniků se správně nainstalovaným systémem ochrany proti plísni. „Klonální linie“ (jsou-li všechny kmeny patogenu pozdní plíseň v terénu zastoupeny jedním nebo více genotypy) jsou všudypřítomné v zemích, kde se pěstování brambor provádí výhradně velkými farmami: USA, Nizozemsko, Dánsko atd. (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006). Na konci 20. století byly „klonální linie“ rozšířené v asijských a dalekovýchodních částech Ruska (Elansky et al., 2001), což je zjevně způsobeno používáním stejných odrůd brambor výhradně k pěstování. V poslední době se situace v těchto regionech také začala měnit směrem ke zvýšení genotypové rozmanitosti populací (S.N.Elansky, nepublikované údaje).
Absence intenzivního ošetření fungicidními přípravky má další přímý důsledek - v zahradách nehromadí rezistentní kmeny. Naše výsledky skutečně ukazují, že kmeny rezistentní na metalaxyl jsou detekovány méně často v soukromých zahradách než v komerčních výsadbách (Elansky et al., 2007).
Nedaleké pěstování brambor a rajčat v zahradách usnadňuje migraci kmenů mezi těmito plodinami, v důsledku čehož se v posledním desetiletí mezi kmeny izolovanými z brambor zvýšil podíl těch, kteří jsou nositeli genu pro rezistenci na odrůdy cherry rajčat T1, dříve charakteristické pouze pro kmeny „rajčat“. Kmeny s genem T1 jsou ve většině případů vysoce agresivní vůči bramborám i rajčatům.
V posledních letech se pozdní plíseň na rajčatech začala objevovat v mnoha případech dříve než na bramborách. Sazenice rajčat mohou být napadeny oospórami v půdě nebo oospórami přítomnými v semenech rajčat nebo k nim přilnout (Rubin et al., 2001). Od konce 20. století se v obchodech objevilo velké množství levných balených semen, převážně dovážených, k nimž přešla většina drobných výrobců. Semena mohou obsahovat kmeny s genotypy typickými pro oblasti jejich kultivace. V budoucnu budou tyto genotypy zahrnuty do sexuálního procesu v soukromých zahradách, což povede ke vzniku zcela nových genotypů.
Soukromé zahrady jsou tedy globálním „tavicím kotlem“, ve kterém se v důsledku výměny genetického materiálu zpracovávají stávající genotypy a objevují se zcela nové. Jejich výběr navíc probíhá za podmínek, které se velmi liší od podmínek vytvořených pro brambory ve velkých farmách: absence fungicidního lisu, odrůdová uniformita výsadby, převaha rostlin ovlivněných různými formami virové a bakteriální infekce, blízkost rajčat a divokých nočních stínů, aktivní křížení a tvorba oospór, možnost pro oospory k navození relapsu nemoci příští rok To vše vede k velmi vysoké genotypové rozmanitosti populací dvorku. Za epifytotických podmínek se pozdní plíseň šíří velmi rychle v zeleninových zahradách a uvolňuje se obrovské množství spór, které létají do blízkých komerčních výsadb. Avšak poté, co se spory, které přiletěly, dostaly na komerční pole se správným systémem zemědělské technologie a ochrany, neměly prakticky žádnou příležitost zahájit v této oblasti těžkou epidemii, což je způsobeno nedostatkem klonálních linií odolných vůči 10 fungicidům a specializovaných na pěstovanou odrůdu.
Dalším zdrojem primárního inokula mohou být nemocné hlízy zachycené v komerčních sazenicích. Tyto hlízy byly pěstovány zpravidla na polích s dobrou zemědělskou technologií a intenzivní chemickou ochranou. Genotypy izolátů, které ovlivnily hlízy, jsou přizpůsobeny vývoji jejich vlastní odrůdy. Tyto kmeny jsou podstatně nebezpečnější pro komerční výsadbu ve srovnání s inokulem pocházejícím ze soukromých zahrad. Výsledky našich studií tento předpoklad rovněž podporují. Populace izolované z velkých polí se správně prováděnou chemickou ochranou a dobrou zemědělskou technologií se neliší ve vysoké genotypové rozmanitosti. Často se jedná o několik klonálních linií charakterizovaných vysokou agresivitou a převahou kmenů rezistentních vůči fungicidům.
Kmeny z komerčního semenného materiálu mohou vstoupit do populací v zeleninových zahradách a zapojit se do procesů v nich probíhajících. V zeleninové zahradě však bude jejich konkurenceschopnost mnohem nižší než v komerční oblasti a brzy přestanou existovat ve formě klonální linie, ale jejich geny lze použít v „zahradní“ populaci.
Infekce, která se během sklizně vyvíjí na „dobrovolných“ rostlinách a na hromadách vyřazených hlíz, není pro Rusko tak relevantní, protože V hlavních regionech pěstování brambor v Rusku je pozorováno hluboké zimní zamrzání půdy a rostliny z hlíz, které v půdě zimovaly, se zřídka vyvíjejí.
Navíc, jak ukazují naše experimenty, původce pozdní plíseň obvykle nepřežije při negativních teplotách, a to ani na hlízách, které si zachovaly svou životaschopnost. V suché oblasti, kde se pěstuje rané brambory, je pozdní plíseň kvůli suchému a horkému vegetačnímu období poměrně vzácná.
Aktuálně tedy pozorujeme rozdělení populací P. infestans na populace „polní“ a „zahradní“. V posledních letech však byly pozorovány procesy vedoucí ke konvergenci a interpenetraci genotypů z těchto populací.
Mezi nimi lze zmínit obecné zvýšení gramotnosti malých producentů, vzhled cenově dostupných malých balení sadbových brambor, šíření fungicidních přípravků v malých baleních a ztrátu strachu z „chemie“ obyvatel.
Existují situace, kdy díky intenzivní činnosti jednoho dodavatele jsou celé vesnice osázeny hlízami osiva stejné odrůdy a opatřeny malými baleními stejných pesticidů. Lze předpokládat, že brambory stejné odrůdy najdete na komerčních výsadbách poblíž.
Na druhé straně některé společnosti obchodující s pesticidy podporují „rozpočtové“ programy chemického čištění. V tomto případě je počet ošetření snížen a jsou nabízeny nejlevnější fungicidy a důraz není kladen na prevenci rozvoje pozdní plísně až po sekání vrcholků, ale na určité zpoždění epifytotik za účelem zvýšení výnosu. Taková schémata jsou ekonomicky oprávněná při pěstování konzumních brambor z méně kvalitního semenného materiálu, když v zásadě nejde o získání vysokého výnosu. V tomto případě však na rozdíl od populací zahrad vyrovnaný genetický základ bramboru umožní výběr specifických fyziologických ras fytopatogenů, které jsou pro tuto odrůdu velmi nebezpečné.
Tendence ke sbližování „zahradních“ a „polních“ metod produkce brambor se nám zdají poněkud nebezpečné. Aby se zabránilo jejich negativním důsledkům jak v domácnosti, tak v komerčním sektoru, bude nutné jak kontrolovat sortiment sadbových brambor, tak řadu fungicidů nabízených soukromým vlastníkům v malých obalech a sledovat systémy ochrany brambor a používání fungicidů v komerčním sektoru.
Kvůli slabému vývoji produkce osiva v Rusku se velké objemy sadbových brambor dovážejí ze zahraničí. Spolu s ním budou dovezeny nové, případně vysoce patogenní a fungicidně rezistentní kmeny patogenů, vč. pozdní plíseň.
V Rusku bude jejich genový fond zapojen do přirozeného procesu šlechtění nových genotypů, přizpůsobeného našim podmínkám a porážce odrůd pěstovaných v Rusku.
V oblastech soukromého sektoru dochází k intenzivnímu rozvoji nejen plísně pozdní, ale i Alternaria. Většina majitelů soukromých pozemků nepřijímá zvláštní opatření na ochranu proti Alternaria, zaměňuje vývoj Alternaria za přirozené vadnutí vrcholků nebo rozvoj pozdní plíseň. Díky masivnímu rozvoji Alternaria na náchylných odrůdách proto mohou pozemky pro domácnosti sloužit jako zdroj inokula pro komerční výsadby.
Tato práce byla provedena s částečnou podporou Ruské vědecké nadace (projekt N 14-50-00029).
Článek byl publikován v časopise „Potato Protection“ (č. 1, 2015)