S.N. Elansky, L.Yu. Kokaeva, N.V. Statsyuk, Yu.T. Dyakov
Pambuka
Oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary, agen penyebab penyakit telat, penyakit kentang lan tomat sing paling penting ing ekonomi, narik kawigatene para peneliti saka macem-macem negara udakara luwih saka setengah abad. Dumadakan muncul ing Eropa ing tengah abad kaping XNUMX, nyebabake epidemi kentang sing tetep dielingi pirang-pirang generasi.
Nganti saiki, iki asring diarani "jamur keluwen Irlandia". Meh satus taun sawise epidemi kaping pisanan, spesies kentang Meksiko sing tahan tahan telat ditemokake, cara nyebrang kentang sing dibudidayakake dikembangake (Muller, 1935), lan varietas tahan blight pertama sing ditemokake (Pushkarev, 1937). Nanging, ora suwe sawise wiwitan budidaya komersial, balapan patogen penyakit pungkasan sing bisa nyebabake akumulasi varietas tahan. lan introduksi gen resistensi anyar saka kentang Meksiko dadi varietas wiwit cepet ilang efektifitas.
Gagal nggunakake resistensi monogenik (vertikal) meksa peternak golek cara sing luwih rumit kanggo ngeksploitasi resistensi poligenan (horisontal) sing ora spesifik. Ing taun-taun pungkasan, balapan sing agresif banget wiwit wiwit nglumpukake ing saben populasi parasit, nyebabake erosi malah resistensi sing ora spesifik. Tekane ketahanan fungisida nyebabake masalah panggunaan bahan kimia perlindungan kentang.
Amarga beda sing signifikan ing antarane oomycetes lan jamur ing komposisi kimia, ultrastruktur, lan metabolisme, fungisida, utamane sistemik sing digunakake kanggo nglindhungi tanduran saka pirang-pirang penyakit jamur, mula ora efektif tumrap oomycetes.
Mula, kanggo nglindhungi kimia saka almarhum penyakit, sawetara (nganti 12 kali saben musim utawa luwih) nyemprot karo agen kontak saka spektrum aksi sing akeh digunakake. Langkah revolusioner yaiku nggunakake phenylamides, sing beracun kanggo oomycetes lan nyebar kanthi sistematis ing tanduran. Nanging, panggunaan nyebar kanthi cepet nyebabake akumulasi galur resisten ing populasi jamur (Davidse et al., 1981), sing nglindhungi perlindungan tanduran kanthi signifikan. P. infestans sacoro prakteke minangka siji-sijine parasit ing zona sedang, sing gawe piala ing pertanian organik ora bisa dietralisir tanpa nggunakake alat kimia kanggo nglindhungi (Van Bruggen, 1995).
Ing ndhuwur nerangake perhatian gedhe banget sing ditindakake para peneliti saka macem-macem negara kanggo sinau babagan populasi P. infestans, dinamika kelimpahan lan komposisi genetik, uga mekanisme genetika variabilitas.
P. siklus urip INFESTANS
Infestans Oomycete Phytophthora ngalami miselium intercellular kanthi haustoria ing njero godhong kentang. Panganan jaringan rwaning, nyebabake pembentukan bintik-bintik peteng, sing dadi ireng lan bosok nalika udan. Kanthi kekalahan sing kuat, kabeh godhong mati. Sawise pakan, tuwuh ing tuwuh ing miselium - sporangiofor - sing tuwuh metu ing njero stata. Ing cuaca udan, kembang kasebut tuwuh mekar ing sacedhake bintik-bintik ing sisih ngisor godhong. Ing pucuk sporangiofor, Zoosporangia sing bentuk lemon digawe, sing pecah lan digawa nganggo semprotan udan (Gambar 1). Tiba ing irungnya banyu ing lumahing godhong kentang, sporangia germin karo 6-8 zoospora, sing sawise gerakan, dibunderake, ditutupi membran lan germinasi tabung kuman. Tunas nembus jaringan godhong liwat stomata. Ing kahanan tartamtu, sporangia bisa tuwuh ing tabung tuwuh kanthi langsung dadi jaringan godhong. Ing kondhisi sing apik, wektu wiwit infeksi nganti pembentukan sporulasi anyar mung 3-4 dina.
Sawise ing lemah lan disaring ing lemah, sporangia bisa nginfeksi umbi. Ubi sing kena pengaruh parah bosok nalika disimpen; ing sing kena pengaruh banget, infeksi bisa tetep nganti musim sabanjure. Kajaba iku, agen penyebab penyakit pungkasan bisa tahan ing musim salju kanthi bentuk oospora (spora seksual sing kandel tembok) ing lemah ing lebu tanduran lan wiji tomat. Oospora dibentuk ing organ tanduran sing urip nalika galur kanthi macem-macem jinis kawin bisa ditemoni kelembapan sing gedhe banget. Ing musim semi, sporulasi aseksual dibentuk ing umbi sing nandhang infeksi lan residu tanduran kanthi oospora; zoospora mlebu lemah lan nyebabake infeksi godhong ngisor tanduran. Ing sawetara kasus, miselium bisa tuwuh saka umbi sing kena infeksi ing sadawane sisih ijo tanduran lan biasane katon ing sisih ndhuwur batang.
Bentenane sing signifikan ing antarane oomycetes lan jamur biasane ana ing dominasi diplofase ing siklus urip karo meiosis gametic lan germination zygotes (oospores) tanpa fisi nuklir reduktif. Fitur iki, ditambah heterotallism dipolar sing ngganti biseksual, bisa uga ditrapake kanggo oomicetes pendekatan sing dikembangake kanggo nyinaoni populasi eukariota sing luwih dhuwur (analisis panmixia lan subdivisi populasi, aliran gen intra- lan interpopulasi, lan liya-liyane). Nanging, telung faktor ora ngidini transfer lengkap kanggo sinau babagan P. populasi infestans.
1. Bebarengan karo oospora hibrida, oospora sing subur dhewe lan parthenogenetik dibentuk ing populasi (Fife and Shaw, 1992; Anikina et al., 1997a; Savenkova, Cherepnikoba-Anirina, 2002; Smirnov, 2003), lan frekuensi formasi bisa uga cukup kanggo pengaruh ing asil tes.
2. Proses seksual ing P. infestans menehi kontribusi sing ora pati penting kanggo dinamika ukuran populasi, amarga jamur ngasilake utamane dening spora vegetatif, mbentuk luwih saka 90% asil analisis jinis kawin kanthi cara tradisional ing medium nutrisi ... musim sing tuwuh yaiku pirang-pirang generasi sporulasi aseksual (pangembangan penyakit poliklik). Oospores duwe peran penting kanggo nglestarekake organisme sajrone ora ana tanduran ijo (ing mangsa adhem) lan infeksi utama bibit. Banjur, nalika musim panas, reproduksi klonal lan paningkatan utawa, kosok baline, penurunan jumlah klon individu sing muncul amarga rekombinasi seksual ana, sing biasane ditemtokake karo pilihan sing luwih adaptasi. Mula, rasio klon individu ing sawijining populasi ing wiwitan lan pungkasan epiphytotics bisa beda-beda.
3. Siklus sing dijelasake minangka ciri khas saka populasi asli P. infestans ing negarane, Amerika Tengah. Ing wilayah liyane ing jagad iki, proses seksual ora dingerteni luwih saka 100 taun; miselium vegetatif ing umbi kentang sing kena infeksi minangka tahap musim salju. Siklus urip pancen keramik, lan panyebaran kasebut minangka fokus: infeksi saka umbi nandur sing kena infeksi siji menyang godhong, dadi fokus utama penyakit, sing bisa nggabung karo penyakit iki.
Dadi, ing sawetara wilayah bisa uga ana alternatip siklus seksual lan aseksual, dene ing wilayah liyane - mung siklus aseksual.
Asal usul P. INFESTANS
P. infestans muncul ing Eropa ing pungkasan paruh pertama abad kaping 1991. Amarga kentang kasebut asale ing sisih kidul-wétan Amerika Selatan, asumsi yen parasit kasebut digawa saka ing kana menyang Eropa sajrone plancongan uyah Chili. Nanging, panliten sing ditindakake ing stasiun kentang Rockefeller Center ing Lembah Toluca, Meksiko meksa pandangan iki direvisi (Niederhauser 1993, XNUMX).
1. Ing Lembah Toluca, spesies kentang tuberous lokal (Solanum demissum, S. bulbocastanum, lan liya-liyane) duwe macem-macem jinis gen kanggo resistensi vertikal sing dikombinasikake karo resistensi spesifik sing ora spesifik, sing nuduhake evolusi bebarengan karo parasit. Spesies Amerika Selatan, kalebu kentang potong, ora duwe gen resistensi.
2. Ing Lembah Toluca, ditemokake isolat kanthi jinis kawin A1 lan A2, asil saka populasi P. infestans sing nyebar kalebu nyebar; nalika ing tanah air kentang sing ditandur, Amerika Selatan, parasit nyebar kanthi klonally.
3. Ing Lembah Toluca, ana epidemi parah taunan sing pungkasan lara. Mula, ing antarane peneliti Amerika Utara (Universitas Cornell), pendapat babagan Mesoamerica (Amerika Tengah) minangka papan kelairan fitoktora kentang ditetepake (Goodwin et al., 1994).
Peneliti Amerika Selatan ora nuduhake pendapat iki. Dheweke percaya manawa kentang sing ditandur lan parasit P. infestan duwe tanah air umum - Andes Amerika Selatan. Dheweke nyengkuyung pandangane kanthi panelitian molekuler babagan analisis polimorfisme DNA saka genom mitokondria (mtDNA) lan gen nuklir RAS lan β-tubulin (Gomez-Alpizar dkk, 2007). Dheweke nuduhake manawa galur sing dikoleksi saka macem-macem belahan ing donya katurunan saka telung garis leluhur sing beda-beda (kabeh telu) ditemokake ing Andes Amerika Selatan. Haplotypes Andes minangka keturunan saka rong garis: isolasi saka garis keturunan mtDNA paling tuwa ditemokake ing Solanaceae liar saka bagean Anarrhicomenum ing Ekuador, dene isolat saka baris nomer loro umume ana ing kentang, tomat, lan bunder alam liar. Ing Toluca, malah haplotipe langka keturunan saka mung siji garis keturunan, kanthi variasi genetis saka galur Toluca (frekuensi alelik sithik saka sawetara situs variabel) nuduhake efek pangadeg sing kuat amarga ana drift anyar.
Kajaba iku, spesies P. andina anyar ditemokake ing Andes, kanthi morfologis lan genetik padha karo P. infestans, sing miturut panulis, nuduhake manawa Andes minangka titik spekulasi panas ing genus Phytophthora. Pungkasan, ing Eropa lan Amerika Serikat, populasi P. Infestans kalebu kalorone Andes, lan ing Toluca mung siji.
Publikasi iki nyebabake respon saka klompok peneliti saka macem-macem negara, sing nindakake akeh eksperimen kanggo mbenakake panliten sing sadurunge ditindakake (Goss et al., 2014). Ing karya iki, sepisanan, urutan DNA mikrosatelit sing luwih informatif digunakake kanggo nyinaoni polimorfisme DNA; kaping pindho, kanggo analisis klompok, jalur migrasi, wektu beda-beda populasi, lsp. model sing luwih maju digunakake (statistik F, perkiraan Bayesian, lsp.) lan kaping telune, perbandingan ora mung digunakake karo spesies Andes P. andina, ing endi sifat hibrida didegake (P. infestans x Phytophthora sp.) nanging uga spesies endemik Meksiko P. mirabilis, P. Ipomoeae, lan Phytophthora phaseoli, yaiku infestan P. sing genetis kalebu ing klade sing padha (Kroon et al., 2012). Minangka asil analisis kasebut, kanthi jelas nuduhake manawa oyot saka wit filogenetik kabeh spesies genus Phytophthora sing dijupuk ing panliten kasebut, kajaba hibrida P. andina, kalebu galur Meksiko, lan aliran migrasi duwe arah Meksiko - Andes, lan ora uga kosok baline, lan wiwitane cocog karo Eropa penjajahan Dunia Baru (300-600 taun kepungkur). Mula, muncul spesies P. infestans khusus kanggo ngalahake kentang kedadeyan ing pusat genetik sekunder pembentukan tanduran solanaceous tuberous, yaiku ing Amerika Tengah.
Genom saka P. INFESTANS
Ing taun 2009, tim ilmuwan internasional nyusun genom P infestans lengkap (Haas et al, 2009), ukurane 240 MB. Iki kaping pirang-pirang luwih akeh tinimbang spesies P. sojae (95 Mb) sing ana gandhengane, sing nyebabake bosok kedele, lan P. Ramorum (65 Mb), mengaruhi spesies wit sing terkenal kayata kayu oak, beech lan liya-liyane. Data sing dipikolehi nuduhake manawa genom kasebut ngemot salinan salinan urutan berulang - 74%. Genom kasebut ngemot 17797 gen kode-protein, umume gen kalebu proses sel, kalebu replikasi DNA, transkripsi lan terjemahan protein.
Perbandhingan genom saka genus Phytophthora nyritakake sawijining organisasi genom sing ora umum, yaiku blok saka urutan-jinis gen sing diawetake, ing endi kapadhetan gen cukup dhuwur, lan isi urutan sing bola-bali cukup kurang, lan masing-masing wilayah sing duwe urutan gen sing ora dilestarekake, kanthi kapadhetan gen sing kurang lan akeh wilayah sing mbaleni. Blok konservatif nyumbang 70% (12440) kabeh gen infus protein P. infestan. Ing blok konservatif, gen biasane jarak kanthi jarak antar-rata 604 bp. Ing wilayah ing antarane blok konservatif, jarak intergenik luwih gedhe (3700 bp) amarga paningkatan kerapatan unsur-unsur ulangan. Gen sekretaris efektor sing berkembang terus ana ing wilayah sing kurang gen.
Analisis urutan genome P. Infestans nuduhake manawa udakara sepertiga genom kalebu unsur transposable. Genome P. infestans ngemot kulawarga transposon luwih beda tinimbang genom liyane. Umume transposon infestans P. kalebu kulawarga Gypsy.
Akeh kulawarga gen spesifik sing ana ing patogenesis wis diidentifikasi ing genome P. infestans. Bagéyan penting saka encode protein effector sing ngganti fisiologi tanduran tuan rumah lan nyumbang kanggo infeksi. Dheweke kalebu rong kategori wiyar: efek apoplastik, sing tumindak ing ruang antar (apoplas), lan efek sitoplasma, sing mlebu sel liwat haustoria. Efek apoplastik kalebu enzim hidrolisis sing disekresi kayata protease, lipase lan glikosilase sing ngrusak sel tanduran; penghambat enzim pertahanan tanduran inang; lan racun-racun nekrotisasi kayata protein kaya Nep1 (NPL) lan protein kaya cystine cilik (SCR) kaya Pcf.
Gen effector P. infestans akeh lan biasane luwih gedhe tinimbang gen nonpatogen. Sing paling misuwur yaiku efektor sitoplasma RXLR lan Crinkler (CNR). Efek sitoplasma khas oomycetes yaiku protein RXLR. Kabeh gen efektor RXLR sing ditemokake saiki ngemot klompok terminal amino Arg-XLeu-Arg, ing endi X minangka asam amino. Minangka asil panliten, disaranake ana 563 gen RXLR ing genome P. infestans, sing 60% luwih akeh tinimbang P. sojae lan P. ramorum. Kira-kira setengah saka gen RXLR ing genome P. infestans khusus spesies. Efektor RXLR duwe macem-macem urutan. Antarane, siji kulawarga cilik sing gedhe lan 150 diidentifikasi. Beda karo proteinome utama, gen efektor RXLR biasane dununge ing wilayah genom sing kurang gen lan kaya-kaya. Unsur seluler sing nemtokake dinamisme wilayah kasebut nggampangake rekombinasi ing gen kasebut.
Efek CRN sitoplasma wiwitane diidentifikasi ing transkrip P. infestans sing nyandhi jaringan peptida nekrosis peptida. Wiwit ditemokake, durung dingerteni babagan kulawarga efektor kasebut. Analisis genome P. Infestans ngumumake kulawarga gedhe 196 gen CRN, sing luwih gedhe tinimbang P. sojae (100 CRN) lan P. ramorum (19 CRN). Kaya RXLR, CRN minangka protein modular lan kalebu domain LFLAK N-terminal (50 asam amino) lan domain DWL jejer sing ngemot macem-macem gen. Umume CRN (60%) duwe sinyal peptida.
Kemungkinan macem-macem CRN kanggo ngganggu proses seluler saka tanduran host wis diteliti. Ing analisis nekrosis tanduran, ngilangi protein CRN2 bisa dingerteni wilayah C-terminal sing kasusun saka 234 asam amino (posisi 173-407, domain DXG) lan nyebabake pati sel. Analisis gen P. infestans CRN ngumumake patang wilayah C-terminal sing beda, sing uga nyebabake sel mati ing tanduran kasebut. Iki kalebu domain DC sing nembe diidentifikasi (P. Infestans duwe 18 gen lan 49 pseudogenes), uga domain D2 (14 lan 43) lan DBF (2 lan 1) sing padha karo kinase protein. Protein domain CRN sing ditulis ing tanduran dilestarikan (yen ora ana sinyal peptida) ing sel tanduran lan ngrangsang pati sel kanthi mekanisme intraselular. Urutan 255 liyane sing ngemot domain CRN umume ora bisa digunakake minangka gen.
Peningkatan jumlah lan ukuran kulawarga gen efektor RXLR lan CRN bisa uga amarga rekombinasi homologis non-alel lan duplikasi gen. Sanajan kasunyatan manawa genom kasebut ngemot pirang-pirang elemen seluler sing aktif, isih durung ana bukti langsung babagan transfer gen efektor.
Metode sing digunakake ing panelitian babagan struktur populasi
Sinau babagan struktur genetik saka populasi saiki adhedhasar analisis budaya murni saka galur konstituen. Analisis populasi tanpa ngisolasi budaya murni uga ditindakake kanggo tujuan tartamtu, kayata, nyinaoni agresivitas sawijining populasi utawa anané galur tahan fungisida ing njeroné (Filippov et al., 2004; Derevyagina dkk, 1999). Jinis panaliten iki kalebu nggunakake metode khusus, sing njlentrehake ngluwihi jangkoan review iki. Kanggo analisis komparatif galur, sawetara cara digunakake, adhedhasar analisis struktur DNA lan kanggo panelitian manifestasi fenotipe. Analisis komparatif populasi kudu ngatasi jumlah isolat sing akeh, sing ngetrapake syarat tartamtu kanggo metode sing digunakake. Becike, dheweke kudu memenuhi persyaratan ing ngisor iki (Cooke, Lees, 2004, Mueller, Wolfenbarger, 1999):
- murah, gampang dileksanakake, ora mbutuhake pangeluaran wektu sing penting, adhedhasar teknologi sing umume kasedhiya (contone, PCR);
- kudu ngasilake pirang-pirang fitur panandha codominant independen;
- duwe reproduksi sing dhuwur;
- gunakake jumlah minimal tisu sing bakal ditliti;
- khusus kanggo substrat (kontaminasi sing ana ing budaya ora kena pengaruh asil);
- ora mbutuhake panggunaan prosedur mbebayani lan bahan kimia beracun.
Sayange, ora ana cara sing cocog karo kabeh paramèter ing ndhuwur. Kanggo panaliten komprehensif babagan galur ing jaman saiki, metode digunakake adhedhasar analisis sipat fenotipe: virulensi kanggo varietas kentang lan tomat (balapan kentang lan tomat), jinis kawin, spektrum isoenzim peptidase lan isomerase glukosa-6-fosfat, lan analisis struktur DNA: polimorfisme dawa fragmen watesan (RFLP), sing biasane ditambah karo probe hibridisasi RG 57, analisis pengulangan mikrosatelit (SSR lan InterSSR), amplifikasi primer acak (RAPD), amplifikasi fragmen watesan (AFLP), amplifikasi primer kanthi homologis karo urutan elemen seluler (kayata, Inter SINE PCR), panentu haplotipe DNA mitokondria.
Deskripsi ringkes babagan metode kanggo komparatif babagan analisis galur sing digunakake ing karya karo P. Infestans
Sipat penanda fenomis
Balapan "Kentang"
Balapan "Kentang" minangka panandha sing umum diteliti lan digunakake. Balapan "kentang sederhana" duwe siji gen kanggo virulensi kentang, "kompleks" - paling ora loro. Black et al. (1953), ngringkes kabeh data sing kasedhiya, nemokake yen balapan fitofthora bisa nginfeksi tanduran kanthi gen resistensi / gen sing cocog karo gen / gen virulensi P. infestans, lan nemokake balapan 1, 2, 3, lan 4 sing nginfeksi tanduran kanthi gen R1, R2, R3 lan R4, yaiku interaksi antarane parasit lan host kedadeyan miturut gen kanggo prinsip gen. Luwih maneh, Black, kanthi partisipasi Gallegly lan Malcolmson, nemokake gen resistensi R5, R6, R7, R8, R9, R10 lan R11, uga balapan sing cocog (Ireng, 1954; Ireng & Gallegly, 1957; Malcolmson & Black, 1966; Malcolmson, 1970).
Ana akeh data babagan komposisi ras patogen saka macem-macem wilayah. Tanpa nganalisa data kasebut kanthi rinci, kita mung bakal nuduhake tren umum: ing endi varietas kanthi gen resistensi anyar utawa kombinasi kasebut digunakake, wiwitane ana sawetara penyakit lemah sing pungkasan, nanging balapan kanthi gen virulensi sing cocog muncul lan dipilih lan wabah blight pungkasan diwiwiti maneh. Virulensi spesifik tumrap 4 gen resistensi pertama (R1-R4) arang banget diamati ing koleksi sing diklumpukake sadurunge dilebokake ing budidaya varietas kanthi gen kasebut, nanging jumlah galur virulen mundhak banget nalika patogen parasit ing varietas sing nggawa gen kasebut. Gen 5-11, ing sisih liyane, umum ditemokake ing koleksi (Shaw, 1991).
Panaliten babagan rasio macem-macem balapan sajrone musim sing tuwuh, ditindakake ing pungkasan taun 1980an, nuduhake yen ing wiwitan pangembangan penyakit kasebut, klon kanthi agresif rendah lan 1-2 gen virulensi dominan ing populasi.
Luwih, kanthi pangembangan blight pungkasan, konsentrasi klon asli mudhun lan jumlah balapan "kompleks" kanthi agresivitas dhuwur mundhak. Kedadeyan sing terakhir ing pungkasan musim tekan 100%. Nalika nyimpen umbi, ana nyuda agresivitas lan ilang gen virulensi individu. Dinamika panggantos klon bisa kedadeyan kanthi macem-macem macem-macem cara (Rybakova & Dyakov, 1990). Nanging, panelitian ing taun 2000-2010 nuduhake manawa balapan kompleks ditemokake wiwit wiwitan epiphytotics ing antarane galur sing diisolasi saka kentang lan tomat. Iki bisa uga amarga ana owah-owahan ing populasi P. Infestans ing Rusia.
Ing taun 1988-1995, kedadeyan "superraces" kanthi kabeh utawa meh kabeh gen virulensi ing macem-macem wilayah tekan 70-100%. Kahanan kasebut kacathet, kayata, ing Belarus, ing wilayah Leningrad lan Moskow, ing Ossetia Lor lan ing Jerman (Ivanyuk dkk, 2002a, 2002b; Polityko, 1994; Schober-Butin dkk, 1995).
"Tomat" balapan
Ing kultivar tomat, mung ditemokake 2 gen resistensi pungkasan penyakit - Ph1 (Gallegly & Marvell, 1955) lan Ph2 (Al-Kherb, 1988). Kaya dene balapan kentang, interaksi antara tomat lan P. infestans kedadeyan kanthi gen-by-gen. Balapan T0 nginfeksi varietas sing ora duwe gen resistensi (umume varietas sing digunakake kanthi industri), balapan T1 nginfeksi varietas kanthi gen Ph1 (Ottawa), lan balapan T2 nginfeksi varietas kanthi gen Ph2.
Ing Rusia, meh mung T0 ditemokake ing kentang; T0 menang ing tomat nalika wiwitan musim, nanging mengko diganti karo balapan T1 (Dyakov et al., 1975, 1994). Sawise taun 2000, T1 ing kentang ing pirang-pirang populasi wiwit kedadeyan ing wiwitan epiphytotics. Ing Amerika Serikat, galur kentang ora patogen kanggo tomat, uga balapan T0, T1, lan T2, dene T1 lan T2 dominan ing tomat (Vartanian & Endo, 1985; Goodwin et al., 1995).
Jinis kawin
Kanggo nindakake panelitian, galur tester (referensi) kanthi jinis kawin sing dingerteni - dibutuhake A1 lan A2. Isolasi tes kasebut diinokulasi kanthi pasang ing pasugatan Petri kanthi medium agar oat. Sawise inkubasi sajrone 10 dina, piring kasebut diteliti babagan anané utawa ora ana oospor ing medium ing zona kontak saka galur. Ana 4 opsi: galur kalebu jinis kawin A1, yen wujud oospora karo penguji A2, menyang A2, yen wujud oospora karo penguji A1, menyang A1A2, yen wujud oospora karo loro penguji, utawa dawane steril (00), yen ora wujud oospora tanpa tester (rong klompok pungkasan langka).
Kanggo luwih cepet nemtokake jinis kawin, upaya kanggo ngenali wilayah genom sing ana gandhengane karo jinis kawin, kanthi tujuan nggunakake luwih kanggo nemtokake jinis kawin dening PCR. Salah sawijining eksperimen sing sukses pertama kanggo ngidentifikasi situs kasebut ditindakake dening peneliti Amerika (Judelson et al., 1995). Nggunakake metode RAPD, dheweke bisa ngenali wilayah W16 sing ana gandhengane karo jinis kawin ing turunan saka loro isolat sing nyabrang, lan kanggo ngrancang sepasang primer 24 bp kanggo nambah (W16-1 (5'-AACACGCACAAGGCATATAAATGTA-3 ') lan W16-2 (5' -GCGTAATGTAGCGTAACAGCTCTC-3 ') Sawise matesi produk PCR kanthi enzim watesan HaeIII, bisa dipisahake isolasi karo pasangan pasangan A1 lan A2.
Upaya liyane kanggo njupuk spidol PCR kanggo nemtokake jinis kawin ditindakake dening peneliti Korea (Kim, Lee, 2002). Dheweke ngenali produk tartamtu kanthi nggunakake metode AFLP. Akibate, sepasang primer PHYB-1 (maju) (5'-GATCGGATTAGTCAGACGAG-3 ') lan PHYB-2 (5'-GCGTCTGCAAGGCGCATTTT-3') dikembangake, saengga bisa nambah amplifikasi wilayah genom sing ana gandhengane karo jinis kawin A2. Sabanjure, dheweke terus kerja iki lan ngrancang primer 5 'AAGCTATACTGGGACAGGGT-3' (INF-1, maju) lan 5'-GCGTTCTTTCGTATTACCAC-3 '(INF-2), saengga bisa nambah amplifikasi selektif ing wilayah Mat-A1, karakteristik galur kanthi jinis kawin A1. Panggunaan diagnostik PCR kanggo jinis kawin nuduhake asil sing apik ing panelitian populasi P. infestans ing Republik Ceko (Mazakova dkk, 2006), Tunisia (Jmour, Hamada, 2006), lan wilayah liyane. Ing laboratorium kita (Mytsa, Elansky, durung diterbitake), 34 galur infestan P. sing diisolasi saka organ kentang lan tomat sing kena pengaruh ing macem-macem wilayah Rusia (wilayah Kostroma, Ryazan, Astrakhan, lan Moskow) dianalisis. Asil analisis PCR nggunakake primer tartamtu luwih saka 90% pas karo asil analisis jinis kawin kanthi metode tradisional ing medium nutrisi.
Tabel 1. Variabilitas resistensi ing klone Sib 1 (Elansky et al., 2001)
Lokasi koleksi conto | Nomer isolat sing dianalisis | Jumlah galur sensitif (S), resisten sing lemah (SR) lan resisten (R), pcs (%) | ||
S | SR | R | ||
G. Vladivostok | 10 | 1 (10) | 4 (40) | 5 (50) |
G. Chita | 5 | 0 | 0 | 5 (100) |
Irkutsk | 9 | 9 (100) | 0 | 0 |
G. Krasnoyarsk | 13 | 12 (92) | 1 (8) | 0 |
Kutha Yekaterinburg | 15 | 8 (53) | 1 (7) | 6 (40) |
O. Sakhalin | 66 | 0 | 0 | 66 (100) |
Wilayah Omsk | 18 | 0 | 0 | 18 (100) |
Resistensi Metalaxyl minangka panandha populasi
Ing wiwitan taun 1980an, wabah parah pungkasan penyakit sing disebabake dening resisten P. infestans resisten metalaxyl kacathet ing macem-macem wilayah. Peternakan kentang ing pirang-pirang negara nandhang kapitunan (Dowley & O'Sullivan, 1981; Davidse et al., 1983; Derevyagina, 1991). Wiwit iku, ing pirang-pirang negara ing jagad iki, ngawasi terus-terusan kedadeyan galur tahan phenylamide ing populasi P. infestans. Saliyane penilaian praktis babagan prospek panggunaan obat-obatan sing ana ing phenylamide, nggawe sistem langkah-langkah proteksi lan prédhiksi epiphytoties, resistensi obat kasebut dadi salah sawijining fitur panandha sing digunakake kanggo analisis komparatif populasi patogen iki. Nanging, panggunaan resistensi metalaxyl ing studi populasi komparatif kudu dianut kasunyatan: 1 - basis resistensi genetik durung ditemtokake kanthi tepat, 2 - resistensi metalaxyl minangka sipat gumantung sacara selektif sing bisa owah gumantung saka panggunaan fenilamida, 3 - beda tingkat sensitivitas kanggo galur metalaxyl sajeroning sak baris klon (tabel. 1).
Spectra saka isozim
Tandha Isozyme biasane ora duwe kahanan eksternal, nuduhake warisan Mendelian lan minangka kodominant, saengga bisa mbedakake antara homo lan heterozygotes. Panganggone protein minangka panandha gen bisa dingerteni kabeh reorganisasi gedhe saka materi genetik, kalebu mutasi kromosom lan genom, lan substitusi asam amino tunggal.
Penelitian elektroforetik protein nuduhake manawa umume enzim ana ing organisme kanthi wujud sawetara fraksi sing beda-beda ing mobilitas elektroforetik. Pecahan kasebut minangka asil saka enkoding macem-macem bentuk enzim kanthi macem-macem loci (isozim utawa isozim) utawa dening alel sing beda ing lokus sing padha (allozim utawa alloenzim). Yaitu, isozim kalebu macem-macem bentuk siji enzim. Bentuk sing beda duwe kegiyatan katalitik sing padha, nanging beda karo substitusi asam amino siji ing peptida lan sing tanggung jawab. Bedane kaya kasebut dicethakake sajrone elektroforesis.
Nalika nyinaoni galur P. infestans, spektrum isoenzim saka rong protein, peptidase lan glukosa-6-fosfat isomerase digunakake (enzim iki monomorphic ing populasi Rusia, mula metode panaliten ora ditampilake ing karya iki). Kanggo misahake dadi isozim ing medan listrik, preparat protein sing diisolasi saka organisme sing diteliti ditrapake ing piring gel sing dilebokake ing medan listrik. Tingkat difusi protein individu ing gel gumantung karo muatan lan bobot molekul; mula, ing medan listrik, campuran protein dipisahake dadi pecahan sing beda, sing bisa digambarake kanthi nggunakake pewarna khusus.
Panaliten isoenzymes peptidase ditindakake ing gel selulosa-asetat, pati utawa polikrilamida. Sing paling trep yaiku metode adhedhasar panggunaan gel asetat selulosa sing diproduksi dening Helena Laboratories Inc. Ora mbutuhake bahan tes sing akeh banget, saéngga bisa entuk band sing kontras ing gel sawise elektroforesis kalorone enzim loci, implementasine ora mbutuhake wektu lan biaya bahan (Gbr. 2).
Sepotong miselium cilik ditransfer menyang mikrotube 1,5 ml, ditambahake 1-2 liter banyu sulingan. Sawise iku, sampel bakal homogenisasi (umpamane, nganggo bor listrik kanthi lampiran plastik sing cocog kanggo mikrotube) lan didhepake nganti 25 detik ing sentrifuge ing 13000 rpm. 8 μl saka saben mikrotube. supernatan ditransfer menyang piring aplikator.
Gel asetat selulosa dicopot saka wadhah penyangga, dibuwang ing antarane rong lembar kertas saring lan dilebokake nganggo lapisan kerja ing ndhuwur dhasar plastik aplikator. Solusi saka piring ditransfer dening aplikator menyang gel 2-4 kali. Gel kasebut ditransfer menyang ruangan elektroforesis,
Tabel 2. Komposisi solusi sing digunakake kanggo pewarnaan sel asetat selulosa ing analisis isoenzim peptidase, setetes cat (bromophenol biru) dilebokake ing pinggir gel.
TRIS HCl, 0,05M, Ph 8,0 2 ml
Peroksidase, 1000 U / ml 5 tetes
o-dianisidine, 4 mg / ml 8 tetes
MgCl2, 20 mg / ml 2 tetes
Gly-Leu, 15 mg / ml 10 tetes
L-amino-acid oxidase, 20 u / ml 2 tetes
Elektroforesis ditindakake sajrone 20 menit. ing 200 V. Sawise elektroforesis, gel kasebut ditransfer menyang meja lukisan lan diwarnai nganggo solusi lukisan khusus (Tabel 2). 10 ml agar DIFCO 1,6% sadurunge dicairake ing oven gelombang mikro, adhem nganti 60 ° C, banjur 2 ml agar dicampur karo campuran cat lan diwutahake menyang gel. Garis katon ing 15-20 menit. Reagen oksidase asam amino-L ditambahake langsung sadurunge dicampur larutan karo agar molten.
Ing populasi Rusia, lokus Pep 1 diwakili dening genotipe 100/100 lan 92/100. Homozygote 92/92 arang banget (udakara 0,1%). Locus Rehr 2 diwakili dening telung genotipe 100/100, 100/112, lan 112/112, lan kabeh 3 varian cukup umum (Elanky lan Smirnov, 2003, Gbr. 2).
Riset genom
Polimorfisme dawa fragmen watesan kanthi hibridisasi sabanjure (RFLP-RG 57)
DNA total diolah nganggo enzim watesan Eco R1, fragmen DNA dipisahake karo elektroforesis ing gel agarose. DNA nuklir gedhe banget lan duwe akeh urutan sing bola-bali, saengga angel nganalisis langsung akeh fragmen sing dipikolehi saka tumindak enzim watesan. Mula, fragmen DNA sing dipisahake ing gel ditransfer menyang membran khusus lan digunakake kanggo hibridisasi nganggo probe RG 57, sing kalebu nukleotida sing diwenehi label radioaktif utawa neon. Penyelidikan iki hibridisasi kanthi urutan genom sing bola-bali (Goodwin et al., 1992, Forbes et al., 1998). Sawise visualisasi asil hibridisasi ing materi cahya utawa radioaktif, profil hibridisasi multi-lokus (bekas driji) dipikolehi, diwakili dening 25-29 fragmen (Forbes et al., 1998). Keturunan seksual (klonal) bakal duwe profil sing padha. Kanthi susunan band ing elektroforetogram, kamiripan lan bedane organisme sing dibandhingake diadili.
Haplotipe DNA mitokondria
Ing umume sel eukariotik, mtDNA ditampilake ing bentuk molekul DNA bunder kaping pindho, sing ora kaya kromosom nuklir sel eukariotik, nurun semi-konservatif lan ora ana gandhengane karo molekul protein.
Genome mitokondria P. infestans diurutake, lan sawetara karya dikhususake kanggo analisis dawa fragmen watesan (Carter et al, 1990, Goodwin, 1991, Gavino, Fry, 2002). Sawise Griffith lan Shaw (1998) nggawe metode sing gampang lan cepet kanggo nemtokake haplotipe mtDNA, panandha iki dadi salah sawijining sing paling populer ing panliten P. Infestans. Inti metode kasebut kalebu amplifikasi berurutan rong fragmen DNA mitokondria (saka genom umum) kanthi primer F2-R2 lan F4-R4 (Tabel 3) lan watesan sabanjure karo enzim watesan MspI (fragmen kaping 1) lan EcoR1 (fragmen kaping 2). Cara kasebut ngidini sampeyan ngenali 4 haplotipe: Ia, IIa, Ib, IIb. Tipe II beda karo jinis I kanthi anané sisipan ukuran 1881 bp lan lokasi liya saka situs watesan ing wilayah P2 lan P4 (Gambar 3).
Wiwit taun 1996, ing antarane galur sing dikoleksi ing wilayah Rusia, mung haplotipe Ia lan IIa sing dicathet (Elansky et al., 2001, 2015). Dheweke bisa diidentifikasi sawise misahake produk watesan karo primer F2-R2 ing medan listrik (Gambar 4, 5). Jinis mtDNA digunakake ing analisis komparatif galur lan populasi. Ing pirang-pirang karya, jinis DNA mitokondria digunakake kanggo ngisolasi garis klonal lan paspor isolasi P. infestans (Botez et al., 2007; Shein et al., 2009). Nggunakake metode PCR-RFLP, disimpulake yen mtDNA heterogen ing galur infestans P. sing padha (Elansky and Milyutina, 2007). Kondisi amplifikasi: 1x (500 detik. 94 ° C), 40x (30 detik. 90 ° C, 30 detik 52 ° C, 90 detik 72 ° C); 1x (5 mnt. 72 ° C). Campuran reaksi: (20 μl): 0,2 U Taq DNA polimerase, 1x 2,5 mM MgCl2-Taq buffer, 0,2 mM saben dNTP, 30 pM primer lan 5 ng DNA sing dianalisis, banyu sing dikonsumsi - nganti 20 μl.
Watesan produk PCR ditindakake 4-6 jam kanthi suhu 37 ° C. Campuran watesan (20 μl): 10x MspI (2 μl), buffer watesan 10x (2 μl), banyu deionisasi (6 μl), produk PCR (10 μl).
Tabel 3. Primer digunakake kanggo nambah wilayah polimorfik mtDNA
Lokus | Dhasar | Dawa utama lan panggonan seko | Dawa produk PCR | Watesan |
---|---|---|---|---|
P2 | F2: 5'- TTCCCTTTGTCCTACCGAT | 21; 13619-13639 | 1070 | MspI |
R2: 5'- TTACGGCGGTTTAGCACATACA | 22; 14688-14667 | |||
P4 | F4: 5'- TGGTCATCCAGAGGTTTATGTT | 22; 9329-9350 | 964 | EcoRI |
R4:5 - CCGATACCGATACCAGCACCAA | 22; 10292-10271 |
Penguatan primer acak (RAPD)
Nalika nindakake RAPD, siji primer digunakake (kadang sawetara primer bebarengan) kanthi urutan nukleotida sing sewenang-wenang, umume 10 nukleotida, kanthi isi dhuwur (saka 50%) nukleotida GC lan suhu annealing rendah (udakara 35 ° C). Primer kaya "ndharat" ing pirang-pirang situs komplemen ing genom. Sawise amplifikasi, dipikolehi jumlah ampli sing akeh. Nomer kasebut gumantung saka primer sing digunakake lan kahanan reaksi (konsentrasi MgCl2 lan suhu anil).
Visualisasi amplopon ditindakake kanthi distilasi ing polyacrylamide utawa agarose gel. Nalika nganakake analisis RAPD, kudu ngawasi kanthi tliti babagan kemurnian materi sing dianalisis, amarga kontaminasi karo obyek urip liyane bisa nyebabake paningkatan jumlah artefak sing signifikan, sing akeh dianalisis bahan murni (Perez et al, 1998). Panggunaan metode iki ing panelitian genome P. infestans dibayangke ing pirang-pirang karya (Judelson, Roberts, 1999, Ghimire et al., 2002, Carlisle et al., 2001). Pilihan kahanan reaksi lan primer (51 primer nukleotida ditliti) diwenehake ing artikel kasebut dening Abu-El Samen et al., (10).
Analisis Repeat Mikrosatelit (SSR)
Ulangan mikrosatelit (mbaleni urutan ringkes, SSR) kanthi tandem mbaleni urutan cendhak 1-3 (kadhang nganti 6) nukleotida sing ana ing genom nuklir kabeh eukariota. Nomer pengulangan berturut-turut bisa beda-beda saka 10 nganti 100. Alat satelit mikro karo frekuensi sing cukup dhuwur lan kurang luwih rata disebar ing saindhenging genom (Lagercrantz et al., 1993). Urutan polimorfemisme urutan mikrosatelit digandhengake karo beda nomer pengulangan motif dhasar. Panandha microsatelit minangka codominant, sing ndadekake bisa digunakake kanggo nganalisis struktur populasi, nemtokake kekirangan, jalur migrasi genotipe, lsp. Antarane kaluwihan marker kasebut, kudu dicathet polimorfisme sing dhuwur, reprodukitas sing apik, netralitas, lan kemampuan nindakake analisis lan evaluasi otomatis. Analisis polimorfisme ulangan mikrosatelit ditindakake dening amplifikasi PCR kanthi nggunakake primer sing komplementer ing urutan unik ing fluking microsatelit. Wiwitane, analisis ditindakake kanthi misahake produk reaksi ing gel poliakarryamida. Banjur, karyawan perusahaan Applied Biosystems ngusulake nggunakake primer kanthi fluoresensi kanthi deteksi produk reaksi nggunakake detektor laser otomatis (Diehl et al., 1990), lan banjur sequencer DNA otomatis standar (Ziegle et al., 1992). Label primer kanthi macem-macem pewarna neon ngidini sampeyan nganalisa sawetara panandha sekaligus ing siji jalur lan, kanthi mangkono, bisa nambah produktivitas kanthi cara lan nambah akurasi analisis.
Publikasi pisanan sing digunakake kanggo nggunakake analisis SSR kanggo sinau P. infestans muncul ing wiwitan taun 2000an. (Knapova, Gisi, 2002). Ora kabeh panandha sing diusulake pangarang nuduhake tingkat polimorfisme sing cukup, nanging, loro ing antarane (4B lan G11) kalebu ing set 12 marker SSR sing diusulake dening Lees et al. (2006) lan banjur diadopsi dening jaringan riset Eucablight (www.eucablight .org) minangka standar kanggo P. infestans. Sawetara taun sabanjure, sawijining panliten diterbitake babagan nggawe sistem kanggo analisis multiplex P. infestans DNA adhedhasar wolung marker SSR (Li et al., 2010). Pungkasan, sawise ngevaluasi kabeh spidol sing wis diusulake sadurunge lan milih sing paling informatif, uga ngoptimalake primer, label neon, lan kondisi amplifikasi, tim panulis sing padha nyedhiyakake sistem kanggo analisis multiplex siji langkah, kalebu 12 marker (Tabel 4; Li et al. , 2013a). Primer sing digunakake ing sistem iki dipilih lan diwenehi label salah siji saka patang markas neon (FAM, VIC, NED, PET) saéngga kisaran ukuran alel saka primer kanthi label sing padha ora tumpang tindih.
Panulis nindakake analisis ing ampli PTC200 (MJ Research, USA) nggunakake kit PCR multiplex QIAGEN utawa QIAGEN Typeit mikrosatelit PCR. Volume campuran reaksi yaiku 12.5 μL. Kondisi amplifikasi kaya ing ngisor iki: kanggo QIAGEN multiplex PCR: 95 ° C (15 min), 30x (95 ° C (20 sec), 58 ° C (90 detik), 72 ° C (60 detik), 72 ° C (20 min); kanggo QRAGEN Mikro-satelit PCR: 95 ° C (5 min), 28x (95 ° C (30 sec), 58 ° C (90 sec), 72 ° C (20 sec), 60 ° C (30 min).
Pemisahan lan visualisasi produk PCR ditindakake kanthi nggunakake analisa DNA kapiler otomatis ABI3730 (Applied Biosystems).
Tabel 4. Karakteristik 12 marker SSR standar sing digunakake kanggo genotipe P. Infestans (Li et al., 2013a)
Judhul | Jumlah alel | Ukuran ukuran alel (bp) | Dhasar |
PiG11 | 13 | 130-180 | F: NED-TGCTATTTATCAAGCGTGGG R: GTTTCAATCTGCAGCCGTAAGA |
ft02 | 4 | 255-275 | F: NED-ACTTGCAGAACTACCGCCC R: GTTTGACCACTTTCCTCGGTTC |
PinfSSR11 | 4 | 325-360 | F: NED-TTAAGCCACGACATGAGCTG R: GTTTAGACAATTGTTTGTGGGTCGC |
D13 | 16 | 100-185 | FAM-TGCCCCCTGCTCACTC R: GCTCGAATTCATTTTACAGACTTG |
PinfSSR8 | 4 | 250-275 | FAM-AATCTGATCGCAACTGAGGG R: GTTTACAAGATACACACGTCGCTCC |
PinfSSR4 | 7 | 280-305 | F: FAM-PointsTGTTCGAGTATGCGACG R: GTTTCACTTCGGGAGAAAGGCTTC |
ft04 | 4 | 160-175 | F: VIC-AGCGGCTTTACCGATGG R: GTTTCAGCGGCTGTTTCGAC |
ft70 | 3 | 185-205 | F: VIC-ATGAAAAATACGTCAATGCTCG R: CGTTGGATATTTCTATTTCTTCG |
PinfSSR6 | 3 | 230-250 | F: GTTTTGGTGGGGCTGAAGTTT R: VIC-TCGCCACAAGATTTATTCCG |
ft63 | 3 | 265-280 | F: VIC-ATGACGAAGATGAAAGTGAGG R: CGTATTTTCCTGTTATCTAACACC |
PinfSSR2 | 3 | 165-180 | F: PET-CGACTTCTACATCAACCGGC R: GTTGCTTGGACTGCGTCTTTAGC |
Pi4B | 5 | 200-295 | F: PET-AAAATAAAGCCTTTGGTTCA R: GCAAGCGAGGTTTGTAGATT |
Tuladha nggambarake asil analisis ditampilake ing Fig. 6. Asil dianalisis nggunakake piranti lunak GeneMapper 3.7 kanthi mbandhingake data sing dipikolehi karo sing diisolasi. Kanggo nggampangake interpretasi asil analisis, kudu nyakup 1-2 isolasi referensi kanthi genotipe sing dingerteni ing saben panliten.
Metode riset sing diusulake diuji kanthi sawetara sampel lapangan, lan penulis nggawe protokol standar antara laboratorium loro organisasi, The James Hutton Institute (UK) lan Wageningen University & Research (Walanda), sing uga bisa nggunakake kertu FTA standar kanggo sing disederhanakake. koleksi lan pangiriman conto P. infestans DNA supaya bisa ngobrol babagan kemungkinan panggunaan komersial pangembangan iki. Kajaba iku, metode genotyping P. infestans isolasi kanthi cepet lan akurat nggunakake analisis SSR multiplex bisa nggawe panelitian standarisasi populasi patogen iki ing skala global, lan nggawe database donya ing pungkasan blight sajrone kerangka proyek Eucablight (www.eucablight.org), kalebu , kalebu asil analisis mikrosatelit, saéngga bisa nglacak kedadeyan lan panyebaran genotipe anyar ing saindenging jagad.
Polimorfisme fragmen dawa fragmen watesan (AFLP). AFLP (polimorfisme dawa fragmen amplifikasi) minangka teknologi kanggo ngasilake spidol molekul acak nggunakake primer tartamtu. Ing AFLP, DNA diobati kanthi kombinasi rong enzim watesan. Adaptor spesifik digandhengake ing ujung caket fragmen watesan.
Fragmen kasebut banjur dikuatake kanthi nggunakake tambahan primer kanggo urutan adapter lan situs watesan, lan uga nggawa siji utawa luwih basis acak ing ujung 3 '. Kumpulan fragmen sing dipikolehi gumantung karo enzim watesan lan nukleotida sing dipilih kanthi acak ing ujung 3'-primer (Vos et al., 1995). AFLP - genotyping digunakake kanggo nyinaoni variasi genetik maneka organisme kanthi cepet.
Katrangan rinci babagan metode kasebut diwenehake ing karya Mueller, Wolfenbarger, 1999, Savelkoul et al., 1999. Akeh karya mbandhingake resolusi metode AFLP lan SSR sing ditindakake dening peneliti China. Karakteristik fenotipe lan genotipe 48 P. infestan isolat sing dikoleksi saka limang wilayah ing China Lor ditliti. Spektrum AFLP mbukak wolung genotipe DNA sing beda, beda karo genotipe SSR, sing ora ditemokake keragaman (Guo et al., 2008).
Amplifikasi karo primer homologis karo urutan unsur seluler
Spidol asale saka urutan retrotransposons gampang banget kanggo pemetaan genetik, paneliten babagan keragaman genetik lan proses evolusi (Schulman, 2006). Yen sepisanan digawe kanggo nglengkapi urutan stabil saka unsur seluler tartamtu, bisa nambah wilayah genom sing ana ing antarane. Ing panliten babagan agen penyebab blight pungkasan, metode kanggo nambah bagean saka genom kanthi nggunakake tambahan primer kanggo urutan inti retropazone SINE (Elemen Nuklir Interspersi Singkat) wis sukses ditrapake (Lavrova lan Elansky, 2003). Nggunakake metode iki, bedane dicethakake sanajan turunan aseksual saka siji isolat. Ing babagan iki, disimpulake manawa metode inter - SINE - PCR spesifik banget lan tingkat gerakan unsur SINE ing genom Phytophthora dhuwur.
Ing genom P. infestans, 12 kulawarga retrotransposon cendhak (SINE) wis diidentifikasi; distribusi spesies retrotransposon cekak diteliti, unsur (SINE) diidentifikasi sing ditemokake ing genom mung P. infestans (Lavrova, 2004).
Fitur aplikasi metode studi komparatif galur ing panelitian populasi
Nalika ngrancang sinau, kudu ngerti kanthi jelas target sing ditindakake lan nggunakake metode sing cocog. Dadi, sawetara cara ngidini ngasilake akeh fitur panandha independen, nanging ing wektu sing padha kurang reproduksi lan gumantung banget karo reagen sing digunakake, kahanan reaksi, lan kontaminasi materi sing ditliti. Mula, ing saben panelitian klompok galur, kudu nggunakake sawetara isolat standar (referensi), nanging sanajan ing kasus iki, asil sawetara eksperimen angel banget dikombinasikake.
Klompok cara iki kalebu RAPD, AFLP, InterSSR, InterSINE PCR. Sawise amplifikasi, akeh fragmen DNA kanthi ukuran beda dipikolehi. Disaranake nggunakake teknik kasebut yen kudu mbedakake galur sing ana gandhengane (keturunan tuwa, jinis-mutan, lan liya-liyane), utawa yen dibutuhake analisis rinci babagan conto cilik. Dadi, metode AFLP digunakake kanthi akeh ing pemetaan genetik P. infestans (van der Lee et al., 1997) lan ing panelitian intrapopulasi (Knapova, Gisi, 2002, Cooke et al, 2003, Flier et al, 2003). Cara kasebut ora cocog digunakake nalika nggawe database galur, amarga praktis ora bisa nggabungake akuntansi asil nalika nganalisa ing laboratorium sing beda.
Sanajan katon gamblang lan kacepetan eksekusi (isolasi DNA tanpa pemurnian, amplifikasi, visualisasi asil sing apik), klompok metode iki mbutuhake panggunaan metode khusus kanggo nyathet asil: distilasi gel polikrilamida kanthi primer kanthi label (radioaktif utawa luminescent) lan pencahayaan cahya utawa materi radioaktif sabanjure. Pencitraan gel agarose etidium bromide konvensional umume ora cocog karo metode kasebut amarga sebilangan gedhe fragmen DNA kanthi ukuran beda bisa nyawiji.
Cara liya, kanthi nalisir, ngidini ngasilake sawetara fitur kanthi reproduksi sing dhuwur banget. Klompok iki kalebu panelitian haplotipe DNA mitokondria (mung rong haplotipe Ia lan IIa sing kacathet ing Rusia), jinis kawin (umume isolat dipérang dadi 2 jinis: A1 lan A2, SF sing subur dhewe arang ditemokake) lan spektra isozim peptidase (loro loci Pep1 lan Pep2 , sing ana loro isozim) lan glukosa-6-fosfat isomerase (ing Rusia ora ana variasi ing sifat iki, sanajan polimorfisme signifikan dicathet ing negara liya ing saindenging jagad). Disaranake nggunakake fitur-fitur kasebut nalika nganalisa koleksi, nyusun database regional lan global. Ing kasus analisis isozim lan haplotipe DNA mitokondria, bisa uga ora nindakake galur standar, nalika ing analisis jinis kawin, dibutuhake rong isolasi tes kanthi jinis kawin sing dingerteni.
Kondisi reaksi lan reagen mung bisa mengaruhi kontras produk ing elektroforetogram; manifestasi artefak ing jinis-jinis panliten iki ora bisa ditindakake.
Saiki, mayoritas populasi ing bagean Eropa ing Rusia diwakili dening galur kalor jinis (Tabel 6), ing antarane kalebu isolat karo jinis Ia lan IIa DNA mitokondria (jinis mtDNA liyane sing ditemokake ing jagad iki durung ditemokake ing Rusia sawise taun 1993). Spektrum isozymes peptidase diwakili dening rong genotipe ing lokus Pep1 (100/100, 92/92 lan heterozygote 92/100, lan genotipe 92/92 arang banget (<0,3%)) lan rong genotipe ing lokus Pep 2 (100/100 , 112/112 lan heterozygote 100/112, kanthi genotipe 112/112 kedadeyan kurang asring tinimbang 100/100, nanging uga asring banget).
Ora ana variabilitas ing spektrum isoenzim glukosa-6-fosfat isomerase sawise taun 1993 (ngilangi garis klon US-1); kabeh isolat sing diteliti duwe genotipe 100/100 (Elansky lan Smirnov, 2002).
Klompok metode kaping telu ngidini entuk klompok fitur panandha independen kanthi reproduksi sing dhuwur. Saiki, klompok iki kalebu probe RFLP-RG57, sing ngasilake 25-29 fragmen DNA kanthi ukuran sing beda-beda. RFLP-RG57 bisa digunakake nalika nganalisa conto lan nyusun database. Nanging, cara iki luwih larang tinimbang sing sadurunge, butuh wektu akeh, lan mbutuhake DNA sing cukup dimurnekake kanthi cukup. Mula, panliti kepeksa matesi volume materi sing wis dites.
Pangembangan RFLP-RG57 ing wiwitan taun 90an abad kepungkur kanthi nyata nambah studi populasi agen penyebab penyakit pungkasan. Iki dadi dhasar metode adhedhasar pilihan lan analisis "Clonal lines" (pirsani ing ngisor iki). Bebarengan karo RFLP-RG57, jinis kawin, sidik jari DNA (metode RFLP-RG57), spektrum isoidazim peptidase lan glukosa-6-fosfat isomerase, lan jinis DNA mitokondria digunakake kanggo ngenali garis klonal. Thanks kanggo dheweke, ditampilake al., 1994), pengganti populasi lawas karo populasi anyar (Drenth et al, 1993, Sujkowski dkk, 1994, Goodwin et al, 1995a), lan garis keturunan klonal sing ana ing pirang-pirang negara ing jagad iki diidentifikasi. Sinau babagan galur Rusia nggunakake metode iki nuduhake polimorfisme genotipe sing dhuwur saka galur bagean Eropa lan monomorfisme saka populasi ing sisih Asia lan Timur Jauh ing Rusia (Elansky et al, 2001). Lan saiki metode iki tetep dadi sing utama ing panelitian populasi P. infestans. Nanging, distribusi sing amba bisa ngalangi biaya lan intensitas tenaga kerja sing luwih dhuwur nalika nindakake.
Teknik liyane sing janjeni sing arang digunakake ing panliten P. infestans yaiku analisis mbaleni mikrosatelit (SSR). Saiki, cara iki digunakake kanggo ngisolasi garis klonal. Kanggo analisis galur, ciri penanda fenotipe kaya anane gen virulensi tumrap varietas kentang (Avdey, 1995, Ivanyuk dkk, 2002, Ulanova dkk., 2003) lan tomat digunakake (lan terus digunakake). Saiki, gen virulensi kanggo varietas kentang wis ilang regane minangka sipat pananda kanggo panelitian populasi amarga anane jumlah gen virulensi maksimum (utawa cedhak) ing mayoritas isolat. Ing wektu sing padha, gen virulensi T1 kanggo kultivar tomat sing nggawa gen Ph1 sing cocog isih sukses digunakake minangka sipat marker (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al., 2003).
Ing pirang-pirang karya, resistensi tumrap fungisida digunakake minangka sipat panandha. Sipat kasebut ora dikarepake digunakake ing panelitian populasi amarga katon gampang mutasi resistensi ing garis klonal sawise aplikasi metalaxyl- (utawa mefenoxam-) sing ngemot fungisida ing lapangan. Contone, beda tingkat level resistensi sing signifikan ditampilake ing garis klonal Sib1 (Elansky et al., 2001).
Mangkono, jinis kawin, spektrum isoenzim peptidase, jinis DNA mitokondria, RFLP-RG57, SSR minangka fitur panandha sing disenengi kanggo nggawe bank data lan galur label ing koleksi. Kanggo mbandhingake conto winates, yen perlu kanggo ngetrapake jumlah fitur pananda maksimum, sampeyan bisa nggunakake AFLP, RAPD, InterSSR, PCR Antar-SINE (Tabel 5). Nanging, kudu dielingi manawa metode kasebut ora bisa reproduksi, lan ing saben eksperimen (siklus elektroforesis amplifikasi) kudu nggunakake sawetara isolasi referensi.
Tabel 5. Mbandhingake macem-macem cara riset galur P. infestans
ukuran | TS | Pulisi Isofer | MtDNA | RFLP-RG57 | RAPD | ISSR | SSR | AFLP | Pdt |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Jumlah informasi | Н | Н | Н | С | В | В | С | В | В |
Reproduksi | В | В | В | В | Н | Н | С | С | С |
Kamungkinan artefak | Н | Н | Н | Н | В | С | Н | С | В |
biaya | Н | С | Н | В | Н | Н | Н | С | Н |
Input tenaga kerja | Н | Н | Н | В | NS * | NS * | Н | С | NS * |
Kacepetan analisis ** | В | Н | Н | С | Н | Н | Н | Н | Н |
Cathetan: H - endhek, C - medium, B - dhuwur; НС * - Intensitas tenaga kerja kurang nalika nggunakake gel agarose utawa kanthi otomatis
genotyper, medium - kanthi distilasi gel polyacrylamide kanthi primer kanthi label,
** - ora ngetung wektu sing digunakake kanggo nambah miselium kanggo isolasi DNA.
Struktur pedunung
Garis klonal
Tanpa anané rekombinasi utawa kontribusi sing ora pati penting kanggo struktur populasi, populasi kalebu sawetara klon, ijol-ijolan genetik ing antarane langka banget.
Ing populasi kaya ngono, luwih informatif kanggo sinau ora frekuensi gen individu, nanging frekuensi genotipe sing duwe asal usul (garis keturunan klonal utawa garis keturunan klonal) lan mung beda karo mutasi titik. Studi populasi patogen blight pungkasan lan analisis garis klonal wis nyepetake kanthi signifikan wiwit ana metode RFLP-RG57 ing wiwitan taun 90an abad kepungkur. Bebarengan karo RFLP-RG57, jinis kawin, spektrum isoidzim isomerase peptidase lan glukosa-6-fosfat, lan jinis DNA mitokondria kanggo ngenali garis klonal. Karakteristik garis klon sing paling umum dituduhake ing Tabel 6.
Klon US-1 nguwasani populasi ing endi wae nganti pungkasan taun 80an, sawise wiwit diganti klon liyane lan ilang saka Eropa lan Amerika Utara. Saiki ditemokake ing Timur Jauh (Filipina, Taiwan, China, Jepang, Korea, Koh et al., 1994, Mosa et al, 1993), ing Afrika (Uganda, Kenya, Rwanda, Goodwin et al, 1994, Vega-Sanchez et al., 2000; Ochwo et al., 2002) lan ing Amerika Selatan (Ekuador, Brasil, Peru, Forbes et al., 1997, Goodwin et al., 1994). Ora ana galur sing ana gandhengane karo garis AS-1 ing Australia wae. Ternyata, isolat P. infestans teka ing Australia kanthi gelombang migrasi liyane (Goodwin, 1997).
Klone US-6 migrasi saka Meksiko sisih lor menyang California ing pungkasan taun 70an lan nyebabake epidemi kentang lan tomat sawise 32 taun bebas penyakit. Amarga agresivitas sing dhuwur, mula ngganti Klone US-1 lan wiwit nguwasani pesisir kulon Amerika Serikat (Goodwin et al., 1995a).
Genotipe US-7 lan US-8 ditemokake ing Amerika Serikat ing taun 1992, lan wis ing taun 1994 disebar ing Amerika Serikat lan Kanada. Sajrone salah sawijining musim lapangan, klon US-8 bisa meh ngganti klon US-1 ing plot kentang sing wiwitane kena infeksi kalor klone kanthi konsentrasi sing padha (Miller lan Johnson, 2000).
Klon BC-1 nganti BC-4 wis diidentifikasi ing British Columbia ing sawetara isolat saka Goodwin et al., 1995b). Klon US-11 nyebar nyebar ing Amerika Serikat lan ngganti US-1 ing Taiwan. Klon JP-1 lan EC-1, bebarengan karo klon US-1, umume ing Jepang lan Ekuador (Koh et al., 1994; Forbes et al., 1997).
SIB-1 minangka klon sing menang ing Rusia ing wilayah sing wiyar saka wilayah Moskow nganti Sakhalin. Ing wilayah Moskow, ditemokake ing taun 1993, lan sawetara populasi lapangan kalebu utamane galur garis klonal iki, sing tahan banget karo metalaxyl. Sawise taun 1993, prevalensi klone iki mudhun saya gedhe. Ing njaba Ural ing taun 1997-1998, SIB-1 ditemokake ing endi wae, kajaba karo Wilayah Khabarovsk (klone SIB-2 nyebar ing kana). Pemisahan klon spasial kanthi macem-macem jinis kawin ora kalebu proses seksual ing Siberia lan Timur Jauh. Ing wilayah Moskow, beda karo Siberia, populasi diwakili dening akeh klon; meh kabeh isolat duwe genotipe multilocus unik (Elansky et al., 2001, 2015). Keragaman iki ora bisa dingerteni mung dening impor galur jamur saka macem-macem belahan jagad kanthi bahan winih impor. Amarga kaloro jinis kawin kasebut kedadeyan ing populasi, bisa uga keanekaragamane uga amarga rekombinasi. Mula, ing British Columbia, munculna genotipe BC-2, BC-3, lan BC-4 dianggep amarga hibridisasi klon BC-1 lan US-6 (Goodwin dkk, 1995b). Bisa uga galur hibrida ditemokake ing populasi Moskow. Contone, galur MO-4, MO-8 lan MO-11 heterozigot kanggo lokus PEP bisa dadi hibrida ing antarane galur MO-12, MO-21, MO-22, duwe jinis kawin A2 lan homozygous kanggo siji alel lokus PEP lan galur MO-8, duwe jinis kawin A1 lan homozygous kanggo alel lokus liyane. Lan yen iki kedadeyan, lan ing populasi modern P. infestans ana cenderung nambah peran proses seksual, mula angka informasi analisis klon multilocus bakal mudhun (Elansky et al., 2001, 2015).
Variasi ing garis klonal
Nganti taun 90an abad kaping 20, garis klon US-1 nyebar ing jagad iki. Umume populasi lapangan lan regional kalebu eksklusif saka galur kanthi genotipe US-1. Nanging, beda-beda ing antarane isolat uga diamati, kemungkinan besar disebabake proses mutasi. Mutasi kedadeyan ing DNA nuklir lan mitokondria lan kena pengaruh, antara liya, tingkat resistensi obat-obatan phenylamide lan jumlah gen virulensi. Garis sing beda karo genotipe asli kanthi mutasi dituduhake kanthi nomer tambahan sawise titik kasebut ngetutake jeneng genotipe asli (contone, garis mutan US-1.1 saka garis klonal US-1). Baris DNA sidik jari US-1.5 lan US-1.6 ngemot garis aksesori kanthi ukuran sing beda-beda (Goodwin et al., 1995a, 1995b); garis klonal US-6.3 uga beda karo US-6 kanthi siji garis aksesori (Goodwin, 1997, Tabel 7).
Ing panelitian DNA mitokondria, ditemokake mung DNA mitokondria tipe 1b sing ditemokake ing garis klonal US-1 (Carter et al., 1990). Nanging, ing panelitian galur garis keturunan klonal iki saka Peru lan Filipina, isolat ditemokake jinis DNA mitokondria beda karo 1b nalika ana sisipan lan pambusakan (Goodwin, 1991, Koh et al., 1994).
Tabel 6. Genotipe multilocus saka sawetara garis clonal P. infestans
Judhul | Jinis kawin | Isozymes | Sidik jari DNA | Jinis MtDNA | |
GPI | PEP | ||||
US-1 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010110011E + 24 | Ib |
US-2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111000000011E + 24 | - |
US-4 | A1 | 100/100 | 92/92 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111110010011E + 24 | IIb |
US-7 | A2 | 100/111 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 | Ia |
US-8 | A2 | 100/111/122 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 | Ia |
US-9 | A1 | 100/100 | 83/100 | * | - |
US-10 | A2 | 111/122 | 100/100 | - | - |
US-11 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0101110010011E + 24 | IIb |
US-12 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | - |
US-14 | A2 | 100/122 | 100/100 | 1.0000000000011E + 24 | - |
US-15 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
US-16 | A1 | 100/111 | 100/100 | 1.0001100010011E + 24 | - |
US-17 | A1 | 100/122 | 100/100 | 1.0100010000011E + 24 | - |
US-18 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
US-19 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010000011E + 24 | Ia |
EC-1 | A1 | 90/100 | 96/100 | 1.1111010010011E + 24 | IIa |
SIB-1 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
SIB-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 | IIa |
SIB-3 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.1001010100011E + 24 | IIa |
MO-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
MO-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
MO-3 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101000010011E + 24 | IIa |
MO-4 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0101110110011E + 24 | IIa |
MO-5 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001010010011E + 24 | IIa |
MO-6 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010010011E + 24 | Ia |
MO-7 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
MO-8 | A1 | 100/100 | 92/92 | 1.0101100010011E + 24 | IIa |
MO-9 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | IIa |
MO-10 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101100000011E + 24 | Ia |
MO-11 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010010011E + 24 | Ia |
MO-12 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010010011E + 24 | Ia |
MO-13 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | Ia |
MO-14 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.01010010011E + 22 | Ia |
MO-15 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.101110010011E + 23 | Ia |
MO-16 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000000011E + 24 | IIa |
MO-17 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1.0101010110011E + 24 | Ib |
MO-18 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101110010011E + 24 | IIa |
MO-19 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | IIa |
MO-20 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | IIa |
MO-21 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | IIa |
Cathetan: * - ora ana data.
Tabel 7. Genotipe multilocus lan garis mutane
Judhul | Jinis kawin | | Sidik Jari DNA (RG57) | Cathetan | |
GPI | PEP-1 | ||||
US-1 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101000110011 | Genotipe asli 1 |
US-1.1 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101011001101000110011 | Mutasi ing PEP |
US-1.2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101010001101000110011 | Mutasi ing RG57 |
US-1.3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101001001101000110011 | Mutasi ing RG57 |
US-1.4 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101010001101000110011 | Mutasi ing RG57 lan PEP |
US-1.5 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101010110011 | Mutasi ing RG57 |
US-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010110011 | Genotipe asli 2 |
US-6.1 | A1 | 100/100 | 92 /92 | 1011111001001100010110011 | Mutasi ing PEP |
US-6.2 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011101001001100010110011 | Mutasi ing RG57 |
US-6.3 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001011100010110011 | Mutasi ing RG57 |
US-6.4 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1011011001001100010110011 | Mutasi ing RG57 lan PEP |
US-6.5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010010011 | Mutasi ing RG57 |
BR-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1011101000001100001111011 | Genotipe asli 3 |
BR-1.1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1010101000001100001110011 | Mutasi ing RG57 |
Uga ana owah-owahan spektrum isozim. Minangka aturan, dheweke disebabake dening rusak organisme sing wiwitane heterozigot kanggo enzim iki dadi enzim homozigot. Ing taun 1993, ing woh-wohan tomat, kita nemtokake galur kanthi ciri khas US-1: sidik jari RG57, jinis DNA mitokondria, lan genotipe 86/100 kanggo glukosa-6-fosfatzomerase, nanging homozygous (100/100) kanggo lokus peptidase pisanan heterozigot 92/100 khas garis klon iki. Kita menehi genotipe galur iki MO-17 (Tabel 6). Garis mutant US-1.1 lan US-1.4 uga beda karo US-1 kanthi mutasi ing lokus peptidase pisanan (Tabel 7).
Mutasi sing nyebabake owah-owahan jumlah gen virulensi kanggo varietas kentang lan tomat umume. Dheweke kacathet ing antarane isolat garis klonal US-1 ing populasi saka Walanda (Drenth et al., 1994), Peru (Goodwin et al., 1995a), Polandia (Sujkowski dkk, 1991), Amerika Utara sisih Lor (Goodwin et al., ., 1995b). Bedane jumlah gen virulensi kentang uga dicathet ing antarane isolat garis klonal US-7 lan US-8 ing Kanada lan Amerika Serikat (Goodwin et al., 1995a), ing antarane isolat saka garis SIB-1 ing bagean Asia ing Rusia (Elansky et al, 2001 ).
Isolasi kanthi beda tingkat resistensi obat phenylamide diidentifikasi ing populasi lapangan monoklonal, kabeh kalebu garis klon Sib-1 (Elansky et al, 2001, Tabel 1). Meh kabeh galur garis klonal US-1 sensitif banget karo metalaxyl; nanging, isolat sing tahan banget saka garis iki diisolasi ing Filipina (Koh et al., 1994) lan ing Irlandia (Goodwin et al., 1996).
Populasi modern P. infestans
Amerika Tengah (Mexico)
Populasi P. infestans ing Meksiko beda banget karo populasi donya liyane, sing utamane amarga posisi sejarah. Akeh panliten babagan populasi iki lan spesies P. infestans sing ana gandhengane karo klompok Phytophthora, uga spesies lokal saka genus Solanum, nyebabake kesimpulan yen evolusi patogen ing bagean tengah Meksiko kedadeyan bebarengan karo evolusi tetanduran tuan rumah lan digandhengake karo rekombinasi seksual (Grünwald, Flier , 2005). Kaloro jinis kawin kasebut diwakili ing populasi, lan kanthi proporsi sing padha, lan anané oospora ing lemah, ing tanduran lan umbi kentang lan spesies Solanum sing ana gandhengane nandheske anane proses seksual ing populasi (Fernández-Pavía dkk, 2002). Panaliten anyar Lembah Toluca lan lingkungane (pusat asal usul patogen kasebut) negesake keragaman genetik ing populasi lokal P. infestans (134 genotipe multilocus ing sampel 176 conto) lan anane sawetara subpopulasi sing beda ing wilayah kasebut (Wang et al., 2017). Faktor sing nyumbang kanggo diferensiasi iki yaiku divisi spasial subpopulasi karakteristik dataran tinggi dataran tengah Meksiko, beda-beda ing kondisi budidaya lan varietas kentang sing digunakake ing lembah lan gunung, lan anane spesies Solanum tuberous liar sing bisa dadi host alternatif (Fry et al ., 2009).
Nanging, kudu dielingake manawa populasi P. infestans ing sisih lor Meksiko asipat klonal lan luwih mirip karo populasi Amerika Utara, sing bisa uga nuduhake manawa iki minangka genotipe anyar (Fry et al., 2009).
Amerika Utara
Populasi Amerika Utara P. infestans mesthi duwe struktur sing gampang banget lan karakter klonal didegake sadurunge digunakake analisis mikrosatelit. Nganti taun 1987, garis klon US-1 didominasi ing Amerika Serikat lan Kanada (Goodwin et al., 1995). Ing pertengahan taun 70-an, nalika fungisida adhedhasar metalaxyl muncul, klon iki wiwit diganti karo genotipe liyane sing luwih tahan sing bermigrasi saka Meksiko (Goodwin et al., 1998). Ing pungkasan taun 90an. genotipe US-8 rampung ngganti genotipe US-1 ing Amerika Serikat lan dadi garis klon dominan kentang (Fry et al., 2009; Fry et al., 2015). Kahanan kasebut beda karo tomat, sing terus-terusan ngemot pirang-pirang garis klonal, lan komposisine ganti taun dadi taun (Fry et al., 2009).
Ing taun 2009, epidemi skala malem pungkasan nyebar ing Amerika Serikat babagan tomat. Fitur pandemi iki yaiku wiwitane meh bebarengan ing pirang-pirang panggonan ing sisih lor Amerika Serikat, lan ternyata digandhengake karo penjualan bibit tomat sing kena infeksi gedhe ing pusat kebon gedhe (Fry et al., 2013). Kerugian panen gedhe banget. Analisis mikrostruktur satelit saka sampel sing kena pengaruh nuduhake manawa galur pandemi kalebu jinis klonal US-22 A2 jinis kawin. Ing taun 2009, pangsa genotipe iki ing pedunung P. infestans ing Amerika tekan 80% (Fry et al., 2013). Ing taun-taun sabanjure, proporsi genotipe agresif US-23 (utamane kanggo tomat) lan US-24 (ing kentang) terus saya mundhak, nanging sawise taun 2011, tingkat deteksi US-24 mudhun sacara signifikan, lan nganti saiki, udakara 90% populasi patogen ing Amerika Serikat diwakili dening genotipe US-23 (Fry et al., 2015).
Ing Kanada, kaya ing Amerika Serikat, ing pungkasan taun 90an. genotipe dominan US-1 diganti karo US-8, posisi dominan tetep ora diganti nganti taun 2008. Ing Kanada, ana epidemi penyakit parah pungkasan sing ana gandhengane karo penjualan bibit tomat sing kena infeksi, nanging disebabake genotipe US-2009 lan US-2010 (Kalischuk et al., 23). Beda geografis sing jelas saka genotipe kasebut luar biasa: US-8 nguwasani provinsi kulon Kanada (2012%), dene US-23 nguwasani provinsi wetan (68%). Ing taun-taun sabanjure, AS-8 nyebar menyang wilayah wétan; nanging umume, panganggone ing populasi rada mudhun saka latar mburi genotipe AS-83 lan US-23 ing negara kasebut (Peters et al., 22). Nganti saiki, US-24 njaga posisi dominan ing saindenging Kanada; US-2014 saiki ana ing British Columbia, dene US-23 lan US-8 ana ing Ontario (Peters, 23).
Dadi, populasi Amerika Utara infestan P. umume kalebu garis klon. Sajrone 40 taun kepungkur, jumlah genotipe clonal sing dideteksi wis tekan 24. Sanajan kasunyatan, galur kalorone jinis kawin saiki ana ing populasi, kemungkinan munculake genotipe anyar minangka asil rekombinasi seksual tetep isih sithik. Nanging, sajrone 20 taun kepungkur, sawetara kasus munculé populasi rekombinan ephemeral wis kacathet (Gavino et al., 2000; Danies et al., 2014; Peters et al., 2014), lan ing sawijining kasus, asil nyebrang yaiku genotipe US-11 , sing mlebu ing Amerika Utara nganti pirang-pirang taun (Gavino et al., 2000). Nganti taun 2009, pangowahan struktur populasi ana gandhengane karo munculna genotipe anyar sing luwih agresif karo migrasi lan pamindahan sadurunge para pendhudhuk sadurunge. Apa sing kedadeyan ing taun 2009-2010 Ing Amerika Serikat lan Kanada, kaping pisanan epiphytotics nuduhake manawa ing jaman globalisasi, wabah penyakit bisa digandhengake karo panyebaran aktif genotipe anyar nalika adol bahan tanduran sing kena infeksi.
Amerika Kidul
Nganti saiki, panelitian populasi ing Amerika Selatan infestans P. ora biasa utawa ora gedhe. Wis dingerteni manawa struktur populasi kasebut cukup gampang lan kalebu 1-5 garis keturunan klon per negara (Forbes et al., 1998). Dadi, ing taun 1998, genotipe US-1 (Brasil, Chili) BR-1 (Brasil, Bolivia, Uruguay, Paraguay), EC-1 (Ekuador, Kolombia, Peru lan Venezuela), AR-1, AR -2, AR-3, AR-4 lan AR-5 (Argentina), PE-3 lan PE-7 (kidul Peru). Kawin jinis A2 saiki ana ing Brasil, Bolivia lan Argentina lan ora ditemokake ngluwihi wates Bolivia-Peru ing wilayah Lake Titicaca, ing mburi genotipe EC-1 A1 didominasi ing Andes. Ing tomat, US-1 tetep dadi genotipe dominan ing saindenging Amerika Selatan.
Kahanan kasebut kurang luwih isih ana ing taun 2000an. Titik penting yaiku nemokake garis klon anyar EC-2 saka jinis A2 ing kerabat liar kentang (S. brevifolium lan S. tetrapetalum) ing Andes Lor (Oliva et al., 2010). Panaliten filogenetik nunjukake manawa garis iki ora identik karo P. infestans, sanajan ana gandheng cenenge, ing hubungan iki diajokake kanggo nimbang, uga garis liyane, EC-3, diisolasi saka wit tomat S. betaceum sing tuwuh ing Andes, spesies anyar sing diarani P. andina; Nanging, status spesies iki (spesies independen utawa hibrida P. infestans kanthi sawetara garis sing durung dingerteni) isih durung jelas (Delgado et al., 2013).
Saiki, kabeh populasi Amerika Selatan infestan P. kalebu klonal. Sanajan ana loro jinis kawin kasebut, ora ana populasi rekombinan sing diidentifikasi. Ing tomat, genotipe US-1 ana ing endi-endi, jebule dipindhah saka kentang kanthi galur lokal, asale sing asline durung dingerteni. Ing Brasil, Bolivia lan Uruguay, genotipe BR-1 saiki ana; ing Peru, bebarengan karo US-1 lan EC-1, ana sawetara genotipe lokal liyane. Ing Andes, posisi dominan ditahan kanthi garis klon EC-1, hubungane karo P. andina sing mentas ditemokake isih durung dingerteni. Siji-sijine papan sing "ora stabil" kanggo periode 2003-2013. ana pangowahan sing signifikan ing populasi, dadi Chili (Acuña et al., 2012), ing taun 2004-2005. populasi patogen dadi ciri resistensi metalaxyl lan haplotype DNA mitokondria anyar (Ia, dudu Ib sadurunge sing saiki). 2006 nganti 2011 ing populasi, genotipe 21 (miturut SSR) didominasi, pangsa nganti 90%, lan sawit diterusake menyang genotipe 20, frekuensi kedadeyan sajrone rong taun sabanjure dijaga udakara 67% (Acuña, 2015).
Eropah
Ing sejarah Eropa, paling ora ana rong gelombang migrasi P. infestans saka Amerika Utara: ing abad kaping 1. (HERB-1) lan wiwitan abad kaping 70 (US-1). Distribusi fungisida sing ana ing metalaxyl ing endi wae ing taun XNUMX-an. nyebabake pamindhahan genotipe dominan US-XNUMX lan diganti karo genotipe anyar. Akibate, ing pirang-pirang negara ing Eropa Kulon, populasi patogen diwakili utamane dening sawetara garis klonal.
Panggunaan analisis mikrosatelit kanggo analisis populasi patogen bisa ngasilake owah-owahan serius sing kedadeyan ing Eropa Kulon ing taun 2005-2008. Ing taun 2005, garis klon anyar ditemokake ing Inggris, diarani 13_A2 (utawa "Biru 13") lan ditondoi karo jinis kawin A2 , agresivitas dhuwur lan resistensi phenylamides (Shaw et al., 2007). Genotipe sing padha ditemokake ing conto sing diklumpukake ing taun 2004 ing Walanda lan Prancis sisih lor, sing menehi saran yen migrasi menyang Inggris saka benua Eropa, bisa uga kentang winih (Cooke et al., 2007). Sinau babagan genom wakil garis klonal iki nuduhake tingkat polimorfemisme sing tinggi urutane (nganti taun 2016, jumlah variasi subkonal nganti 340) lan derajat variasi sing signifikan ing level ekspresi gen, kalebu. gen efek sajrone infeksi tanduran (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017). Fitur kasebut, ditambah karo durasi fase biotrofik sing tambah, bisa nyebabake agresivitas 13_A2 lan kemampuan kanggo nginfeksi varietas kentang sing tahan nganti pungkasan blight.
Ing sawetara taun sabanjure, genotipe kasebut cepet nyebar ing negara-negara Eropa Lor-Kulon (Inggris Raya, Irlandia, Prancis, Belgia, Walanda, Jerman) kanthi pamindahan simultan saka genotipe sadurunge 1_A1, 2_A1, 8_A1 (Montarry et al., 2010; Gisi et al. , 2011; Van den Bosch et al., 2011; Cooke, 2015; Cooke, 2017). Miturut situs web www.euroblight.net, pangsa 13_A2 ing populasi negara kasebut tekan 60-80% lan luwih akeh; anané genotipe iki uga wis kacathet ing sawetara negara ing Eropa Wétan lan Kidul. Nanging, ing taun 2009-2012. 13_A2 kelangan posisi sing dominan ing Great Britain lan Prancis, ngasilake garis 6_A1 (8_A1 ing Irlandia), lan ing Walanda lan Belgia diganti sebagian karo genotipe 1_A1, 6_A1, lan 33_A2 (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017; Stellingwerf, 2017).
Nganti saiki, udakara 70% populasi P. infestans ing Eropa Kulon monoclonal. Miturut situs web www.euroblight.net, genotipe dominan ing negara-negara Eropa Lor-Kulon (Inggris, Prancis,
Walanda, Belgia) tetep, kira-kira padha karo proporsi, 13_A2 lan 6_A1, lan sing pungkasan prakteke ora kedadeyan ing njaba wilayah sing ditemtokake (kajaba Irlandia), nanging wis duwe paling ora 58 subclone (Cooke, 2017). Variasi 13_A2 saiki ana ing Jerman, lan uga diamati kanthi sporadis ing negara-negara Eropa Tengah lan Kidul. Genotype 1_A1 dadi bagean penting saka populasi Belgia lan sebagian Walanda lan Prancis. Genotype 8_A1 wis stabil ing populasi Eropa ing level 3-6%, kajaba Irlandia, ing endi posisi utama lan dipérang dadi rong subclone (Stellingwerf, 2017). Pungkasan, ing 2016, paningkatan frekuensi kedadeyan genotipe anyar 36_A2 lan 37_A2, sing pisanan dicathet ing 2013-2014, kacathet; nganti saiki, genotipe kasebut ditemokake ing Walanda lan Belgia lan sebagian ing Prancis lan Jerman, uga ing sisih kidul Great Britain (Cooke, 2017). Kira-kira 20-30% populasi Eropa Kulon diwakili dening genotipe unik saben taun.
Beda karo Eropa Kulon, nalika genotipe 13_A2 muncul, populasi Eropa Lor (Swedia, Norwegia, Denmark, Finlandia) ora diwakili garis klon, nanging akeh genotipe unik (Brurberg et al.,
2011). Sajrone periode panyebaran aktif 13_A2 ing Eropa Kulon, anané genotipe iki ing Skandinavia durung diamati nganti taun 2011, nalika pisanan ditemokake ing Jutland Lor (Denmark), ing endi umume jinis kentang industri ditandur kanthi nggunakake aktif metalaxyl fungisida (Nielsen dkk, 2014). Miturut www.euroblight.net, genotipe 13_A2 uga dideteksi ing sawetara conto saka Norwegia lan Denmark ing 2014 lan ing sawetara sampel Norwegia ing 2016; Kajaba iku, ing 2013, anané genotipe 6_A1 kanthi jumlah sithik kacathet ing Finlandia. Alesan utama kegagalan 13_A2 lan garis klonal liyane ing penaklukan Skandinavia dianggep minangka perbedaan iklim ing wilayah iki saka negara-negara Eropa Kulon.
Saliyane kasunyatan manawa musim panas sing adhem lan mongso adhem nyumbang kanggo kaslametané mycelium vegetatif kaya oospora (Sjöholm dkk, 2013), pembekuan lemah ing mangsa adhem (sing biasane ora kedadeyan ing negara-negara sing luwih anget ing Eropa Kulon) nyumbang kanggo sinkronisasi germinasi lan tanduran oospora. kentang, sing nambah peran minangka sumber infeksi utama (Brurberg et al., 2011). Sampeyan uga kudu nyathet, ing kahanan sisih lor, pangembangan infeksi saka oospora luwih gedhe tinimbang perkembangan infeksi tuber, sing pungkasane nyegah dominasi garis-garis klonal sing luwih agresif, nanging mengko dikembangake (Yuen, 2012). Struktur populasi P. infestan sing paling akeh diteliti ing Eropa Wétan (Polandia, Negara-negara Baltik) mirip banget karo Skandinavia.
Kaloro jinis kawin uga ana ing kene, lan mayoritas genotipe sing ditemtokake analisis SSR unik (Chmielarz et al., 2014; Runno-Paurson et al., 2016). Kaya ing Eropa Lor, distribusi garis klonal (utamane genotipe 13_A2) sacoro prakteke ora mengaruhi populasi patogen lokal, sing njaga keragaman tingkat tinggi kanthi ora ana garis dominan sing jelas.
Anane 13_A2 sok-sok diamati ing lapangan kanthi varietas kentang komersial. Ing Rusia, kahanan kasebut tuwuh kanthi cara sing padha. Analisis mikrosatelit isolat P. infestans sing dikoleksi ing taun 2008-2011 ing 10 wilayah sing beda-beda ing bagean Eropa ing Rusia, nuduhake tingkat keragaman genotipe sing dhuwur lan ora ana kebetulan lengkap karo garis klon Eropa (Statsyuk dkk, 2014). Pirang-pirang taun sabanjure, panelitian sampel P. infestans sing dikoleksi ing wilayah Leningrad ing 2013-2014 nuduhake beda sing signifikan ing antarane lan genotipe saka wilayah iki sing diidentifikasi ing panliten sadurunge. Ing kaloro panliten kasebut, ora ana genotipe Eropa Kulon sing ditemokake (Beketova et al., 2014; Kuznetsova et al., 2016).
Keragaman genetik sing dhuwur saka populasi Eropa Wétan ing infestans P. lan ora ana garis klon sing dominan bisa uga ana sawetara sebab. Kaping pisanan, kaya ing Eropa Lor, kahanan iklim negara-negara sing dianggep nyumbang kanggo pembentukan oospora minangka sumber infeksi utama (Ulanova et al., 2010; Chmielarz et al., 2014). Kapindho, proporsi kentang sing penting diprodhuksi ing negara-negara kasebut ditandur ing peternakan pribadi cilik, asring diubengi alas utawa alangan liyane kanggo gerakan bebas bahan infeksi (Chmielarz et al., 2014). Minangka aturan, kentang sing ditandur ing kahanan kaya ngono, ora diobati kanthi bahan kimia, lan pilihan varietas adhedhasar resistensi blight pungkasan, yaiku ora ana tekanan selektif kanggo agresivitas lan resistensi metalaxyl, sing nyuda genotipe tahan, kayata 13_A2, duwe kaluwihan tinimbang genotipe liyane (Chmielarz et al., 2014). Pungkasan, amarga ukuran lahan sing sithik, pamilik biasane ora nindakake rotasi panen, nandur kentang nganti pirang-pirang taun ing papan sing padha, sing nyebabake akumulasi inokulum sing beda-beda genetik (Runno-Paurson dkk, 2016; Elansky, 2015; Elansky et al. ., 2015).
Asia
Nganti saiki, struktur populasi P. infestans ing Asia isih kurang dingerteni. Wis dingerteni manawa diwakili utamane dening garis klonal, lan efek rekombinasi seksual marang munculé genotipe anyar sithik banget. Dadi, contone, ing taun 1997-1998. Ing bagean Asia ing Rusia (Siberia lan Timur Jauh), populasi patogen diwakili dening mung telung genotipe kanthi dominasi genotipe SIB-1 (Elansky et al., 2001). Anane garis patogen klonal wis ditampilake ing negara kayata China, Jepang, Korea, Filipina, lan Taiwan (Koh et al., 1994; Chen et al., 2009). Garis klon US-1, sing nguwasani wilayah gedhe ing Asia, ing pungkasan taun 90an - wiwitan taun 2000an. meh ing endi wae wiwit diganti karo genotipe liyane, sing banjur menehi sing anyar. Ing kasus umum, pangowahan struktur lan komposisi populasi ing negara-negara Asia digandhengake karo migrasi genotipe anyar saka njaba. Dadi, ing Jepang, kajaba genotipe JP-3, kabeh genotipe Jepang liyane sing muncul sawise US-1 (JP-1, JP-2, JP-3) duwe asal eksternal sing kurang luwih (Akino dkk, 2011) ... Saiki ana telung populasi patogen utama ing China, sing duwe divisi geografis sing jelas; Ora ana aliran gen utawa lemah banget ing antarane populasi kasebut (Guo et al., 2010; Li et al., 2013b). Genotype 13_A2 muncul ing wilayah Tiongkok ing provinsi sisih kidul (Yunnan lan Sichuan) ing taun 2005-2007, lan ing 2012-1014. uga katon ing sisih lor-wétan negara kasebut (Li et al., 2013b). Ing India, 13_A2 katon bisa uga ing wektu sing padha karo China, kemungkinan kentang wiji sing kena infeksi (Chowdappa et al., 2015), lan ing 2009-2010. nyebabake penyakit epiphytotic serius pungkasan telat ing tomat ing sisih kidul negara kasebut, lan banjur nyebar nganti kentang lan ing 2014 nyebabake wabah pungkasan telat ing Bengal Kulon, sing nyebabake kerusakan lan lampus akeh petani lokal (Fry, 2016).
Afrika
Nganti taun 2008-2010 panelitian sistematis infestans P. ing negara-negara Afrika durung ditindakake. Ing wayahe, populasi Afrika infestans P. bisa dipérang dadi rong klompok, lan divisi iki jelas ana gandhengane karo kasunyatan impor kentang winih saka Eropa.
Ing Afrika Lor, sing kanthi aktif ngimpor kentang winih saka Eropa, jinis kawin A2 diwakili kanthi wiyar ing meh kabeh wilayah, sing nyedhiyakake kemungkinan teoritis munculna genotipe anyar minangka asil rekombinasi seksual (Corbière et al., 2010; Rekad et al., 2017). Kajaba iku, ing Aljazair, anané genotipe 13_A2, 2_A1, lan 23_A1 kacathet kanthi dominasi sing pertama, uga penurunan proporsi genotipe unik kanggo ngrampungake ngilang (Rekad et al., 2017). Beda karo wilayah liyane, ing Tunisia (kajaba ing sisih lor-lor negara kasebut), populasi patogen diwakili utamane dening jinis kawin A1 (Harbaoui et al., 2014).
Garis klon NA-01 dominan ing kene. Umume, proporsi garis klonal ing populasi mung 43%. Ing Afrika Wétan lan Kidul, ing endi volume impor winih sithik sithik (Fry et al., 2009), P. infestans diwakili mung karo rong garis tipe A1 klonal, US-1 lan KE-1, lan sing terakhir aktif ngoper bekas kentang ( Pule dkk, 2012; Njoroge dkk, 2016). Nganti saiki, kaloro genotipe kasebut duwe variasi variasi subclonal sing nyata.
Australia
Laporan kaping pisanan babagan penyakit kentang pungkasan ing Australia diwiwiti taun 1907, lan epiphytotia pertama, bisa uga disebabake udan deres nalika musim panas, kedadeyan ing taun 1909-1911. (Drenth et al., 2002). Nanging, umume, blight pungkasan ora duwe pinunjul ekonomi kanggo negara kasebut. Wabah sporadis pungkasan telat, diprovokasi dening kahanan cuaca sing nyedhiyakake asor banget, ora asring kedadeyan kaping saben kaping 5-7 taun lan lokalisasi utamane ing Tasmania sisih lor lan Victoria tengah. Gegayutan karo kasebut ing ndhuwur, publikasi sing ditrapake kanggo sinau babagan struktur populasi P. infestans ing Australia prakteke ora ana. Informasi paling anyar sing kasedhiya yaiku taun 1998-2000. (Drenth et al., 2002). Miturut panulis, populasi negara Victoria minangka garis keturunan klon US-1.3, sing kanthi ora langsung negesake migrasi genotipe iki saka Amerika Serikat. Spesimen Tasmania diklasifikasikake dadi AU-3, beda karo genotipe sing saiki ana ing wilayah liya.
Fitur pangembangan penyakit pungkasan ing Rusia
Ing Eropa, infeksi sing diasilake karo umbi-umbi wiji sing lara, oospora sing ditumpuk ing lemah, uga zoosporangia sing diasilake angin saka tanduran sing ditandur saka umbi sing ditandur ing kebon taun kepungkur (tanduran "sukarela"), utawa ing tumpukan gandum, dianggep minangka inokulum utama kentang. tetenger kanggo nyimpen umbi. Saka tanduran kasebut, tanduran sing tuwuh ing tumpukan umbi sing dibuwang dianggep minangka sumber infeksi sing paling mbebayani. ing kana, jumlah umbi tunas asring signifikan, lan zoosporangia bisa digawa saka jarak sing adoh. Sumber liyane (oospora, tanduran "sukarela") ora bahaya banget, amarga ora kebiasaan yen nandur tanduran ing pategalan padha luwih asring sepisan saben 3-4 taun. Infeksi umbi wiji sing lara uga minimal amarga sistem kontrol kualitas winih sing apik.
Umume, jumlah inokulum ing populasi Eropa diwatesi, lan mula paningkatan epidemi iki rada alon lan bisa dikendhaleni kanthi nggunakake preparat fungisida kimia. Tugas utama ing kondhisi Eropa yaiku nglawan infeksi ing fase nalika nyebarake massa zoosporangia saka tanduran sing kena pengaruh diwiwiti.
Ing Rusia, kahanan kasebut beda banget. Umume potong kentang lan tomat ditandur ing kebon pribadi cilik; langkah-langkah protèktif ora ditindakake, utawa perawatan fungisida ditindakake kanthi jumlah sing ora cukup lan diwiwiti sawise muncul ing pungkasan blight. Akibate, kebon sayuran pribadi dadi sumber infeksi utama, saka ngendi zoosporangia digawa angin menyang tanduran komersial. Iki dikonfirmasi kanthi pengamatan langsung ing wilayah Moskow, Bryansk, Kostroma, Ryazan: kerusakan tanduran ing kebon pribadi diamati sadurunge sadurunge perawatan fungisida ing tanduran komersial. Sabanjure, epidemi ing lapangan gedhe dikendhaleni nggunakake preparat fungisida, nalika ing kebon pribadi ana perkembangan cepet penyakit telat.
Ing pangobatan komersial sing ora bener utawa "anggaran", fokus ing pungkasan blight katon ing lapangan; sabanjure, dheweke aktif berkembang, kalebu wilayah sing luwih gedhe (Elansky, 2015). Infeksi ing kebon pribadi duweni pengaruh sing signifikan marang epidemi ing bidang komersial. Ing kabeh wilayah kentang ing Rusia, wilayah sing dikuwasani kentang ing kebon pribadi kaping pirang-pirang luwih gedhe tinimbang total area produksi produsen kentang gedhe. Ing lingkungan kaya ngono, kebon sayuran pribadi bisa dideleng minangka sumber inokulum global kanggo lapangan komersial. Ayo nyoba kanggo ngenali sifat-sifat sing khas saka genotipe galur ing kebon pribadi.
Tanduran kontrol wiji lan karantina saka kentang ware, wiji tomat sing dipikolehi saka produsen asing sing ora mangu-mangu, panen kentang lan tomat jangka panjang ing wilayah sing padha, pangobatan fungisida sing ora bener utawa ora ana lengkape nyebabake epiphytotics parah ing sektor swasta, sing asile gratis nyebrang, hibridisasi lan pembentukan oospora ing kebon pribadi. Asile, macem-macem patogen genotipe sing dhuwur banget diamati, nalika meh kabeh galur unik ing genotipe (Elansky et al., 2001, 2015). Tanduran kentang wiji saka macem-macem asal usul genetik nggawe garis klon khusus kanggo nyerang macem-macem tartamtu bakal muncul. Galur sing dipilih ing kasus kasebut dibedakake karo fleksibilitas sing ana gandhengane karo varietas sing kena pengaruh, umume, kalebu gen paling akeh gen virulensi. Iki beda banget karo sistem "garis klonal" sing khas kanggo industri pertanian kanthi sistem proteksi sing dipasang kanthi bener tumrap telat. "Garis klonal" (nalika kabeh galur patogen pungkasan ing lapangan diwakili dening siji utawa luwih genotipe) ana ing endi wae ing negara-negara sing tuwuh kentang ditindakake kanthi eksklusif ing peternakan gedhe: AS, Walanda, Denmark, lan liya-liyane. Ing Inggris, Irlandia, Polandia, ing endi plot omah uga nyebar kanthi tradhisional akeh kentang, uga ana macem-macem genotipe sing luwih dhuwur ing kebon pribadi. Ing pungkasan abad kaping 20, "garis klonal" nyebar ing wilayah Asia lan Timur Jauh ing Rusia (Elansky et al., 2001), sing umume amarga panggunaan macem-macem jinis kentang sing eksklusif kanggo tanduran. Bubar, kahanan ing wilayah kasebut uga wiwit owah dadi macem-macem macem-macem jinis genotipe.
Kurang perawatan intensif kanthi preparat fungisida duwe akibat langsung liyane - ora ana akumulasi galur resisten ing kebon. Sejatine, asil kita nuduhake manawa galur tahan metalaxyl ditemokake luwih sithik ing kebon pribadi tinimbang ing tanduran komersial.
Jarak cedhak tanduran ubi kentang lan tomat, khas kanggo kebon pribadi, ndadekake migrasi galur ing antarane tanduran kasebut, minangka asil, ing dasawarsa pungkasan, ing antarane galur sing diisolasi saka kentang, proporsi galur sing nggawa gen kanggo resistensi varietas tomat ceri (T1), sadurunge mung karakteristik tomat "galur. Galur karo gen T1 ing umume kasus banget agresif tumrap kentang lan tomat.
Ing taun-taun pungkasan, pungkasan pungkasan penyakit ing tomat wiwit katon ing pirang-pirang kasus luwih awal tinimbang kentang. Bibit tomat bisa ditandur karo oospora ing lemah, utawa oospora sing ana ing wiji tomat utawa manut (Rubin et al., 2001). Ing 15 taun kepungkur, akeh wiji rangkep sing murah, umume diimpor, wis ana ing toko, lan umume produsen cilik wis ganti nggunakake. Wiji kasebut bisa nggawa galur kanthi genotipe khas daerah sing tuwuh. Ing mbesuk, genotipe kasebut kalebu ing proses seksual ing kebon pribadi, sing nyebabake munculna genotipe anyar.
Mangkono, bisa dikatutake manawa kebon sayuran pribadi minangka "pot leleh" global, sing minangka asil pertukaran bahan genetik, genotipe sing ana saiki diproses lan bakal katon anyar. Kajaba iku, pamilihane ana ing kahanan sing beda banget karo sing digawe kentang ing peternakan gedhe: ora ana press fungisida, keseragaman varietal, tanduran utama sing kena pengaruh saka macem-macem bentuk infeksi virus lan bakteri, cedhak karo tomat lan nighthades liar, pembentukan nyebrang aktif lan oospore, kemungkinan kasebut supaya oospora tumindak minangka sumber infeksi taun ngarep.
Kabeh iki nyebabake macem-macem jinis genotipe sing gedhe ing mburi omah. Ing kahanan epiphytotics ing kebon sayur-sayuran, pungkasan blight nyebar cepet banget lan spora dirilis, miber menyang tanduran komersial ing cedhak. Nanging, sawise mlebu bidang komersial kanthi sistem teknologi pertanian lan perlindungan kimia sing bener, spora sing wis teka meh ora duwe kesempatan kanggo miwiti epifitotika ing lapangan, amarga ora ana garis klon sing tahan karo fungisida lan khusus kanggo macem-macem jinis budidaya.
Sumber inokulum utami liyane yaiku umbi sing lara sing kepepet ing bibit komersial. Tuber kasebut ditanam, minangka aturan, ing lapangan kanthi teknologi pertanian sing apik lan proteksi kimia intensif. Genotipe saka isolat sing kena pengaruh umbi kasebut diadaptasi kanggo pangembangan macem-macem dhewe. Galur iki mbebayani banget kanggo tanduran komersial tinimbang inokulum sing asale saka kebon pribadi. Asumsi kasebut didhukung karo asil riset. Populasi sing diisolasi saka lapangan gedhe kanthi proteksi kimia sing apik lan teknologi pertanian sing apik ora beda karo macem-macem genotipe sing dhuwur. Asring kasebut minangka sawetara garis klon sing agresif banget.
Galur saka bahan winih komersial bisa mlebu populasi ing kebon sayuran lan melu proses sing ditindakake. Nanging, ing kebon sayuran, daya sainge bakal luwih endhek tinimbang ing lapangan komersial, lan ora suwe dheweke bakal mandheg ana ing bentuk garis klon, nanging gen bisa digunakake ing populasi "kebon".
Infeksi sing tuwuh ing tanduran "sukarela" lan tumpukan umbi sing kurang nalika panen ora pati relevan karo Rusia, amarga Ing wilayah utama kentang ing Rusia, beku lemah ing mangsa salju diamati, lan tetanduran saka umbi sing umob ing lemah arang tuwuh. Kajaba iku, kaya eksperimen sing ditampilake, patogen penyakit pungkasan ora tahan ing suhu negatif sanajan umbi sing tetep bisa urip. Ing zona asat, ing endi ditandur kentang awal, pungkasan nandhang lara arang banget amarga mangsa panas lan musim panas tuwuh.
Mangkene, saiki kita lagi mriksa bagean saka populasi P. infestans dadi populasi "lapangan" lan "kebon". Nanging, ing taun-taun pungkasan, proses wis diamati nyebabake konvergensi lan interpenetrasi genotipe saka populasi kasebut.
Antarane, wong bisa nyathet paningkatan umum literasi produsen cilik, muncul paket kentang wiji sing murah, panyebaran persiapan jamur ing paket cilik, lan rasa wedi karo "kimia" dening masarakat.
Kahanan kedadeyan nalika, amarga kegiyatan sing kuat kanggo siji pemasok, kabeh desa ditandur umbi winih kanthi macem-macem jinis lan uga menehi paket cilik saka pestisida sing padha. Bisa dianggep kentang kanthi macem-macem jinis bisa ditemokake ing tanduran komersial ing sacedhake.
Saliyane, sawetara perusahaan dagang pestisida promosiake skema perawatan kimia "anggaran". Ing kasus iki, jumlah perawatan sing disaranake ora diremehake lan fungisida paling murah ditawakake, lan ora negesake nyegah pangembangan penyakit pungkasan nganti nglereni pucuk, nanging ing epiphytoty sing tundha tartamtu supaya bisa nambah panen. Skema kasebut bisa ditrapake sacara ekonomi nalika nandur kentang ware saka bahan wiji kelas sedheng, yen ing prinsip ora ana masalah entuk panen sing dhuwur. Nanging, ing kasus iki, beda karo populasi kebon, latar mburi kentang level genetik nyumbang kanggo pilihan balapan fisiologis tartamtu, sing mbebayani banget kanggo macem-macem iki.
Umume, kecenderungan konvergensi metode "kebon" lan "lapangan" produksi kentang kayane awake dhewe mbebayani. Kanggo nyegah akibat negatif, ing sektor omah lan komersial, kudu ngontrol macem-macem kentang winih lan macem-macem fungisida sing ditawakake kanggo pamilik pribadi ing kemasan cilik, uga nglacak skema perlindungan kentang lan panggunaan fungisida ing sektor komersial.
Ing wilayah ing sektor swasta, ana pangembangan intensif ora mung pungkasan musim panas, nanging uga Alternaria. Umume pamilik plot pribadi ora njupuk langkah-langkah khusus kanggo nglindhungi Alternaria, nyalahake pangembangan Alternaria kanggo kelewatan alami saka pucuk utawa pangembangan telat. Mula, kanthi pangembangan gedhe Alternaria kanggo varietas rentan, plot rumah tangga bisa dadi sumber inokulum kanggo tanduran komersial.
Mekanisme variabilitas
Proses mutasi
Amarga kedadeyan mutasi yaiku proses acak sing dilanjutake kanthi frekuensi sing kurang, kedadeyan mutasi ing sembarang lokus gumantung karo frekuensi mutasi lokus iki lan ukuran populasi. Nalika sinau frekuensi mutasi galur P. infestans, jumlah koloni sing tuwuh ing media nutrisi selektif sawise perawatan kanthi mutagen kimia utawa fisik biasane ditemtokake. Kaya sing bisa dideleng saka data sing ditampilake ing Tabel 8, frekuensi mutasi galur sing padha ing loci sing beda bisa beda-beda kanthi sawetara pesenan gedhene. Frekuensi dhuwur mutasi resistensi metalaxyl bisa dadi salah sawijining sebab akumulasi galur sing tahan ing alam.
Frekuensi mutasi spontan utawa induksi, diwilang adhedhasar eksperimen laboratorium, ora mesthi cocog karo proses sing kedadeyan ing populasi alami, amarga alasan ing ngisor iki:
1. Kanthi fisi nuklir asinkron, ora bisa ngira frekuensi mutasi saben generasi nuklir. Mula, umume eksperimen nyedhiyakake informasi kanthi langsung babagan frekuensi mutasi, tanpa mbedakake antara rong kedadeyan mutasi lan siji kedadeyan sawise mitosis.
2. Mutasi langkah siji biasane nyuda keseimbangan genom, mula, bareng karo akuisisi properti anyar, kabugaran umum organisme mudhun. Umume mutasi sing dipikolehi kanthi eksperimen duwe nyuda agresivitas lan ora kacathet ing populasi alami. Dadi, koefisien korélasi antara derajat resistensi P. infestans mutan menyang fungisida phenylamide lan tingkat tuwuhing lingkungan buatan rata-rata (-0,62), lan resistensi fungisida lan agresif ing godhong kentang (-0,65) (Derevyagina dkk. , 1993), sing nuduhake kurang sehat mutan. Mutasi resistensi tumrap dimethomorph uga diiringi penurunan kelangsungan hidup (Bagirova et al., 2001).
3. Umume mutasi spontan lan induksi ora resesif lan ora nyata kanthi fenotipe ing eksperimen, nanging kalebu cadangan keragaman ing populasi alam. Galur mutan sing diisolasi ing eksperimen laboratorium nggawa mutasi sing dominan utawa semi dominan (Kulish lan Dyakov, 1979). Ternyata, diploidy nuklir nerangake upaya sing ora sukses kanggo njupuk mutan ing sangisoré pengaruh iradiasi UV sing wabah tumrap varietas sing tahan sadurunge (McKee, 1969). Miturut petungan penulis, mutasi kasebut bisa kedadeyan kanthi frekuensi kurang saka 1: 500000. Transisi mutasi resesif menyang kahanan homozigot, ekspresi fenotip bisa kedadeyan amarga rekombinasi seksual utawa aseksual (pirsani ing ngisor iki). Nanging, sanajan ing kasus iki, mutasi bisa ditutupi dening alel dominan inti jinis liar ing miselium cenotic (multinucleated) lan phenotypically mung nalika zoospora mononuklear dibentuk.
Tabel 8. Frekuensi mutasi P. infestans kanggo zat-zat sing nyegah pertumbuhan ing tumindak nitrosomethylurea (Dolgova, Dyakov, 1986; Bagirova et al., 2001)
Sambungan | Frekuensi mutasi |
Oxytetracycline | 6,9 10 x-8 |
Blasticidin S | 7,2 x 10-8 |
Streptomycin | 8,3 x10-8 |
Trichothecin | 1,8 10 x-8 |
Sikloheksimida | 2,1 10 x-8 |
Daaconil | <4 x 10-8 |
Dimethomorph | 6,3 10 x-7 |
Metalaxil | 6,9 10 x-6 |
Ukuran populasi uga duwe peran penting ing kedadeyan mutasi spontan. Ing populasi sing akeh banget, ing endi jumlah sel N> 1 / a, ing endi a yaiku tingkat mutasi, mutasi bakal dadi fenomena acak (Kvitko, 1974).
Pitungan nuduhake manawa kanthi rata-rata serangan kentang (35 titik saben tanduran), spora 8x1012 dibentuk saben dina ing siji hektar (Dyakov lan Suprun, 1984). Ternyata, populasi kaya kasebut ngemot kabeh mutasi sing diidini miturut jinis pertukaran ing saben lokus. Malah mutasi langka, kedadeyan kanthi frekuensi 10-9, bakal dipikolehi dening ewu individu saka jutaan sing manggen ing sak hektar kebon kentang. Kanggo mutasi sing kedadeyan kanthi frekuensi sing luwih dhuwur (contone, 10-6), ing populasi kasebut, macem-macem mutasi pasangan bisa kedadeyan saben dina (kanthi bebarengan ing rong loci), yaiku proses mutasi bakal ngganti rekombinasi.
Migrasi
Kanggo P. infestans, rong jinis migrasi utama dikenal: kanggo nutup jarak (ing lapangan kentang utawa lapangan tetanggan) kanthi nyebarake zoosporangia kanthi arus udara utawa semprotan udan, lan jarak sing adoh - kanthi nandur umbi utawa woh tomat sing diangkut. Cara pertama nyedhiyakake ekspansi fokus penyakit, sing nomer loro - nggawe fokus anyar ing panggonan sing adoh saka sing utama.
Penyebaran infeksi karo umbi tomat lan woh-wohan ora mung nyumbang kanggo munculé penyakit kasebut ing papan-papan anyar, nanging uga minangka sumber utama keragaman genetik ing populasi. Ing wilayah Moskow, kentang ditandur, digawe saka macem-macem wilayah ing Rusia lan Eropa Kulon. Woh-wohan tomat dijupuk saka wilayah kidul Rusia (wilayah Astrakhan, wilayah Krasnodar, Kaukasus Utara). Wiji tomat, sing uga bisa dadi sumber infeksi (Rubin et al., 2001), uga diimpor saka wilayah kidul Rusia, China, negara-negara Eropa lan negara liyane.
Miturut petungan E. Mayr (1974), pangowahan genetik ing populasi lokal sing disebabake dening mutasi arang banget ngluwihi 10-5 saben lokusi, nalika ing populasi terbuka, pertukaran amarga aliran counter gen paling ora 10-3 - 10-4.
Migrasi ing umbi sing kena infeksi tanggung jawab kanggo mlebu infestan P. menyang Eropa, nyebar menyang kabeh wilayah ing dunya sing ditandur kentang; padha nyebabake pangowahan populasi sing paling serius. Kacepetan pungkasan kentang muncul ing wilayah Kekaisaran Rusia meh padha karo tampilan ing Eropa Kulon.
Amarga penyakit iki pisanan dicathet ing taun 1846-1847 ing Negara-negara Baltik lan mung ing taun-taun sabanjure nyebar ing Belarus lan wilayah barat laut Rusia, asal-usule Eropa Kulon pancen jelas. Sumber pertama penyakit pungkasan ing Donya Lawas pancen ora jelas. Hipotesis sing dikembangake dening Fry et al. (Fry et al., 1992; Fry, Goodwin, 1995, Goodwin et al., 1994) nuduhake manawa parasit kasebut pisanan teka saka Meksiko menyang Amerika Utara, ing endi nyebarake panen, banjur diangkut menyang Eropa Kulon (anjir 7).
Minangka asil drift bola-bali (efek dobel saka "bottleneck"), siji klone tekan Eropa, turune nyebabake pandemi ing saindenging wilayah Dunia Kuno sing ditandur kentang. Minangka bukti kanggo hipotesis iki, panulis nyebutake, sepisanan, kedadeyan ing endi-endi mung siji jinis kawin (A1) lan, sing nomer loro, homogenitas genotipe galur sing ditliti saka macem-macem wilayah (kabeh mau adhedhasar tandha molekul, kalebu 2 isozim loci, pola sidik jari DNA, lan struktur DNA mitokondria padha, lan cocog karo klon US-1 sing diterangake ing AS). Nanging, sawetara data nyebabake paling ora sawetara panentu hipotesis kasebut. Analisis DNA mitokondria P. infestans sing diisolasi saka conto kentang herbarium sing kena infeksi sajrone periode epiphytotic pertama ing taun 40-an nuduhake manawa beda struktur DNA mitokondria saka klon US-1, mula, paling ora ora mung sumber infeksi ing Eropa (Ristaino et al, 2001).
Kahanan blight pungkasan saya parah maneh ing taun 80an abad XX. Pangowahan ing ngisor iki:
1) Rata-rata agresivitas masarakat mundhak, utamane panyebaran nyebar saka penyakit pungkasan sing paling mbebayani - kekalahan petioles lan batang.
2) Ana owah-owahan ing wektu pungkasan penyakit kentang - wiwit pungkasan Juli nganti awal Juli lan uga nganti akhir Juni.
3) Jinis kawin A2, sing sadurunge ora ana ing Donya Lawas, wis ana ing endi-endi.
Pangowahan kasebut didhisiki dening rong prastawa: panggunaan metalaxyl fungisida anyar (Schwinn lan Staub, 1980) lan munculé Meksiko minangka eksportir kentang ing dunya (Niederhauser, 1993). Sesuai karo iki, ana rong sebab pangowahan populasi diterusake: konversi jinis kawin kanthi pengaruh metalaxyl (Ko, 1994) lan ngenalake galur anyar kanthi tuber sing kena infeksi saka Meksiko (Fry lan Goodwin, 1995). Sanajan interversi konversi jinis kawin kanthi pengaruh metalaxyl dipikolehi ora mung dening Ko, nanging uga ing karya sing ditindakake ing laboratorium Universitas Negeri Moskow (Savenkova, Chherepennicova-Anikina, 2002), hipotesis nomer loro luwih disenengi. Bebarengan karo munculé jinis kawin nomer loro, ana owah-owahan serius ing genotipe galur Rusia infestans Rusia, kalebu ing gen netral (isozim lan loci RFLP), uga ing struktur DNA mitokondria. Komplek pangowahan kasebut ora bisa diandharake kanthi tumindak metalaxyl, nanging ana impor galur anyar saka Meksiko, sing, dadi luwih agresif (Kato et al., 1997), ngilangi galur lawas (US-1), dadi dominan ing populasi. Pangowahan komposisi populasi Eropa kedadeyan sajrone wektu sing sithik - wiwit taun 1980 nganti taun 1985 (Fry et al., 1992). Ing wilayah bekas USSR, "galur anyar" ditemokake ing koleksi saka Estonia ing taun 1985, yaiku, luwih awal tinimbang ing Polandia lan Jerman (Goodwin et al., 1994). Kaping pungkasan "galur lawas US-1" ing Rusia diisolasi saka tomat sing kena infeksi ing wilayah Moskow ing taun 1993 (Dolgova et al., 1997). Uga ing Prancis, galur "lawas" ditemokake ing tanduran tomat nganti wiwitan taun 90an, yaiku sawise suwene ilang ing kentang (Leberton lan Andrivon, 1998). Pangowahan ing galur P. infestans mengaruhi akeh sifat, kalebu sing penting banget prakteke, lan nambah kerusakan penyakit telat.
Rekombinasi seksual
Supaya rekombinasi seksual bisa menehi kontribusi kanggo variabilitas, luwih dhisik, anane rong jinis kawin ing populasi kanthi rasio cedhak karo 1: 1, lan, nomer loro, anane variasi awal populasi.
Rasio jinis kawin beda-beda gumantung ing macem-macem populasi, lan uga ing taun sing beda ing siji populasi (Tabel 9,10, 90). Alasan pangowahan drastis ing frekuensi jinis kawin ing populasi (kayata, kayata, ing Rusia utawa ing Israel ing wiwitan taun 2002-an pungkasan abad) durung dingerteni, nanging diprecaya amarga ana klone sing luwih kompetitif (Cohen, XNUMX).
Sawetara data ora langsung nuduhake proses proses seksual ing taun-taun tartamtu lan ing wilayah tartamtu:
1) Sinau populasi saka wilayah Moskow nuduhake manawa ing 13 populasi sing nuduhake jinis kawin A2 kurang saka 10%, total keragaman genetik sing diitung kanggo telung loji isozim yaiku 0,08, lan ing 14 populasi ing endi jumlah A2 ngluwihi 30%, keragaman genetik kaping pindho luwih dhuwur (0,15) (Elansky et al., 1999). Mangkene, kemungkinan probabilitas seksual sing luwih dhuwur, luwih akeh keragaman genetik saka populasi.
2) Hubungan antara rasio jinis kawin ing populasi lan intensitas pembentukan oospore diamati ing Israel (Cohen et al., 1997) lan ing Holland
(Flier et al., 2004). Penelitian kita nuduhake, ing populasi sing duwe isolat karo jinis kawin A2 yaiku 62, 17, 9, lan 6%, oospor ditemokake ing 78, 50, 30, lan 15% godhong kentang sing dianalisis (duwe 2 utawa luwih bintik).
Sampel kanthi 2 utawa luwih titik ngemot oospora tinimbang sampel kanthi 1 titik (masing-masing 32 lan 14%) (Apryshko et al., 2004).
Oospores umume luwih umum ing godhong lapisan tengah lan ngisor tanduran kentang (Mytsa et al., 2015; Elansky et al., 2016).
3) Ing sawetara wilayah, genotipe unik ditemokake, kedadeyan kasebut ana hubungane karo rekombinasi seksual. Dadi, ing Polandia ing taun 1989 lan ing Prancis ing taun 1990, galur homozigosis kanggo glukosa-6-
fosfat isomerase (GPI 90/90). Wiwit sadurunge mung 10/90 heterozygote sing ditemokake sajrone 100 taun, homozygosity disebabake amarga rekombinasi seksual (Sujkowski dkk, 1994). Ing Kolombia (AS), isolat nggabungake A2 karo GPI 100/110 lan A1 karo GPI 100/100 umume, nanging ing pungkasan musim 1994 (16 Agustus lan 9 September), galur kanthi genotipe rekombinan (A1 GPI 100/110 lan A2 GPI 100/100) (Miller et al., 1997).
4) Ing sawetara populasi saka Polandia (Sujkowski dkk, 1994) lan Kaukasus Utara (Amatkhanova et al., 2004), distribusi loci DNA bekas driji lan loci protein allozyme cocog karo distribusi Hardy-Weinberg, sing nuduhake
babagan panganggone kontribusi gedhe saka rekombinasi seksual tumrap keragaman populasi. Ing wilayah liyane ing Rusia, ora ana korespondensi distribusi Hardy-Weinberg ing populasi, nanging ditampilake disequilibrium hubungan, nuduhake dominasi reproduksi klonal (Elansky et al., 1999).
5) Keragaman genetik (GST) ing antarane galur kanthi jinis kawin (A1 lan A2) beda luwih murah tinimbang ing antarane populasi sing beda (Sujkowski dkk, 1994), sing kanthi ora langsung nuduhake salib seksual.
Sanalika, kontribusi rekombinasi seksual kanggo macem-macem populasi ora bisa dadi dhuwur banget. Kontribusi iki diwilang kanggo populasi wilayah Moskow (Elansky et al., 1999). Miturut petungan Lewontin (1979) "rekombinasi, sing bisa ngasilake varian anyar saka rong loci kanthi frekuensi ora ngluwihi produk heterozygositas, mung bakal efektif yen nilai heterozygositas kanggo loro alel wis dhuwur".
Kanthi rasio rong jinis pasangan, sing khas kanggo wilayah Moskow, padha karo 4: 1, frekuensi rekombinasi bakal 0,25. Kemungkinan galur sing nyebrang bakal heterozygous kanggo loro saka telung loci isozim sing ditliti ing populasi sing ditliti yaiku 0,01 (2 galur saka 177). Akibate, kemungkinan kedadeyan heterozigot kaping pindho minangka asil rekombinasi ora bisa ngluwihi produk sing dikalikan karo kemungkinan nyebrang (0,25x0,02x0,02) = 10-4, yaiku rekombinan seksual biasane ora kalebu ing conto galur. Perhitungan kasebut digawe kanggo populasi saka wilayah Moskwa sing ditrapake kanthi variasi sing cukup dhuwur. Ing populasi monomorfik kaya masarakat Siberia, proses seksual, sanajan ana ing populasi individu, ora bisa mengaruhi keragaman genetik.
Kajaba iku, P. infestans ditondoi kanthi asring misalignment kromosom ing meiosis, sing nyebabake aneuploidy (Carter et al., 1999). Pelanggaran kasebut nyuda kesuburan hibrida.
Rekombinasi parasexual, konversi gen mitosis
Ing eksperimen babagan fusi galur P. infestans kanthi mutasi resistensi tumrap hambat pertumbuhan sing beda-beda, ditemokake misolat sing tahan resistor kanggo loro-lorone (Shattock and Shaw, 1975; Dyakov, Kuzovnikova, 1974; Kulish, Dyakov,
1979). Ketegangan sing resisten kanggo rong hambat tuwuh tuwuh amarga heterokaryotisasi miselium, lan ing kasus iki nemplek nalika reproduksi dening zoospora mononuklear (Judelson, Ge Yang, 1998), utawa ora nemplek karo keturunan monozoosporous, amarga duwe tetraploid (amarga isolasi awal diploid) inti (K , 1979). Diploid Heterozygous dipisahake kanthi frekuensi sing endhek banget amarga haploidisasi, kromosom nondisjunction, lan mitosis nyebrang (Poedinok et al., 1982). Frekuensi proses kasebut bisa ditambah kanthi tumindak tartamtu kanggo diploid heterozygous (contone, iradiasi UV saka spora germinat).
Sanajan pembentukan hibrida vegetatif kanthi resistensi dobel ora mung kedadeyan ing vitro, nanging uga ing umbi kentang sing kena infeksi campuran mutan (Kulish et al., 1978), luwih angel kanggo menilai peran rekombinasi parasexual ing generasi genotipe anyar ing populasi. Frekuensi pembentukan segregant amarga haploidisasi, nondisjunction kromosom lan nyebrang mitosis tanpa efek khusus ora bisa dianggep (kurang saka 10-3).
Munculé segregant homozygous saka galur heterozygous bisa didhasarake nyebrang mitosis lan konversi gen mitosis, sing ing P. sojae kedadeyan kanthi frekuensi 3 x 10-2 nganti 5 x 10-5 saben lokusi, gumantung saka galur (Chamnanpunt et al. , 2001).
Sanajan frekuensi kedadeyan heterokarion lan diploid heterozygous ternyata dhuwur banget (tekan puluhan persen), proses iki mung kedadeyan nalika budaya mutan sing dipikolehi saka galur sing padha ditambah. Nalika nggunakake macem-macem galur sing diisolasi saka alam, heterokaryotization ora kedadeyan (utawa kedadeyan kanthi frekuensi sing sithik banget) amarga anane inkompatibilitas vegetatif (Poedinok lan Dyakov, 1981; Anikina dkk, 1997b; Cherepennikova-Anikina dkk, 2002). Akibate, peran rekombinasi parasexual mung bisa dikurangi dadi rekombinasi intraklonal ing inti heterozygous lan transisi gen individu menyang negara homozygous tanpa proses seksual. Proses iki bisa dadi efek epidemiologis ing galur kanthi mutasi resistensi fungisida resesif utawa semi-dominan. Transisi menyang negara homozygous amarga proses parasexual bakal nambah resistensi operator mutasi (Dolgova, Dyakov, 1986).
Introgresi gangguan gen
Spesies heterothallic Phytophthora saged interbreeding kanthi pembentukan oospora hibrida (pirsani Vorob'eva lan Gridnev, 1983; Sansome et al., 1991; Veld et al., 1998). Hibrida alami saka rong spesies Phytophthora dadi agresif nganti mateni ewonan alder ing Inggris (Brasier et al., 1999). P. infestans bisa kedadeyan karo spesies genus liyane (P. erythroseptica, P. nicotianae, P. Cactorum, lan liya-liyane) ing tanduran umum lan ing lemah, nanging ora ana informasi ing literatur babagan kemungkinan hibrida interspesifik. Ing kahanan laboratorium, hibrida ing antarane P. infestans lan P. Mirabilis dipikolehi (Goodwin lan Fry, 1994).
Tabel 9. Proporsi galur P. infestans kanthi jinis kawin A2 ing macem-macem negara ing saindenging jagad kasebut wiwit taun 1990 nganti 2000 (miturut data sumber literatur terbuka lan situs www.euroblight.net, www.eucablight.org)
negara | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Belarus | 33 (12) | 34 (29) | |||||||||
Belgium | 15 (49 *) | 6 (66) | 20 (86) | ||||||||
Ecuador | 0 (13) | 0 (12) | 0 (19) | 0 (21) | 12 (41) | 25 (39) | 15 (75) | 22 (73) | 25 (68) | 0 (35) | |
Estonia | 8 (12) | ||||||||||
Inggris | 4 (26) | 3 (630) | 9 (336) | ||||||||
Finland | 0 (15) | 19 (117) | 12 (16) | 21 (447) | 6 (509) | 9 (432) | 43 (550) | ||||
France | 0 (35) | 0 (56) | 0 (83) | 0 (67) | 0 (86) | 2 (135) | 7 (156) | 6 (123) | 0 (73) | 0 (285) | 0 (135) |
Hungary | 72 (32) | ||||||||||
Irlandia | 4 (145) | ||||||||||
Lor. Irlandia | 10 (41) | 9 (58) | 1 (106) | 0 (185) | 0 (18) | 0 (56) | 0 (35) | 0 (26) | |||
Netherlands | 7 (41) | 5 (276) | 24 (377) | 44 (353) | 23 (185) | ||||||
Norway | 25 (446) | 28 (156) | 8 (39) | 18 (257) | 38 (197) | ||||||
Peru | 0 (34, 1984 -86) | 0 (287, 1997-98) | 0 (112) | 0 (66) | |||||||
Poland | 19 (180) | 21 (142) | 33 (256) | 26 (149) | 35 (70) | ||||||
Skotlandia | 25 (147) | 11 (163) | 22 (189) | 5 (22) | |||||||
Swedia | 25 (263) | 62 (258) | 49 (163) | ||||||||
Wales | 0 (16) | 7 (97) | 0 (48) | 0 (25) | |||||||
Korea | 36 (42) | 10 (130) | 15 (98) | ||||||||
China | 20 (142, 1995-98) | 0 (6) | 0 (8) | 0 (35) | |||||||
Colombia | 0 (40, 1994-2000) | ||||||||||
Uruguay | 100 (25, 1998-99) | ||||||||||
Maroko | 60 (108, 1997-2000) | 52 (25) | 42 (40) | ||||||||
Serbia | 76 (37) | ||||||||||
Mexico (Toluca) | 28 (292, 1988-89) | 50 (389, 1997-98) |
Tabel 10. Proporsi galur P. infestans kanthi jinis kawin A2 ing macem-macem negara ing wektu kasebut wiwit taun 2000 nganti 2011
negara | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Austria | 65 (83) | ||||||||||
Belarus | 42 (78) | ||||||||||
Belgium | 20 (102 *) | 4 (32) | 50 (14) | 25 (16) | 62 (13) | 54 (26) | 70 (54) | 30 (23) | 29 (35) | 62 (71) | 45 (49) |
Swiss | 89 (19) | ||||||||||
Czech Republic | 35 (31) | 54 (64) | 38 (174) | 12 (80) | |||||||
Saksa | 95 (53) | ||||||||||
Denmark | 48 (52) | ||||||||||
Ecuador | 5 (178) | 6 (108) | 9 (121) | 18 (94) | 2 (44) | 0 (66) | 5 (47) | ||||
Estonia | 54 (25) | 0 (24) | 33 (62) | 45 (140) | 25 (100) | 12 (103) | |||||
Inggris | 4 (47) | 10 (96) | 31 (55) | 55 (790) | 68 (862) | 70 (552) | 68 (299) | ||||
Finland | 47 (162) | 12 (218) | 42 | ||||||||
France | 0 (186) | 4 (108) | 8 (61) | 22 (103) | 33 (303) | 65 (378) | 74 (331) | 75 (125) | 75 (12) | ||
Hungary | 48 (27) | 48 (90) | 9 | 7 | |||||||
Lor. Irlandia | 0 (38) | 0 (58) | 0 (40) | 0 (24) | 5 (54) | 0 (18) | 27 (578) | 45 (239) | 36 (213) | 82 (60) | 10 (80) |
Netherlands | 66 (24) | 93 (15) | 91 (11) | ||||||||
Norway | 39 (328) | 3 (115) | 12 (19) | ||||||||
Peru | 0 (36) | ||||||||||
Poland | 25 (46) | 10 (30) | 85 (20) | 38 (44) | 75 (66) | 55 (56) | 65 (35) | 72 (81) | 85 (21) | ||
Skotlandia | 3 (213) | 2 (474) | 24 (135) | 86 (337) | 88 (386) | 74 (172) | |||||
Swedia | 60 (277) | 39 (87) | |||||||||
Slowakia | 0 (36) | 14 (26) | 62 (26) | 0 (26) | |||||||
Wales | 25 (12) | 68 (106) | 80 (88) | 92 (143) | 75 (45) | ||||||
Korea | 46 (26) | ||||||||||
Brasil | 0 (49) | 0 (30) | |||||||||
China | 10 (30) | 0 (6) | 0 (6) | ||||||||
Vietnam | 0 (294, 2003-04) | ||||||||||
Uganda | 0 (8) |
Dinamika komposisi genotipe populasi
Pangowahan ing komposisi genotipe populasi P. infestans bisa kedadeyan ing pangaribawa migrasi klon anyar saka wilayah liyane, praktik tetanen (pangowahan varietas, aplikasi fungisida), lan kahanan cuaca. Pengaruh eksternal mengaruhi klon sing beda-beda ing tahap siklus urip sing beda; mula, populasi saben taun ngalami pangowahan siklus ing frekuensi gen sing tundhuk seleksi, amarga ana owah-owahan peran dominan drift lan seleksi.
Pengaruh macem-macem
Kultivar anyar kanthi gen efektif kanggo resistensi vertikal (gen-R) minangka faktor selektif sing kuat sing milih klon karo gen virulensi komplementer ing populasi P. infestans. Tanpa anané resistensi sing ora spesifik ing macem-macem kentang sing nyandhet tuwuhing populasi patogen, proses ngganti klon sing dominan ing populasi kedadeyan cepet banget. Dadi, sawise panyebaran ing wilayah Moskow ing macem-macem Domodedovsky, sing duwe gen resistensi R3, frekuensi klon virulen kanggo macem-macem iki mundhak saka 0,2 dadi 0,82 sajrone setaun (Dyakov, Derevjagina, 2000).
Nanging, pangowahan frekuensi gen genulensi (pathotypes) ing populasi ora mung ana ing pangaruh varietas kentang sing dibudidayakake. Contone, ing Belarus nganti taun 1977, klon kanthi gen virulensi 1 lan 4 dikuasai, sing disebabake dening panen varietas kentang kanthi gen resistensi R1 lan R4 (Dorozhkin, Belskaya, 1979). Nanging, ing pungkasan taun 70an abad XX, klone muncul kanthi macem-macem gen virulensi lan kombinasi, lan gen resistensi komplemen ora nate digunakake kanggo anakan kentang (gen virulensi ekstra) (Ivanyuk dkk, 2002). Alesan katon klon kasebut, amarga migrasi menyang Eropa saka bahan infeksi saka Meksiko kanthi umbi kentang. Ing omah, klon iki dikembangake ora mung ing kentang sing dibudidayakake, nanging uga spesies liar sing nggawa macem-macem gen resistensi; mula kombinasi saka pirang-pirang gen virulensi ing genom kasebut dibutuhake kanggo urip ing kahanan kasebut.
Minangka varietas kanthi resistensi sing ora spesifik, kanthi nyuda tingkat reproduksi patogen, tundha evolusi populasi, sing, kaya sing wis disebutake, minangka fungsi nomer. Amarga agresivitas minangka polgenik, klon sing ngemot nomer gen sing luwih gedhe kanggo "agresivitas" akumulasi luwih cepet saya akeh ukuran populasi. Mula, balapan sing agresif banget dudu produk adaptasi kanggo varietas sing dibudidayakake kanthi resistensi sing ora spesifik, nanging, kosok baline bisa dideteksi ing tanduran varietas rentan banget yaiku akumulator spora parasit.
Mula, ing Rusia, populasi P. Infestan sing paling agresif ditemokake ing zona epifitosis tahunan (populasi saka wilayah Sakhalin, Leningrad, lan Bryansk). Kaprigelan populasi kasebut kabukten luwih dhuwur tinimbang masarakat Meksiko (Filippov et al., 2004).
Kajaba iku, luwih akeh oospora sing dibentuk ing godhong varietas tahan tinimbang sing rentan (Hanson lan Shattock, 1998), yaiku resistensi sing ora spesifik kanggo macem-macem uga nyuda kemampuan rekombinasi parasit lan kemungkinan metode musim salju alternatif.
Pengaruh fungisida
Fungisida ora mung nyuda jumlah jamur fitopatogenik, yaiku mengaruhi ciri kuantitatif saka populasi, nanging uga bisa ngganti frekuensi genotipe individu, yaiku pengaruhe komposisi kualitatif populasi. Antarane indikator populasi sing paling penting sing ganti pengaruh fungisida yaiku: owah-owahan resistensi fungisida, perubahan agresivitas lan virulensi, lan perubahan sistem breeding.
Pengaruh fungisida tumrap resistensi lan agresivitas populasi
Tingkat efek iki ditemtokake, pisanan, kanthi jinis fungisida sing digunakake, sing bisa dipérang dadi polysite, oligosite lan monosite kanthi kondisional.
Tilas kalebu fungisida kontak. Resistensi kanggo wong-wong mau (yen bisa ditindakake) dikendhaleni sawetara gen sing ekspresif banget. Properti kasebut nemtokake ora ana owah-owahan sing bisa ditemokake ing resistensi populasi sawise perawatan karo fungisida (sanajan ing sawetara eksperimen, sawetara nambah resistensi dipikolehi). Populasi jamur sing diawetake sawise nyemprot karo fungisida kontak kasusun saka rong klompok galur:
1) Galur disimpen ing area tanduran sing ora diobati karo obat kasebut. Amarga ora ana kontak karo fungisida, agresif lan resistensi galur kasebut ora owah.
2) Galur ing kontak karo fungisida, konsentrasi ing titik kontak luwih murah tinimbang nyebabake. Kaya kasebut ing ndhuwur, resistensi bagean saka populasi iki uga ora owah, nanging amarga efek parsial fungisida parsial sanajan konsentrasi sublethal ing metabolisme sel jamur, fitness umum lan komponen parasit, agresivitas, nyuda (Derevyagina lan Dyakov, 1990).
Dadi, sanajan bagean saka populasi sing durung seda, kena kontak karo fungisida, duwe agresivitas sing lemah lan ora bisa dadi sumber epifitotik. Mula, proses sing tliti, sing nyuda frekuensi proporsi populasi sing ora kena kontak karo fungisida, minangka kondhisi sukses kanggo tumindak proteksi. Resistensi fungisida oligosite dikontrol dening sawetara gen aditif.
Mutasi saben gen nyebabake sawetara resistensi, lan derajat resistensi umume amarga ana tambahan mutasi kasebut. Mula, paningkatan resistensi tumandang ing langkah-langkah. Tuladhane paningkatan resistensi kanthi langkah-langkah yaiku mutasi resistensi dimethomorph fungisida, sing digunakake kanggo nglindhungi kentang saka pungkasan blight. Rintangan dimethomorph yaiku poligeni lan aditif. Mutasi siji langkah rada nambah resistensi.
Saben mutasi sabanjure nyuda ukuran target lan, akibate, frekuensi mutasi sabanjure (Bagirova et al., 2001). Peningkatan resistensi rata-rata populasi sawise perawatan bola-bali kanthi fungisida oligosite kedadeyan kanthi langkah-langkah lan kanthi bertahap. Kacepetan proses iki ditemtokake dening paling ora telung faktor: frekuensi mutasi gen resistensi, koefisien resistensi (rasio dosis nyebabake galur resisten sing ana gandhengane karo sensitif) lan efek mutasi ing gen resistensi tumrap fitness.
Frekuensi kedadeyan saben mutasi sabanjure luwih murah tinimbang sadurunge; mula proses kasebut nduweni karakter redhake (Bagirova et al., 2001). Nanging, yen proses rekombinasi (seksual utawa parasexual) ana ing sawijining populasi, mula bisa nggabungake mutasi wong tuwa kanthi galur hibrida lan nyepetake proses kasebut. Mula, populasi panmix entuk resistensi luwih cepet tinimbang sing gedhe, lan ing pungkasan, populasi sing ora duwe alangan kompatibilitas vegetatif luwih cepet tinimbang populasi sing dibagi alangan kasebut. Ing babagan iki, anané galur ing populasi sing beda karo jinis kawin nyepetake proses entuk resistensi tumrap fungisida oligosit.
Faktor kaloro lan kaping telu ora nyebabake akumulasi galur tahan dimethomorph kanthi cepet ing populasi. Saben mutasi sabanjure kira-kira dobel resistensi, sing ora penting, lan sekaligus nyuda tingkat pertumbuhan ing lingkungan gawean lan agresif (Bagirova et al., 2001; Stem, Kirk, 2004). Mungkin sebabé prakteke ora ana galur resisten ing antarane galur P. infestans alami, malah sing dikoleksi saka tanduran kentang sing diobati dimethomorph.
Populasi sing diobati karo fungisida oligosite uga kalebu rong klompok galur: sing durung kontak karo fungisida, mula ora ngganti karakteristik awal (yen galur resisten ditemokake ing klompok iki, mula ora bakal akumulasi amarga agresivitas lan daya saing galur sensitif sing luwih dhuwur), lan galur ing kontak karo konsentrasi jamur jamur. Ing antarane yaiku akumulasi galur resisten sing bisa ditindakake, amarga ing kene duwe kaluwihan tinimbang sing sensitif.
Mula, nalika nggunakake fungisida oligosite, ora penting banget kanggo perawatan sing penting amarga konsentrasi obat sing luwih dhuwur, kaping pirang-pirang luwih dhuwur tinimbang dosis mematikan, amarga kanthi mutagenesis stepwise, resistensi awal galur bermutasi kurang.
Pungkasan, mutasi resistensi fungisida monosite ekspresif banget, yaiku, siji mutasi bisa nglaporake resistensi sing dhuwur, nganti bisa ngrampungake sensitivitas. Mula, paningkatan resistensi populasi saya cepet banget.
Contone fungisida kasebut yaiku phenylamides, kalebu fungisida sing paling umum, metalaxyl. Mutasi resistensi kasebut tuwuh kanthi frekuensi sing dhuwur, lan derajat resistensi mutan kasebut dhuwur banget - ngluwihi galur sensitif kanthi faktor ewu utawa luwih (Derevyagina dkk, 1993). Sanajan tingkat pertumbuhan lan agresif mutan resisten nyuda saka latar mburi matine galur rentan saka fungisida sistemik, jumlah populasi tahan tuwuh kanthi cepet lan agresivitas mundhak sejajar. Mula, sawise pirang-pirang taun nggunakake fungisida, agresif galur resisten ora mung bisa padha karo agresivitas sing sensitif, nanging uga bisa ngluwihi (Derevyagina, Dyakov, 1992).
Pengaruh kanggo rekombinasi seksual
Amarga asring kedadeyan jinis kawin A2 ing populasi P. infestans pas karo panggunaan intensif metalaxyl tumrap pungkasan blight, dianggep metalaxyl ngindhuksi konversi jinis kawin. Ing P. parasitica, konversi kaya ngono ing tumindak Chloroneb lan metalaxyl kabukten kanthi eksperimen (Ko, 1994). Saluran tunggal ing medium kanthi konsentrasi metalaxyl sing kurang nyebabake kedadeyan isolat homothallic saka galur P. infestans sensitif metalaxyl kanthi tipe kawin A1 (Savenkova lan Cherepnikova-Anikina, 2002). Sajrone wacana sabanjure ing media kanthi konsentrasi metalaxyl sing luwih dhuwur, ora ana siji-sijine isolat saka jinis pasangan A2 sing dideteksi, nanging umume isolat, nalika nyabrang karo isolat A2, dudu oospora, mbentuk akumulasi miselium elek lan steril. Lintasan galur resisten sing duwe jinis kawin A2 ing media kanthi konsentrasi metalaxyl ngidini kita ndeteksi telung bentuk pangowahan jinis kawin: 1) steril lengkap nalika disebrang karo isolat A1 lan A2; 2) homotallisme (pembentukan oospora ing monokultur); 3) konversi jinis kawin A2 dadi A1. Dadi, metalaxyl bisa nyebabake owah-owahan jinis kawin ing populasi P. infestans lan, akibate, rekombinasi seksual ing antarane.
Pengaruh ing rekombinasi vegetatif
Sawetara gen kanggo resistensi antibiotik nambah frekuensi heterokaryotisasi hyphal lan diploidisasi nuklir (Poedinok lan Dyakov, 1981). Kaya sing wis diandharake sadurunge, heterokaryotization of hyphae sajrone nggabungake macem-macem jenis P. infestans jarang banget kedadeyan amarga kedadeyan inkompatibilitas vegetatif ing jamur iki. Nanging, gen kanggo resistensi kanggo sawetara antibiotik bisa duwe efek samping, ditulis nalika ngatasi kompatibilitas vegetatif. Properti iki duweni gen resistensi streptomisin 1S-1 mutan. Anane mutan kasebut ing populasi lapangan fittafora bisa nambah aliran gen ing antarane galur lan nyepetake adaptasi kabeh populasi menyang varietas utawa fungisida anyar.
Fungisida lan antibiotik tartamtu bisa pengaruhe frekuensi rekombinasi mitosis, sing uga bisa ngowahi frekuensi genotipe ing populasi. Benomil fungisida sing akeh digunakake kanggo beta-tubulin, protein sing dibangun mikrotubulus sitoskeleton, lan kanthi mangkono ngganggu proses pamisahan kromosom ing anafase mitosis, nambah frekuensi rekombinasi mitosis (Hastie, 1970).
Para-fluorophenylalanine fungisida, digunakake kanggo ngobati penyakit Walanda ing elms, duwe properti sing padha. Para-fluorophenylalanine nambah frekuensi rekombinasi ing diploid heterozygous P. infestans (Poedinok et al., 1982).
Pangowahan siklik ing komposisi genotipe populasi ing siklus urip P. infestans
Siklus pangembangan klasik P. infestans ing zona sedheng kalebu 4 fase.
1) Tahap tuwuhing eksponensial saka populasi (fase poliklik) kanthi generasi cendhak. Tahap iki biasane diwiwiti wulan Juli lan tahan 1,5-2 wulan.
2) Fase mandegake tuwuhing populasi amarga nyuda proporsi jaringan sing ora kena pengaruh utawa kedadeyan kahanan cuaca sing ora nyenengake. Tahap iki ing peternakan sing nglakokake ngilangi godhong pra-panen awal metu saka siklus taunan.
3) Tahap musim salju ing umbi, diiringi nyuda ukuran populasi sing gedhe amarga infeksi tuber sing ora disengaja, infeksi sing alon, ora ana infeksi tuber maneh, bosok lan ngilangi umbi sing kena pengaruh ing kahanan panyimpenan normal.
4) Tahap pangembangan alon ing lemah lan tunas (fase monositik), sajrone durasi bisa tekan wulan utawa luwih (pungkasan Mei - awal Juli). Biasane ing wektu iki, godhong sing lara angel dideteksi sanajan ana pengamatan khusus.
Tahap tuwuhing populasi eksponensial (fase poliklikik)
Akeh pengamatan (Pshedetskaya, Kozubova, 1969; Borisenok, 1969; Osh, 1969; Dyakov, Suprun, 1984; Rybakova, Dyakov, 1990) nuduhake yen ing wiwitan epiphytoty, klon sing duwe virus paling entheng lan rada agresif, sing banjur diganti klompok sing luwih ala lan agresif. tingkat tuwuhing agresivitas populasi luwih dhuwur, ora tahan tahan saka macem-macem tanduran tuan rumah.
Nalika populasi saya akeh, konsentrasi gen sing penting uga bakal dilebokake ing macem-macem komersial (R1-R4) lan netral sacara selektif (R5-R11). Dadi, ing populasi cedhak Moskow ing taun 1993, virulensi rata-rata saka pungkasan Juli nganti pertengahan Agustus mundhak saka 8,2 dadi 9,4, lan paningkatan paling gedhe diamati kanggo gen virulensi netral R5 (saka 31 nganti 86% klon virulen) (Smirnov, 1996 ).
Penurunan tingkat tuwuhing sawijining populasi diiringi nyuda aktivitas parasit saka populasi. Mula, ing taun-taun depresi, nomer balapan lan proporsi balapan sing nemen banget luwih murah tinimbang balapan epifitosis (Borisenok, 1969). Yen ing dhuwur kahanan cuaca epifitosis ganti dadi ora nyenengake amarga pungkasan penyakit blight lan kentang mudhun, konsentrasi klon sing bisa uga duwe pengaruh banget lan agresif uga mudhun (Rybakova et al., 1987).
Tambah frekuensi gen sing mengaruhi virulensi lan agresivitas populasi bisa uga amarga pilihan klon sing luwih virulen lan agresif ing populasi campuran. Kanggo nduduhake pilihan, metode kanggo analisis mutasi netral dikembangake, sing sukses digunakake ing populasi ragi cheostat (Adams et al., 1985) lan Fusarium graminearum (Wiebe et al., 1995).
Frekuensi mutan sing tahan blasticidin S ing populasi lapangan P. infestans nyuda sejajar karo tuwuhing agresivitas populasi, sing nuduhake owah-owahan klon sing dominan sajrone tuwuhing masarakat (Rybakova et al., 1987).
Tahap wintering ing umbi
Sajrone musim salju ing umbi kentang, virulensi lan agresif galur P. infestans mudhun, lan penurunan virulensi luwih alon tinimbang agresif (Rybakova lan Dyakov, 1990). Ternyata, ing kondhisi sing kondhisi kanggo tuwuhing populasi (pemilihan-r) sing cepet, gen virulensi "ekstra" lan agresivitas dhuwur migunani, mula pangembangan epifhytotics diiringi pilihan klon sing paling jahat lan agresif. Ing kahanan kejenuhan lingkungan, sanajan ora tingkat reproduksi, nanging terus-terusan eksistensi kahanan sing ora nyenengake (K-sel) duwe peran penting, gen virulensi lan agresivitas "ekstra" nyuda fitness, lan klon karo gen kasebut minangka sing pisanan mati, saengga agresivitas rata-rata lan virulence saka populasi ambruk.
Tahap sayuran ing lemah
Fase iki paling misterius ing siklus urip (Andrivon, 1995). Eksistensi kasebut diduga kanthi spekulatif - amarga ora ana informasi babagan kedadeyan patogen sajrone wektu sing suwe (kadhang luwih saka sewulan) - wiwit muncul bibit kentang nganti katon bintik-bintik pertama penyakit kasebut. Ing basis pengamatan lan eksperimen, prilaku jamur ing jaman urip iki direkonstruksi (Hirst lan Stedman, 1960; Boguslavskaya, Filippov, 1976).
Sporulasi jamur bisa dibentuk ing umbi sing kena infeksi ing lemah. Spora sing diasilake bercambah karo hyphae, sing bisa suwe saya suwe saya suwe ing lemah. Utama (digawe ing umbi) lan sekunder (ing miselium ing lemah) spora munggah ing lumahing lemah kanthi arus kapiler, nanging entuk kemampuan nginfeksi kentang mung sawise godhong ngisor mudhun lan kontak karo permukaan lemah. Godhong kaya ngono (yaiku bintik-bintik pertama penyakit sing ditemokake) ora enggal dibentuk, nanging sawise tuwuh saya suwe lan pangembangan pucuk kentang.
Dadi, fase vegetasi saprotrofik uga bisa ana ing siklus urip P. infestan. Yen ing fase parasit agresivitas siklus urip minangka komponen fitness sing paling penting, mula pemilihan fase saprotrofik ditrapake kanggo nyuda sifat parasit, kaya sing dituduhake kanthi eksperimen kanggo sawetara jamur fitopatogenik (waca Carson, 1993). Mula, ing tahap siklus iki, sifat agresif kudu ilang kanthi intensif. Nanging nganti saiki, durung ana eksperimen langsung kanggo ngonfirmasi asumsi ing ndhuwur.
Pangowahan mangsan ora mung nyebabake sifat patogen saka infestans P., nanging uga resistensi fungisida, sing tuwuh ing fase poliklik (sajrone epifitotis), lan mudhun nalika disimpen ing musim salju (Derevyagina dkk, 1991; Kadish lan Cohen, 1992). Penurunan resistensi metalaxyl sing kuat banget diamati ing antarane nandur umbi sing kena pengaruh lan tampilan bintik-bintik pertama penyakit ing lapangan.
Spesialisasi intraspecific lan evolusi
P. infestans nyebabake epidemi ing rong tanduran, kentang lan tomat sing penting sacara komersial. Epiphytoties ing kentang diwiwiti sawise jamur mlebu ing wilayah anyar. Kekalahan tomat uga dicathet ora suwe sawise muncul infeksi kentang, nanging epiphytoties ing tomat kacathet mung satus taun mengko - ing pertengahan abad kaping-XNUMX. Mangkene sing ditulis Hallegli lan Niederhauser babagan kekalahan tomat ing AS
(1962): "Udakara 100 taun sawise periode epiphytotic sing kuat taun 1845, sawetara utawa meh ora ana upaya kanggo njupuk jinis tomat sing tahan. Sanajan pungkasan blight direkam ing tomat wiwit taun 1848, nanging durung dadi perhatian peternak ing tanduran iki nganti wabah penyakit kasebut ing taun 1946. Ing wilayah Rusia, tomat pungkasan tomat didaftar ing abad kaping 60. "Wis suwe, peneliti ora nggatekake penyakit iki, amarga ora nyebabake kerusakan ekonomi sing signifikan. Nanging ing taun 70an lan 1979an. Epiphytoties abad XX ing pungkasan tomat diamati ing Uni Soviet, utamane ing wilayah Volga Bawah, Ukraina, Kaukasus Utara, Moldova ... ”(Balashova, XNUMX).
Wiwit iku, penyakit tomat pungkasane pungkasane wis taunan, wis nyebar ing saindenging wilayah budidaya industri lan omah lan nyebabake kerusakan ekonomi ing panen iki. Ana apa? Napa muncul parasit kaping pisanan ing kentang lan lesi epifitosis saka panen iki kedadeyan meh bebarengan, lan kenapa perlu epekhytotic katon suwene ing tomat? Bedane kasebut ndhukung wong Meksiko tinimbang sumber infeksi Amerika Selatan. Yen spesies Phytophthora infestans dikembangake minangka parasit spesies sing duwe tuber Meksiko saka genus Solanum, mula bisa dingerteni kenapa kentang sing ditandur karo bagean sing padha karo genus kaya spesies Meksiko kena pengaruh banget, nanging amarga ora ana koevolusi karo parasit, sing ora nyebabake mekanisme resistensi spesifik lan ora spesifik.
Tomat kalebu bagean saka macem-macem jinis, jinis ijol-ijolan kasebut nduweni beda sing beda karo spesies tuber, mula, sanajan kasunyatane tomat kasebut ora ana ing njaba spesialisasi panganan infestans P., intensitas kekalahane ora cukup kanggo kerugian ekonomi sing serius.
Munculake epiphytoties ing tomat amarga owah-owahan genetis serius ing parasit, sing nambah fitness (patogenisitas) sajrone parasit. Kita yakin manawa wujud anyar khusus kanggo parasit tomat yaiku balapan T1 sing diandharake M. Gallegly, mengaruhi macem-macem tomat ceri (Red Cherry, Ottawa), tahan balapan T0 nyebar ing kentang (Gallegly, 1952). Ternyata, ana mutasi (utawa serangkaian mutasi) sing ngowahi balapan T0 dadi balapan T1 lan nyebabake munculnya klone adaptasi banget kanggo ngalahake tomat. Minangka asring kedadeyan, paningkatan patogenisitas kanggo salah sawijine tuan rumah diiringi penurunan kanggo sing liyane, yaiku spesialisasi intrasepsi spesifik sing durung lengkap - kanggo kentang (balapan T0) lan tomat (balapan T1).
Apa bukti babagan asumsi kasebut?
- Kedadeyan ing kentang lan tomat. Ing godhong tomat, balapan T1 dominan, lan ing godhong kentang iku langka. Miturut S.F.Birirova lan T.A. Oreshonkova (durung diterbitake) ing wilayah Moskow taun 1991-1992, kedadeyan balapan T1 ing tandur kentang yaiku 0%, lan ing tanduran tomat - 100%; ing taun 1993-1995 - 33% lan 90%, masing-masing; ing taun 2001 - 0% lan 67%. Data sing padha dipikolehi ing Israel (Cohen, 2002). Eksperimen infeksi umbi kentang kanthi isolat balapan T1 lan campuran isolat T0 lan T1 nuduhake manawa isolat balapan T1 ora bisa dilestarikan ing umbi lan diganti karo isolat balapan T0 (Dyakov et al., 1975; Rybakova, 1988).
2) Dinamika balapan T1 ing tanduran tomat. Infeksi utama godhong tomat ditindakake kanthi isolasi balapan T0, sing dominan ing analisis infeksi ing bintik-bintik pertama sing dibentuk ing godhong. Iki negesake skema migrasi parasit sing umum ditampa: Massa infeksi utama saka kentang digawe dening balapan T0, nanging ana sawetara klon T1 sing disimpen ing kentang, yen ing tomat, ngganti balapan T0 lan akumulasi nalika pungkasan periode epiphytotic. Sampeyan uga bisa uga ana sumber alternatif infeksi godhong tomat kanthi balapan T1, ora kuat kaya umbi lan godhong kentang, nanging tetep. Mula, sumber iki duweni pengaruh sing ringkih marang struktur genetik populasi sing kena infeksi tomat, nanging banjur nemtokake akumulasi balapan T1 (Rybakova, 1988; Dyakov et al., 1994).
3) Agresif kanggo kentang lan tomat. Infeksi buatan saka godhong tomat lan kentang kanthi balapan isolat T0 lan T1 nuduhake manawa bekas luwih agresif kanggo kentang tinimbang tomat, lan sing pungkasan luwih agresif kanggo tomat tinimbang kentang. Bedane kasebut diwujudake ing pamindahan isolasi balapan non- "duweke" saka populasi campuran sajrone perangan godhong ing omah kaca (D'yakov et al., 1975) lan plot lapangan (Leberton et al., 1999); beda-beda ing beban infeksi minimum, periode latensi, ukuran bintik infeksi lan produksi spora (Rybakova, 1988; Dyakov et al., 1994; Legard et al., 1995; Forbes et al., 1997; Oyarzun et al., 1998; Leberton dkk. al., 1999; Vega-Sanchez et al., 2000; Knapova, Gisi, 2002; Sussuna et al., 2004).
Agivitas isolasi balapan T1 menyang varietas tomat sing ora duwe gen resistensi dhuwur banget nganti isolat spora ing godhong kaya medium nutrisi tanpa nekrotisasi jaringan sing kena infeksi (Dyakov et al., 1975; Vega-Sanchez et al., 2000).
4) Virulensi kentang lan tomat. Balapan T1 mengaruhi varietas tomat ceri kanthi gen resistensi Ph1, dene balapan T0 ora bisa nginfeksi varietas kasebut, yaiku nduwe virulensi sing luwih sempit. Gegayutan karo pembeda
Gen-gen kentang gegandhengan karo kuwalik, yaiku galur sing diisolasi saka godhong tomat kurang virulen tinimbang galur "kentang" (Tabel 11).
5) Spidol netral. Analisis spidol netral ing populasi P. infestans parasitizing ing kentang lan tomat uga nuduhake pilihan intraspecific multidirectional. Ing populasi Brasil infestans P., isolat godhong tomat kalebu garis klon US-1, lan godhong kentang kalebu garis BR-1 (Suassuna et al., 2004). Ing Florida (AS), wiwit taun 1994, klon US-90 wiwit dominasi kentang (kanthi kedadeyan luwih saka 8%), lan kloning US-11 lan US-17 ing tomat, lan isolat sing terakhir luwih agresif kanggo tomat tinimbang kentang (Weingartner , Tombolato, 2004). Bedane signifikan frekuensi genotipe (sidik jari DNA) ing isolat kentang lan tomat ditetepake nganti 1200 P. infestan galur sing dikumpulake ing Amerika Serikat saka taun 1989 nganti 1995 (Deahl et al., 1995).
Nggunakake metode AFLP bisa dipisahake 74 galur sing dikoleksi saka godhong kentang lan tomat ing taun 1996-1997. ing Prancis lan Swiss, ing 7 klompok. Galur kentang lan tomat ora cetha beda-beda, nanging galur "kentang" sacara genetis luwih beda tinimbang karo "tomat". Tilas ditemokake ing kabeh klompok pitu, lan sing terakhir, mung ing papat, sing nuduhake genom sing luwih khusus kanggo klompok kasebut (Knapova lan Gisi, 2002).
6) Mekanisme isolasi. Yen populasi parasit ing rong spesies tanduran tuan rumah berkembang dadi sempit spesialisasi tumrap host "dhewe", mula bakal ana macem-macem mekanisme pra lan postmeiosis sing nyegah pertukaran genetik interpopulasi (Dyakov lan Lekomtseva, 1984).
Sawetara panliten wis nyelidiki efek sumber galur parental babagan efisiensi hibridisasi. Nalika galur sing diisolasi saka macem-macem jinis genus Solanum nyebrang ing Ekuador (Oliva et al., 2002), ditemokake yen galur kanthi jinis kawin A2 saka nighthades liar (garis klon EC-2) nyebrang paling ala kanthi galur tomat (garis EC -3), lan paling efektif nyebrang galur kentang (EC-1).
Kabeh hibrida ditemokake non-patogenik. Panulis percaya manawa persentase hibridisasi sithik lan pangurang patogenisitas hibrida disebabake mekanisme postmeiotic isolasi reproduksi populasi.
Ing eksperimen Bagirova dkk. (1998), akeh jinis kentang lan tomat disebrang karo sifat-sifat balapan T0 lan T1. Salib galur T1xT1 sing paling subur diisolasi saka tomat (36 oospora ing lapangan mikroskop, 44% germinasi oospore), sing paling ora efektif yaiku salib balapan T0xT1 sing diisolasi saka macem-macem host (jumlah oospora berkembang lan germin, bagean saka oospora abortif lan kurang berkembang) ... Efisiensi salib ing antarane isolat balapan T0 sing diisolasi saka kentang yaiku menengah. Amarga awak utama galur balapan T0 mengaruhi kentang, umume sumber musim salju - umbi kentang, minangka asil saka pentinge oospora minangka unit infeksi musim salju kanggo populasi saka kentang kurang. "Wangun tomat" sing diadaptasi bisa musim salju ing tomat kanthi bentuk oospora (pirsani ing ngisor iki) lan mulane njaga produktivitas proses seksual sing luwih dhuwur. Amarga kasuburan sing akeh, T1 entuk potensial independen kanggo infeksi utama ing tomat. Asil sing dipikolehi dening Knapova et al. (Knapova et al., 2002) bisa ditafsirake kanthi cara sing padha. Salib galur sing diisolasi saka kentang kanthi galur tomat menehi jumlah oospora paling dhuwur - 13,8 saben sq.mm. medium (kanthi panyebaran 5-19) lan persentasi tengah germinasi oospora (6,3 kanthi panyebaran 0-24). Nyebrang galur sing diisolasi saka tomat menehi persentase oospora paling endhek (7,6 kanthi panyebaran 4-12) kanthi persentase germinasi paling dhuwur (10,8). Salib antara galur sing diisolasi saka kentang menehi sawetara oospora menengah (8,6 kanthi jumlah data sing beda - 0-30) lan persentase germinasi oospora paling murah (2,7). Dadi, galur saka kentang ora subur tinimbang tomat, nanging salib antarpemasan ora ngasilake asil sing luwih ala tinimbang sing dienggo intrapopulasi. Bisa uga ana bedane karo data ing ndhuwur dening Bagirova et al. nerangake manawa peneliti Rusia makarya kanthi galur sing diisolasi ing wiwitan taun 90an, lan peneliti Swiss - kanthi galur diisolasi ing pungkasan taun 90an.
Dhasar subur sing subur bisa uga heteroploidy saka galur. Yen ing populasi Meksiko, yen proses seksual lan infeksi utama karo keturunan oospore iku rutin, umume galur P. Infestans sing diploid, mula ing negara-negara polimorfisme intrapopulasi World Old ploidy diamati (galur di-, tri- lan tetraploid, uga galur heterokariotik karo inti heteroploid) , lan galur sing duwe macem-macem jinis kawin, yaiku bebarengan subur, beda-beda ing ploidy nuklir (Therrien et al., 1989, 1990; Whittaker et al., 1992; Ritch, Daggett, 1995). Keragaman inti ing antheridia lan oogonia bisa dadi sebab kurang subur.
Minangka kanggo ijol-ijolan nuklir ing antarane hyphae sajrone anastomosis, iki bisa dicegah amarga ora kompatibel karo vegetatif, sing ngilangi populasi aseksual dadi klon sing diisolasi sacara genetik (Poedinok lan Dyakov, 1987; Gorbunova dkk, 1989; Anikina dkk, 1997b).
7) Konvergensi populasi. Data ing ndhuwur nuduhake manawa hibridisasi antara "kentang" lan "tomat" P. infestans bisa uga. Infeksi timbal balik saka host sing beda uga bisa ditindakake, sanajan nyuda agresivitas.
Panaliten babagan marker populasi ing isolat saka tegalan kentang lan tomat ing taun 1993 nuduhake yen udakara seperempat isolat sing diisolasi saka godhong tomat ditransfer saka lapangan kentang tetanggan (Dolgova et al., 1997). Secara teoritis, bisa dianggep yen beda-beda populasi ing rong host bakal nambah lan nyebabake munculake bentuk intraspecific khusus (f.sp. kentang lan tomat f) sp), luwih-luwih amarga oospora bisa tetep ana ing lebu tanduran (Drenth et al., 1995 ; Bagirova, Dyakov, 1998) lan wiji tomat (Rubin et al., 2001). Akibate, tomat saiki duwe sumber regenerasi musim semi sing bebas saka umbi kentang.
Nanging, kabeh kedadeyan beda. Overwintering with oospores ngidini parasit ngindhari tahap paling sempit ing siklus urip - tahap monositik vegetasi ing lemah, sajrone sifat parasit mudhun, sing mboko sithik dibalekake ing fase poliklik nalika musim panas.
Tabel 11. Frekuensi gen virulensi kanggo macem-macem jinis kentang ing galur P. infestans
negara | Taun | Jumlah rata-rata gen virulensi ing galur | penulis | |
saka kentang | saka tomat | |||
France | 1995 | 4.4 | 3.3 | Leberton dkk, 1999 |
1996 | 4.8 | 3.6 | Leberton, Andrivon, 1998 | |
Prancis, Swiss | 1996-97 | 6.8 | 2.9 | Knapova, Gisi, 2002 |
Amerika Serikat | 1989-94 | 5 | 4.8 | Goodwin dkk, 1995 |
USA, Zap. Washington | 1996 | 4.6 | 5 | Dorrance et al., 1999 |
1997 | 6.3 | 3.5 | " | |
Ecuador | 1993-95 | 7.1 | 1.3 | Oyarzun dkk, 1998 |
Israel | 1998 | 7 | 4.8 | Cohen, 2002 |
1999 | 6 | 5.7 | " | |
2000 | 6.7 | 6.1 | " | |
Rusia, Mosk. wilayah | 1993 | 8.9 | 6.7 | Smirnov, 1996 |
Rusia, wilayah sing beda-beda | 1995 | 9.4 | 8 | Kozlovskaya lan liya-liyane. |
1997 | 9.2 | 9.2 | " | |
2000 | 8.7 | 4.8 | " |
Zoosporangia lan zoospora utami, sing germin oospora, duwe aktivitas parasit sing luwih dhuwur, luwih-luwih yen oospora dibentuk sacara partenogenetik ing sangisore pheromones galur kanthi jinis kawin sing ngelawan. Mula, bahan infeksi ing bibit tomat sing ditandur saka wiji sing kena infeksi oospora pancen patogenik kanggo tomat lan kentang.
Pangowahan kasebut nyebabake nyusun restrukturisasi populasi liyane, sing ditulis ing pangowahan penting ing ngisor iki saka sudut pandang epidemiologis:
- Bibit tomat sing kena infeksi dadi sumber infeksi utama kentang (Filippov, Ivanyuk, pesen pribadi).
- Epiphytoties ing kentang wiwit diamati wiwit wulan Juni, udakara sewulan luwih awal tinimbang biasane.
- Ing tanduran kentang, persentase balapan T1 mundhak, sing sadurunge ditemokake ing kana kanthi jumlah sing ora pati penting (Ulanova et al., 2003).
- Galur sing diisolasi saka godhong tomat mandheg beda karo galur kentang ing virulensi pembeda kentang gen virulensi lan wiwit ngluwihi galur "kentang" kanthi agresif ora mung ing tomat, nanging uga kentang (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al. , 2003).
Mula, tinimbang divergensi, ana konvergensi populasi, muncule siji populasi ing rong tanduran tuan rumah kanthi virulensi lan agresif ing kalorone spesies kasebut.
kesimpulan
Dadi, sanajan luwih saka 150 taun panelitian intensif P. infestans, ing biologi, kalebu biologi populasi agen penyebab iki saka penyakit sing paling penting kanggo tanduran solanaceous sing ditanam, isih durung dingerteni. Ora jelas kepiye langkah tahapan siklus urip dhewe mengaruhi struktur populasi, apa mekanisme genetika variasi kelenturan agresivitas lan virulensi, apa rasio sistem reproduksi lan reproduksi klonal ing populasi alami, kepiye diwarisake kompatibilitas vegetatif, apa peran kentang lan tomat ing infeksi utama tanduran iki lan apa pengaruhe ing struktur populasi parasit. Nganti saiki, masalah praktis sing penting kaya mekanisme genetika kanggo ngganti agresivitas parasit utawa erosi resistensi kentang sing ora spesifik durung bisa dirampungake. Kanthi paningkatan lan paningkatan riset babagan pungkasan kentang, parasit kasebut ndadekake tantangan anyar kanggo para peneliti. Nanging, peningkatan kemampuan eksperimen, munculé pendekatan metodologis anyar kanggo manipulasi karo gen lan protein ngidini kita ngarep-arep solusi sukses saka pitakon sing dikatutake.
Artikel kasebut diterbitake ing jurnal "Perlindhungan Kentang" (No. 3, 2017)