"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9432
ETF9432 "Phytophthora infestans Baltikumi ja Venemaa Pihkva regiooni populatsioonide fenotüübiline ja genotüübiline iseloomustamine; oospooride kui esmase nakkusallika roll lehemädanikutekitaja epidemioloogias (1.01.2012−31.12.2015)", Eve Runno-Paurson, Eesti Maaülikool, Põllumajandus- ja keskkonnainstituut.
ETF9432
Phytophthora infestans Baltikumi ja Venemaa Pihkva regiooni populatsioonide fenotüübiline ja genotüübiline iseloomustamine; oospooride kui esmase nakkusallika roll lehemädanikutekitaja epidemioloogias
Phenotypic and genotypic characterisation of Baltic and Russian Pskov region populations of Phytophthora infestans; the role of oospores as a source of primary inoculum to late blight pathogen epidemiology
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.6. PõllumajandusteadusB390 Taimekasvatus, aiandus, taimekaitsevahendid, taimehaigused 4.1. Põllumajandus, metsandus, kalandus ja nendega seonduvad teadused (agronoomia, loomakasvatus, kalakasvatus, metsakasvatus, aiandus jne.)100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.201212 000,00 EUR
01.01.2013−31.12.201312 000,00 EUR
01.01.2014−31.12.201412 000,00 EUR
01.01.2015−31.12.201512 000,00 EUR
48 000,00 EUR

Kartuli–lehemädanik, mida põhjustab patogeen Phytophthora infestans, on üks kõige enam kahju tekitav kartulihaigus juba üle pooleteise sajandi nii Baltimaades, Venemaal kui mujal Euroopas. Suguline paljunemine on põhjustanud lehemädanikutekitaja P. infestans suurema geneetilise mitmekesisuse ja kohastuvuse nii peremeestaime kui keskkonnatingimuste suhtes. Lehemädanikutekitaja paljuneb nüüdseks suguliselt enamuses Euroopa maades. Populatsiooni muutused kajastuvad selgelt kartulipõldudel, kus epideemiad algavad varem ning lehemädanikutõrjeks tehakse rohkem tõrjekordi, mis on ilmselgelt põhjustatud mullasisesest nakkusest oopooridega. Baltimaad ja Venemaa Pihkva regioon on ajalooliselt tugevalt ühendatud piirkond ning on jäänud tänini majanduslikult ja traditsiooniliselt seotuks. Seetõttu tuleks selle piirkonna P. infestans populatsioone uurida ühtse kogumina. Kuna lehemädanik hävitab Baltikumis ja Venemaal märkimisväärse koguse kartuli saagist ning kartulil on tähtis roll üsna suure elanikkonna toiduratsioonis, on suur risk ühe peamise põllukultuuri saagikadudeks. Uurimustöö põhi eesmärgiks on iseloomustada lehemädanikutekitaja P. infestans Baltikumi ja Venemaa Pihkva regiooni populatsioone erinevate feno– ja genotüübiliste iseloomustajatega, et otsustada parima tõrjestrateegia kasuks selle regiooni kartulikasvatajatele ning uurida oospooridest põhjustatud epideemiate rolli Baltikumi ja Venemaa Pihkva regiooni populatsioonides. Väga oluline teave on, kas mõlemad paarumistüübid A1 ja A2 kooseksisteerivad samal põllul ning milline on mõlema paarumistüübi omavaheline suhe Balti ja Pihkva regioonide erinevatel kartulipõldudel. Oospooride kuhjumine mulda ja sellest põhjustatud varajastel lehemädaniku epideemiatel on oluline roll just väikekasvatajate põldudel ja eraaedades, kus kasvatatakse enamus tarbitavast toidukartulist ning kus tavaliselt lehemädaniku tõrjet ei tehta. Eirates külvikorra tavasid ning kasvatades kartulit järjepidevalt samal põllul, on suur oht kartulipõldude saastamiseks kauapüsivate oospooridega. Mitteküllaldane fungitsiidide kasutamine võib olla lisa riskifaktor suurendas oospooride moodustumist ning vähendades sellega külvikorra efektiivsust. Venemaal, Lätis ja Leedus toitub suur elanikkond kartulist, mistõttu on agressiivsemast ja mitmekesisemast lehemädanikutekitajast saanud suur toiduohutuse risk, ning seega on eriti oluline teada, mis toimub Läti ja Leedu ning Pihkva regioonide populatsioonides, mida pole varem kunagi uuritud.
Potato late blight, caused by the oomycete Phytophthora infestans, is considered to be the most important and devastating potato disease worldwide, including in the Baltic countries and in the Russian Federation. Sexual reproduction has increased P. infestans genetic variability and fitness. Nowadays, P. infestans reproduces sexually in most European countries. The results of population changes have been observed in potato fields, where epidemics start earlier and the number of fungicide treatments for control of the blight increased, probably partly because of oospore–derived infections. The three Baltic countries and the Pskov region of Russia are historically strongly connected districts, and have remained economically and traditionally bound. Therefore, the populations of P. infestans in this region must be studied as one complex. Because in the Baltic countries and the Russian Federation late blight destroys a considerable amount of potato yield and, potatoes are such an important food for such a large proportion of the population there is a high risk of yield loss for a major crop. Therefore, it is necessary to study P. infestans populations in these regions. The main aim was to determine the general characteristics of the Baltic countries and Russian Pskov region populations of P. infestans for the purpose of deciding the best control strategies for potato late blight for this part of Europe, and to study the roll of oospore–derived epidemics in the same regions. Knowledge about the presence of both mating types on the same crop and A1:A2 mating type ratio in Baltic and Russian Pskov region is very important because soil–borne infections can play an important role especially in small scale grower fields and private gardens where growers usually do not use any fungicides for late blight control. Ignoring good crop rotation practices and growing potatoes continuously, there is a big risk of soil contamination in potato fields with long–lived oospores. Soil–borne early and continuous epidemics can be controlled with effective usage of fungicides. Insufficient fungicide use may be an additional risk factor promoting increased oospore production, reducing the effectiveness of crop rotation. In the Russian Federation, Latvia and Lithuania where potatoes are such an important food for so many people, more aggressive and sexually reproductive late blight pathogen has became a big risk to food security in this area.
Eesti, Läti, Leedu ja Venemaa Pihkva regiooni kartuli-lehemädanikutekitaja Phytophthora infestans populatsioonide uuringutest on selgunud, et patogeeni populatsioonid on äärmiselt mitmekesised, ning on toimunud selged muutused ajas ja esinevad piirkonnast ja viljelusviisidest tulenevad erinevused analüüsituna erinevate fenotüübliste markeritega. Paarumistüüpide suhe oli P. infestans Balti riikide ja Venemaa Pihkva regiooni populatsioonides kõikidel uuritud aastatel ligilähedane 1:1-le ning mõlemad paarumistüübid A1 ja A2 esinevad koos samal põllul (varieerub riigiti), mis viitab sugulisele paljunemisele ja muldade saastumise kauapüsivate oospooridega on reaalne oht kõigis uuritud populatsioonides. Esmakordselt kinnitati A2 paarumistüübi olemasolu Leedu P. infestans populatsioonis. Selgus, et P. infestans Baltikumi ja Pihkva regiooni populatsioonides domineerivad metalaksüüli-tundlikud tüved ning riikide vahel tulemused ei erinenud. Patogeeni rassiline struktuur oli väga varieeruv ja kompleksne kõigis nelja riigi populatsioonis, olles tõenäoliselt seotud mõlema paarumistüübi samaaegse esinemisega. Kõigi nelja riigi P. infestans populatsioone iseloomustab kõrge geneetiline mitmekesisus, väga paljude erinevate multilookusgenotüüpide (MLG) esinemine, enamikel põldudel esinevad unikaalsed MLGd, MLGde levik põllult-põllule vähene, populatsioonides domineerivate MLGde puudumine. Enamasti MLGsid erinevatel aastatel ei tuvastatud väljaarvatud üks erand Leedu populatsioonis. Geneetilise analüüsi tulemused tõestavad, et Baltikumi ja Venemaa Pihkva regiooni P. infestans populatsioonides patogeen paljuneb suguliselt ja sealjuures toimub geneetiline rekombinatsioon, mis suurendab populatsioonide mitmekesisust ja sugulise paljunemise tulemusel moodustuvad oospoorid tagavad patogeenile paremad ellujäämistingimused. Kuna lehemädaniku poolt põhjustatud oht kartulikasvatusele püsib ja haigustekitaja populatsioonid on sugulise paljunemise tagajärjel pidevas muutumises, on järjepidev lehemädaniku patogeeni populatsioonide monitooring hädavalik, et tuvastada muutusi populatsioonides.