Sergey Elansky
โรคที่อันตรายที่สุดอย่างหนึ่งของมันฝรั่งและมะเขือเทศคือโรคใบไหม้ที่เกิดจาก oomycete Phytophthora infestans (มน.) เดอแบรี่. ไฟโตพาโทเจนนี้เป็นอันตรายอย่างมากเนื่องจาก ภายใต้สภาพอากาศที่เหมาะสมมันมีความสามารถในการพัฒนาและก่อให้เกิดการสูญเสียพืชผลจำนวนมากตลอดจนความแปรปรวนที่รุนแรงซึ่งช่วยให้สามารถเอาชนะความต้านทานของพันธุ์และผลพิษจากการเตรียมสารฆ่าเชื้อราได้อย่างรวดเร็ว จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการสร้างพันธุ์มันฝรั่งและมะเขือเทศที่สามารถต้านทานเชื้อโรคเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์
ทางเลือกเดียวในการป้องกันโรคใบไหม้คือการใช้สารเคมีป้องกันพืช Epiphytosis ของโรคใบไหม้ส่วนปลายเริ่มต้นโดยหัวเชื้อหลัก ในยุโรปหัวเชื้อหลักถือเป็นการติดเชื้อที่เข้าไปในดินด้วยหัวเมล็ดที่เป็นโรคซึ่งอยู่ในโอสปอร์ของดิน (โครงสร้างการสืบพันธุ์ที่มีผนังหนา P. รัง) เช่นเดียวกับ zoosporangia ที่ได้รับลมจากพืชที่ปลูกจากพืชหัวที่ถูกฤดูหนาวในทุ่งนาของปีที่แล้ว (พืช "อาสาสมัคร") หรือบนกองหัวที่ถูกทิ้งเมื่อเก็บไว้เพื่อจัดเก็บ ในจำนวนนี้พืชที่ปลูกบนกองหัวที่ทิ้งแล้วถือเป็นแหล่งติดเชื้อที่อันตรายที่สุด ที่นั่นจำนวนหัวที่แตกหน่อมักมีความสำคัญและสามารถเคลื่อนย้าย zoosporangia ไปได้ในระยะทางไกล แหล่งที่มาที่เหลือ (oospores พืช "อาสาสมัคร") ไม่เป็นอันตรายเพราะ ไม่ใช่เรื่องปกติที่จะปลูกพืชในพื้นที่เดียวกันบ่อยกว่าหนึ่งครั้งทุกๆ 3-4 ปี การติดเชื้อจากหัวเมล็ดที่เป็นโรคยังมีน้อยเนื่องจากระบบการควบคุมเมล็ดพันธุ์ที่ดี
โดยทั่วไปปริมาณของหัวเชื้อหลักในประชากรยุโรปมี จำกัด ดังนั้นการเติบโตของการแพร่ระบาดจึงค่อนข้างช้าและสามารถควบคุมได้สำเร็จโดยใช้การเตรียมสารเคมีฆ่าเชื้อรา
ในรัสเซียสถานการณ์แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง มันฝรั่งและมะเขือเทศส่วนใหญ่ปลูกในสวนส่วนตัวขนาดเล็ก มาตรการป้องกันไม่ได้ดำเนินการใด ๆ เลยหรือการรักษาด้วยการฆ่าเชื้อราจะดำเนินการในจำนวนที่ไม่เพียงพอและเริ่มต้นหลังจากการปรากฏตัวของโรคใบไหม้ในช่วงปลายยอด เป็นผลให้สวนผักส่วนตัวทำหน้าที่เป็นแหล่งแพร่เชื้อหลักจากการที่ zoosporangia ถูกพัดพาโดยลมไปสู่การปลูกในเชิงพาณิชย์ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากการสังเกตโดยตรงของเราในมอสโกไบรอันสค์โคสโตรมาภูมิภาคไรอาซาน: พบความเสียหายต่อพืชในสวนส่วนตัวก่อนที่จะเริ่มการรักษาด้วยยาฆ่าเชื้อราในพื้นที่เพาะปลูก ต่อจากนั้นการแพร่ระบาดในพื้นที่ขนาดใหญ่จะถูกยับยั้งโดยการใช้ยาฆ่าเชื้อราในขณะที่ในสวนส่วนตัวมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของโรคใบไหม้ในช่วงปลาย
ในกรณีของการปลูกพืชเชิงพาณิชย์ที่ไม่เหมาะสมหรือ "ใช้งบประมาณต่ำ" จุดโฟกัสของโรคใบไหม้จะปรากฏในทุ่งนา ในอนาคตพวกเขากำลังพัฒนาอย่างแข็งขันจับพื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ
การติดเชื้อในสวนส่วนตัวกำลังส่งผลกระทบอย่างมากต่อการแพร่ระบาดในสาขาการค้า ในพื้นที่ปลูกมันฝรั่งทั้งหมดของรัสเซียพื้นที่ที่มันฝรั่งในสวนส่วนตัวครอบครองนั้นมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่ทั้งหมดขององค์กรการผลิตขนาดใหญ่หลายเท่า ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้สวนผักส่วนตัวสามารถถูกมองว่าเป็นแหล่งข้อมูลหัวเชื้อทั่วโลกสำหรับพื้นที่เชิงพาณิชย์
ลองระบุคุณสมบัติเหล่านั้นที่เป็นลักษณะของประชากร P. infestans ในสวนส่วนตัว การปลูกพืชที่ไม่ใช่เมล็ดพันธุ์และการควบคุมการกักกันของมันฝรั่งในเครื่อง, เมล็ดมะเขือเทศที่ได้จากผู้ผลิตต่างประเทศที่น่าสงสัย, การปลูกมันฝรั่งและมะเขือเทศในระยะยาวในพื้นที่เดียวกัน, การรักษาด้วยยาฆ่าเชื้อราที่ไม่เหมาะสมหรือการขาดพืชอย่างสมบูรณ์ทำให้เกิด epiphytoties ที่รุนแรงในภาคเอกชนซึ่งเป็นผลมาจากการที่ฟรี การผสมข้ามพันธุ์และการสร้างโอสปอร์ในสวนส่วนตัว เป็นผลให้มีการสังเกตความหลากหลายทางพันธุกรรมที่สูงมากเมื่อเกือบทุกสายพันธุ์มีลักษณะเฉพาะในจีโนไทป์ (Elansky et al., 2001) และการกระจายของจีโนไทป์ในประชากรเป็นไปตามอัตราส่วน Hardy-Weinberg (Amatkhanova et al., 2004) ซึ่งเป็นพยานในการสนับสนุนการข้ามฟรี ในประชากร Oospores เกิดขึ้นอย่างแข็งขันในอวัยวะของพืชที่ได้รับผลกระทบ (Smirnov, Elansky 1999) การปลูกมันฝรั่งเมล็ดจากต้นกำเนิดทางพันธุกรรมต่างๆทำให้ไม่น่าเป็นไปได้ที่สายพันธุ์โคลนที่เชี่ยวชาญในการโจมตีพันธุ์เฉพาะจะเกิดขึ้น สายพันธุ์ที่เลือกในกรณีนี้มีความโดดเด่นด้วยความเก่งกาจเมื่อเทียบกับพันธุ์ที่ได้รับผลกระทบส่วนใหญ่มียีนที่มีความรุนแรงใกล้เคียงกับจำนวนสูงสุด (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009) สิ่งนี้แตกต่างอย่างมากจากระบบ "โคลนนิ่ง" โดยทั่วไปสำหรับวิสาหกิจการเกษตรขนาดใหญ่ที่มีระบบการป้องกันโรคใบไหม้อย่างถูกต้อง "สายพันธุ์โคลน" (เมื่อทุกสายพันธุ์ของเชื้อโรคใบไหม้ในภาคสนามถูกแสดงโดยจีโนไทป์หนึ่งหรือหลายสายพันธุ์) แพร่หลายในประเทศที่มีการปลูกมันฝรั่งโดยเฉพาะในฟาร์มขนาดใหญ่: สหรัฐอเมริกาเนเธอร์แลนด์เดนมาร์กเป็นต้น (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006) ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20“ สายพันธุ์โคลน” แพร่หลายในแถบเอเชียและตะวันออกไกลของรัสเซีย (Elansky et al., 2001) ซึ่งเห็นได้ชัดว่าเกิดจากการใช้มันฝรั่งพันธุ์เดียวกันในการปลูกโดยเฉพาะ เมื่อเร็ว ๆ นี้สถานการณ์ในภูมิภาคเหล่านี้ก็เริ่มเปลี่ยนแปลงไปสู่การเพิ่มขึ้นของความหลากหลายทางพันธุกรรมของประชากร (S.N. Elansky ข้อมูลที่ไม่ได้เผยแพร่)
การขาดการรักษาอย่างเข้มข้นด้วยการเตรียมสารฆ่าเชื้อรามีผลโดยตรงอีกอย่างหนึ่ง - ไม่มีการสะสมของสายพันธุ์ดื้อยาในสวน ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์ที่ทนต่อเมทัลแลกซิลมีโอกาสน้อยที่จะตรวจพบในสวนส่วนตัวมากกว่าการปลูกในเชิงพาณิชย์ (Elansky et al., 2007)
การปลูกมันฝรั่งและมะเขือเทศในบริเวณใกล้เคียงในสวนช่วยให้เกิดการอพยพของสายพันธุ์ระหว่างพืชเหล่านี้ซึ่งเป็นผลมาจากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาในบรรดาสายพันธุ์ที่แยกได้จากมันฝรั่งส่วนแบ่งของผู้ที่มียีนในการต้านทานต่อมะเขือเทศเชอร์รี่สายพันธุ์ T1 ซึ่งก่อนหน้านี้มีลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์ "มะเขือเทศ" เพิ่มขึ้น สายพันธุ์ที่มียีน T1 ส่วนใหญ่มีความก้าวร้าวสูงต่อทั้งมันฝรั่งและมะเขือเทศ
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโรคใบไหม้ของมะเขือเทศในช่วงปลายเริ่มปรากฏในหลายกรณีเร็วกว่ามันฝรั่ง ต้นกล้ามะเขือเทศสามารถถูกทำลายโดยต้นโอสปอร์ในดินหรือต้นโอสปอร์ที่มีอยู่ในเมล็ดมะเขือเทศหรือเกาะติดอยู่ (Rubin et al., 2001) ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 เมล็ดพันธุ์บรรจุหีบห่อราคาไม่แพงจำนวนมากซึ่งส่วนใหญ่นำเข้าได้ปรากฏในร้านค้าเพื่อใช้ซึ่งผู้ผลิตรายย่อยส่วนใหญ่เปลี่ยนไป เมล็ดสามารถนำมาซึ่งสายพันธุ์ที่มีจีโนไทป์สำหรับภูมิภาคที่กำลังเติบโต ในอนาคตจีโนไทป์เหล่านี้จะรวมอยู่ในกระบวนการทางเพศในสวนส่วนตัวซึ่งนำไปสู่การเกิดจีโนไทป์ใหม่ทั้งหมด
ดังนั้นสวนส่วนตัวจึงเป็น "หม้อหลอม" ระดับโลกซึ่งอันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมจีโนไทป์ที่มีอยู่จะได้รับการประมวลผลและเกิดขึ้นใหม่ทั้งหมด ในเวลาเดียวกันการเลือกของพวกเขาจะเกิดขึ้นในสภาพที่แตกต่างจากที่สร้างขึ้นสำหรับมันฝรั่งในฟาร์มขนาดใหญ่: การไม่มีการกดฆ่าเชื้อราความสม่ำเสมอของพันธุ์พืชความเด่นของพืชที่ได้รับผลกระทบจากการติดเชื้อไวรัสและแบคทีเรียในรูปแบบต่างๆความใกล้ชิดกับมะเขือเทศและป่ากลางคืนการผสมข้ามพันธุ์และการสร้างรังไข่ สำหรับ oospores จะกระตุ้นให้เกิดการกำเริบของโรคในปีหน้า ทั้งหมดนี้นำไปสู่ความหลากหลายทางพันธุกรรมของประชากรหลังบ้านที่สูงมาก ในสภาพของ epiphytotics ในสวนผักโรคใบไหม้ตอนปลายแพร่กระจายอย่างรวดเร็วและปล่อยสปอร์จำนวนมากบินไปยังพื้นที่เพาะปลูกเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตามเมื่อต้องไปสู่พื้นที่เชิงพาณิชย์ด้วยระบบเทคโนโลยีการเกษตรและการป้องกันที่ถูกต้องสปอร์ที่บินเข้ามาจึงไม่สามารถแพร่ระบาดอย่างรุนแรงในภาคสนามได้จริงเนื่องจากไม่มีสายโคลนที่ทนต่อสารฆ่าเชื้อรา 10 ชนิดและมีความเชี่ยวชาญเฉพาะกับพันธุ์ที่ปลูก
แหล่งที่มาของหัวเชื้อหลักอีกแหล่งหนึ่งอาจเป็นหัวที่เป็นโรคติดอยู่ในต้นกล้าทางการค้า ตามกฎแล้วหัวเหล่านี้เติบโตในสาขาที่มีเทคโนโลยีการเกษตรที่ดีและการป้องกันสารเคมีอย่างเข้มข้น จีโนไทป์ของไอโซเลทที่มีผลต่อหัวถูกปรับให้เข้ากับการพัฒนาพันธุ์ของมันเอง สายพันธุ์เหล่านี้มีอันตรายมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการปลูกในเชิงพาณิชย์เมื่อเทียบกับหัวเชื้อที่มาจากสวนส่วนตัว ผลการวิจัยของเรายังสนับสนุนสมมติฐานนี้ ประชากรที่แยกได้จากทุ่งนาขนาดใหญ่ที่มีการป้องกันสารเคมีอย่างเหมาะสมและเทคโนโลยีการเกษตรที่ดีไม่มีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูง บ่อยครั้งที่สิ่งเหล่านี้เป็นเส้นโคลนหลายเส้นโดยมีความก้าวร้าวสูงและความเด่นของสายพันธุ์ที่ทนต่อเชื้อรา
สายพันธุ์จากวัสดุเมล็ดเชิงพาณิชย์สามารถป้อนประชากรในสวนผักและมีส่วนร่วมในกระบวนการที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตามในสวนผักความสามารถในการแข่งขันของพวกมันจะต่ำกว่าในเชิงพาณิชย์มากและในไม่ช้าพวกมันจะหยุดอยู่ในรูปแบบของโคลน แต่ยีนของพวกมันสามารถใช้ในประชากร "สวน" ได้
การติดเชื้อที่พัฒนาในพืช "อาสาสมัคร" และบนกองของหัวที่คัดแล้วในระหว่างการเก็บเกี่ยวนั้นไม่เกี่ยวข้องกับรัสเซียเนื่องจาก ในพื้นที่ปลูกมันฝรั่งหลักของรัสเซียจะสังเกตเห็นการแช่แข็งของดินในฤดูหนาวที่ลึกและพืชจากหัวที่มีฤดูหนาวในดินไม่ค่อยพัฒนา
ยิ่งไปกว่านั้นจากการทดลองของเราแสดงให้เห็นว่าตามกฎแล้วเชื้อโรคโรคใบไหม้ในช่วงปลายไม่สามารถอยู่รอดได้ที่อุณหภูมิติดลบแม้ในหัวที่ยังคงมีชีวิตอยู่ ในเขตแห้งแล้งซึ่งมีการฝึกฝนการปลูกมันฝรั่งในช่วงต้นโรคใบไหม้ในช่วงปลายค่อนข้างหายากเนื่องจากเป็นฤดูปลูกที่แห้งและร้อน
ดังนั้นในปัจจุบันเรากำลังสังเกตการแบ่งกลุ่มประชากร P. infestans ออกเป็นประชากร "ทุ่ง" และ "สวน" อย่างไรก็ตามในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการสังเกตกระบวนการที่นำไปสู่การบรรจบกันและการตีความจีโนไทป์จากประชากรเหล่านี้
ในบรรดาผู้ผลิตรายย่อยสามารถสังเกตได้ถึงการเพิ่มขึ้นของการรู้หนังสือของผู้ผลิตรายย่อยการเกิดมันฝรั่งเมล็ดขนาดเล็กราคาไม่แพงการเตรียมสารฆ่าเชื้อราในหีบห่อขนาดเล็กและการสูญเสียความกลัวเรื่อง "เคมี" โดยประชากร
สถานการณ์เกิดขึ้นเมื่อซัพพลายเออร์รายหนึ่งมีกิจกรรมที่หนักหน่วงทำให้ทั้งหมู่บ้านได้รับการปลูกด้วยหัวเมล็ดพันธุ์เดียวกันและได้รับสารกำจัดศัตรูพืชชนิดเดียวกันในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็ก สามารถสันนิษฐานได้ว่ามันฝรั่งพันธุ์เดียวกันจะพบได้ในพื้นที่เพาะปลูกเชิงพาณิชย์ในบริเวณใกล้เคียง
ในทางกลับกัน บริษัท ค้ายาฆ่าแมลงบางแห่งกำลังส่งเสริมแผนการบำบัดสารเคมีแบบ "งบประมาณ" ในกรณีนี้จำนวนการรักษาจะลดลงและมีการเสนอยาฆ่าเชื้อราที่ถูกที่สุดและการเน้นไม่ได้อยู่ที่การป้องกันการเกิดโรคใบไหม้ในช่วงปลายจนถึงการตัดยอด แต่ต้องใช้ความล่าช้าใน epiphytoty เพื่อเพิ่มผลผลิต แผนการดังกล่าวมีเหตุผลทางเศรษฐกิจเมื่อปลูกมันฝรั่งจากวัสดุเมล็ดคุณภาพต่ำโดยหลักการแล้วไม่มีคำถามว่าจะได้รับผลผลิตสูง อย่างไรก็ตามในกรณีนี้ตรงกันข้ามกับประชากรในสวนพื้นหลังทางพันธุกรรมที่มีการปรับระดับของมันฝรั่งจะช่วยให้สามารถเลือกเผ่าพันธุ์ทางสรีรวิทยาเฉพาะของไฟโตพาโทเคนซึ่งเป็นอันตรายมากสำหรับพันธุ์นี้
แนวโน้มในการบรรจบกันของวิธีการผลิตมันฝรั่งแบบ "สวน" และ "ไร่" ดูเหมือนจะค่อนข้างอันตรายสำหรับเรา เพื่อป้องกันผลกระทบเชิงลบทั้งในครัวเรือนและภาคการค้าจำเป็นต้องควบคุมทั้งการแบ่งประเภทของมันฝรั่งเมล็ดและกลุ่มของยาฆ่าเชื้อราที่เสนอให้กับเจ้าของเอกชนในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กรวมถึงการติดตามแผนการป้องกันมันฝรั่งและการใช้สารฆ่าเชื้อราในภาคการค้า
เนื่องจากการพัฒนาการผลิตเมล็ดพันธุ์ที่อ่อนแอในรัสเซียจึงมีการนำเข้ามันฝรั่งจากต่างประเทศจำนวนมาก นอกจากนี้สายพันธุ์ใหม่ที่อาจก่อให้เกิดโรคและทนต่อเชื้อราได้สูงรวมถึง โรคใบไหม้ตอนปลาย
ในรัสเซียกลุ่มยีนของพวกเขาจะมีส่วนร่วมในกระบวนการทางธรรมชาติของการคัดเลือกจีโนไทป์ใหม่ซึ่งปรับให้เข้ากับเงื่อนไขของเราและความพ่ายแพ้ของพันธุ์ที่ปลูกในรัสเซีย
ในพื้นที่ของภาคเอกชนมีการพัฒนาอย่างเข้มข้นไม่เพียง แต่โรคใบไหม้ในช่วงปลาย แต่ยังรวมถึง Alternaria ด้วย เจ้าของที่ดินส่วนบุคคลส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้มาตรการพิเศษเพื่อป้องกันอัลเทอเรียเรียโดยใช้การพัฒนาอัลเทอร์เรียเพื่อการเหี่ยวเฉาตามธรรมชาติของใบไม้หรือการพัฒนาของโรคใบไหม้ในช่วงปลาย ดังนั้นด้วยการพัฒนาอัลเทอเรียในพันธุ์ที่อ่อนแอจำนวนมากแปลงครัวเรือนจึงสามารถใช้เป็นแหล่งของหัวเชื้อสำหรับการปลูกในเชิงพาณิชย์ได้
งานนี้ดำเนินการโดยการสนับสนุนบางส่วนของ Russian Science Foundation (โครงการ N 14-50-00029)
บทความนี้ตีพิมพ์ในวารสาร "Potato Protection" (ฉบับที่ 1, 2015)