S.N. Elanskiy, L.Yu. Kokaeva, N.V. Statsyuk, Yu.T. Dyakov
kirish
Oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary, kech blight qo'zg'atuvchisi, kartoshka va pomidorning iqtisodiy jihatdan eng muhim kasalligi, bir yarim asrdan ko'proq vaqt davomida turli mamlakatlar tadqiqotchilarining diqqatini jalb qilmoqda. XIX asrning o'rtalarida Evropada to'satdan paydo bo'lgan, bu ko'plab avlodlar xotirasida saqlanib qolgan kartoshka epidemiyasini keltirib chiqardi.
Hozirgacha uni ko'pincha "Irlandiyalik ochlikning qo'ziqorinlari" deb atashgan. Birinchi epidemiyalardan deyarli yuz yil o'tgach, kechqurun kasalligiga chidamli yovvoyi meksikalik kartoshka turlari topildi, ularni madaniy kartoshka bilan kesib o'tish usullari ishlab chiqildi (Myuller, 1935) va birinchi kech blightga chidamli navlar olindi (Pushkarev, 1937). Biroq, ularni tijorat etishtirish boshlanganidan ko'p o'tmay, chidamli navlarga zararli bo'lgan kech blight patogenining irqlari to'planib qoldi. va yovvoyi Meksika kartoshkasidan navlarga yangi qarshilik genlarini kiritish samaradorligini tezda yo'qotishni boshladi.
Monogenik (vertikal) qarshilikni ishlatishda muvaffaqiyatsizliklar selektsionerlarni o'ziga xos bo'lmagan poligenik (gorizontal) qarshilikdan foydalanishning yanada murakkab usullarini izlashga majbur qildi. So'nggi yillarda parazitning alohida populyatsiyalarida o'ta agressiv irqlar to'planib, hatto o'ziga xos bo'lmagan qarshilik eroziyasini keltirib chiqara boshladi. Fungitsidlarga chidamli shtammlarning paydo bo'lishi kartoshkadan himoya qiluvchi kimyoviy moddalarni ishlatishda muammolarni keltirib chiqardi.
Oomitset va zamburug'larning kimyoviy tarkibi, ultrastrukturasi va metabolizmidagi sezilarli farqlar tufayli fungitsidlar, ayniqsa o'simliklarni ko'plab qo'ziqorin kasalliklaridan himoya qilish uchun ishlatiladigan tizimli moddalar oomitsetlarga qarshi samarasiz.
Shuning uchun, kech blightdan kimyoviy himoya qilishda bir necha marotaba (mavsumda 12 martagacha yoki undan ko'p) keng ta'sir doirasi bilan aloqa qilish preparatlari bilan purkash ishlatilgan. Oomitsetalar uchun zaharli bo'lgan va o'simliklarda muntazam ravishda tarqaladigan fenilamidlardan foydalanish inqilobiy qadam bo'ldi. Biroq, ularning keng qo'llanilishi tezda qo'ziqorin populyatsiyasida chidamli shtammlarning to'planishiga olib keldi (Davidse va boshq., 1981), bu o'simliklarni himoya qilishni sezilarli darajada murakkablashtirdi. P. infestans amalda mo''tadil zonaning yagona paraziti bo'lib, uning zararini organik dehqonchilikda kimyoviy himoya vositalarini ishlatmasdan zararsizlantirish mumkin emas (Van Bruggen, 1995).
Yuqorida aytib o'tilganlar turli mamlakatlar tadqiqotchilarining P. infestans populyatsiyasini, ularning ko'pligi va genetik tarkibini dinamikasini, shuningdek o'zgaruvchanlikning genetik mexanizmlarini o'rganishga katta e'tibor berishini tushuntiradi.
R. INFESTANSning hayot aylanishi
Oomycete Phytophthora infestansi kartoshka barglari ichida haustoriya bilan hujayralararo mitselni rivojlantiradi. Barg to'qimalarida oziqlanib, qorong'u dog'lar paydo bo'lishiga olib keladi, ular nam ob-havo sharoitida qorayadi va chiriydi. Kuchli mag'lubiyat bilan butun barg o'ladi. Oziqlanish davridan so'ng, mitseliyada o'simtalar hosil bo'ladi - sporangioforalar - stomata orqali tashqariga o'sib chiqadi. Nam havoda ular barglarning pastki qismidagi dog'lar atrofida oq gul hosil qiladi. Sporangioforlarning uchida limon shaklidagi zoosporangiya hosil bo'lib, ular parchalanib, yomg'ir purkash yo'li bilan olib boriladi (1-rasm). Kartoshka yaprog'i yuzasida suv tomchilariga tushganda, sporangiyalar 6-8 zoospora bilan unib chiqadi, ular bir muncha harakatdan so'ng yumaloqlanib, qobiq bilan qoplanadi va o'sib chiqqan naycha bilan unib chiqadi. O'simlik stomata orqali barg to'qimalariga kirib boradi. Muayyan sharoitda sporangiya o'sish naychasida to'g'ridan-to'g'ri barg to'qimalariga o'sishi mumkin. Qulay sharoitlarda infektsiyadan yangi sporulyatsiya paydo bo'lishigacha bo'lgan vaqt atigi 3-4 kun.
Sporangiya erga tushgandan keyin va tuproqdan suzilib, tuplarni yuqtirishga qodir. Jiddiy ta'sirlangan ildiz mevalari saqlash vaqtida chiriydi; zaif ta'sirlanganlarda infektsiya keyingi mavsumga qadar davom etishi mumkin. Bundan tashqari, kech blight qo'zg'atuvchisi qishda o'simlik qoldiqlari va pomidor urug'larida tuproqda oosporalar (qalin devorli dam oluvchi jinsiy sporalar) shaklida saqlanib qolishi mumkin. Oosporalar tirik o'simlik organlarida turli xil juftlashgan shtammlar haddan tashqari namlik bilan uchrashganda hosil bo'ladi. Bahorda aseksual sporulyatsiya ekilgan yuqtirilgan tuplarda va oosporalari bo'lgan o'simlik qoldiqlarida hosil bo'ladi; zoosporalar tuproqqa kirib, o'simliklarning pastki barglarini yuqtirishga olib keladi. Ba'zi hollarda miselyum yuqtirgan tupdan o'simlikning yashil qismiga o'sishi mumkin va odatda poyaning yuqori qismida paydo bo'ladi.
Oomitsetlar va zamburug'larning aksariyati o'rtasida sezilarli farq ularning hayotiy tsiklida diplofazaning ustun bo'lishida, gamet meoz va zigotlarning (oosporalarning) reduktiv yadroviy bo'linishsiz unib chiqishi bilan bog'liq. Bu xususiyat, shuningdek, biseksuallikni almashtiradigan dipolyar heterotalizm, yuqori eukaryot populyatsiyalarini o'rganish uchun ishlab chiqilgan yondashuvlarni oomitsetlarga tatbiq etishga imkon beradi (panmixiya va populyatsiyalarning bo'linishi, ichki va populyatsion genlar oqimlari va boshqalar). Ammo uchta omil ushbu yondashuvlarni P. infestans populyatsiyasini o'rganishga to'liq o'tkazishga imkon bermaydi.
1. Gibrid oosporalar bilan bir qatorda populyatsiyalarda o'z-o'zini serhosil va partenogenetik oosporalar hosil bo'ladi (Fife va Shaw, 1992; Anikina va boshq., 1997a; Savenkova, Cherepnikoba-Anirina, 2002; Smirnov, 2003) va ularning paydo bo'lish chastotasi ta'sir qilish uchun etarli bo'lishi mumkin. test natijalari bo'yicha.
2. P. infestansdagi jinsiy jarayon populyatsiya sonining dinamikasiga ahamiyatsiz hissa qo'shadi, chunki qo'ziqorin asosan vegetativ sporalar bilan ko'payib, juftlashuv turini an'anaviy usulda ozuqaviy muhit bo'yicha tahlil qilish natijalarini hosil qiladi. ... o'sish davri - bu jinssiz sporulyatsiyaning bir necha avlodlari (politsiklik kasallikning rivojlanishi). Oosporalar yashil o'simliklar bo'lmagan davrda (qishda) va ko'chatlarning birlamchi infektsiyasida organizmni saqlab qolishda muhim rol o'ynaydi. Keyin, yoz davomida, klon ko'payish va ko'payish yoki aksincha, jinsiy rekombinatsiya natijasida paydo bo'lgan individual klonlar sonining kamayishi sodir bo'ladi, bu asosan ko'proq moslanganlarni tanlash bilan belgilanadi. Shuning uchun epifitotiklarning boshida va oxirida populyatsiyadagi individual klonlarning nisbati butunlay boshqacha bo'lishi mumkin.
3. Ta'riflangan tsikl o'z vatanlaridagi Markaziy Amerikadagi P. infestansining mahalliy populyatsiyasiga xosdir. Dunyoning boshqa mintaqalarida jinsiy jarayon 100 yildan ortiq vaqt davomida ma'lum bo'lmagan; yuqtirilgan kartoshka tuplaridagi vegetativ miselyum qishlash bosqichi bo'lgan. Hayotiy tsikl butunlay agamatik bo'lib, tarqalishi fokusli xarakterga ega edi: bitta yuqtirilgan ekilgan ildiz mevalaridan yuqtirish barglarga o'tib, kasallikning asosiy rivojlanish markazini hosil qilib, kasallikning massiv rivojlanishi davomida birlashishi mumkin edi.
Shunday qilib, ayrim mintaqalarda jinsiy va jinssiz tsikllarning almashinuvi bo'lishi mumkin, boshqalarda esa faqat jinssiz tsikl.
P. INFESTANSning kelib chiqishi
1991-asrning birinchi yarmining oxirida P. infestans Evropada paydo bo'ldi. Kartoshka vatani Janubiy Amerikaning shimoli-sharqida joylashganligi sababli, parazit u erdan Evropaga Chili selitrasi avj olib kelgan paytda olib kelingan deb taxmin qilingan. Biroq, Meksikaning Toluka vodiysidagi Rokfeller markazidagi kartoshka stantsiyasida olib borilgan tadqiqotlar ushbu qarashni qayta ko'rib chiqishga majbur qildi (Niederhauser 1993, XNUMX).
1. Toluka vodiysida mahalliy tuberous kartoshka turlari (Solanum demissum, S. bulbocastanum va boshqalar) yuqori darajadagi nonspesifik qarshilik bilan birlashtirilgan vertikal qarshilik uchun turli xil genlar to'plamiga ega, bu parazit bilan uzoq muddatli evolyutsiyani ko'rsatadi. Janubiy Amerika turlarida, shu jumladan ekin kartoshkalarida qarshilik genlari yo'q.
2. Toluka vodiysida juftlashgan A1 va A2 tiplari bilan izolatlar topiladi, natijada P. infestansning nasl-nasabli populyatsiyasi keng tarqalgan; ekilgan kartoshkaning vatani Janubiy Amerikada parazit klonal tarzda tarqaladi.
3. Toluka vodiysida har yili kech blightning og'ir epidemiyalari mavjud. Shu sababli, Shimoliy Amerika tadqiqotchilari (Kornell universiteti) orasida Mesoamerika (Markaziy Amerika) haqida kartoshka fitoftorasining vatani sifatida fikr o'rnatildi (Goodwin va boshq., 1994).
Janubiy Amerika tadqiqotchilari bu fikrga qo'shilmaydi. Ular ekilgan kartoshka va uning paraziti P. infestansining umumiy vatani - Janubiy Amerika And tog'lari bor deb hisoblashadi. Ular mitoxondriyal genomning (mtDNA) va RAS va b-tubulin yadro genlarining DNK polimorfizmlarini tahlil qilish bo'yicha molekulyar tadqiqotlar orqali o'z nuqtai nazarlarini qo'llab-quvvatladilar (Gomes-Alpizar va boshq., 2007). Ular dunyoning turli burchaklaridan yig'ilgan shtammlar Janubiy Amerikaning And tog'larida joylashgan (uchalasi ham) ajdodlarimizning uch xil yo'nalishidan kelib chiqqanligini ko'rsatdilar. And haplotiplari ikki qatorning avlodlari: eng qadimgi mtDNA nasl-nasabining izolatlari Ekvadordagi Anarrhicomenum qismidan yovvoyi Solanaceae-da uchraydi, ikkinchi qatorning izolyatsiyalari kartoshka, pomidor va yovvoyi tunlarda uchraydi. Tolukada hatto noyob haplotiplar ham faqat bitta nasldan kelib chiqqan bo'lib, Toluka shtammlarining irsiy o'zgaruvchanligi (ba'zi o'zgaruvchan joylarning past allelik chastotasi) yaqinda siljish tufayli asoschining kuchli ta'sirini ko'rsatmoqda.
Bundan tashqari, Andda morfologik va genetik jihatdan P. infestansiga o'xshash yangi P. andina turi topildi, bu mualliflarning fikriga ko'ra, Andlarni Fitoftora jinsidagi spetsifikatsiyaning issiq nuqtasi sifatida ko'rsatmoqda. Nihoyat, Evropada va Qo'shma Shtatlarda P. infestans populyatsiyasi ikkala And naslini o'z ichiga oladi, Tolukada esa bittasi.
Ushbu nashr ilgari o'tkazilgan tadqiqotni qayta ko'rib chiqish uchun ko'plab eksperimental ishlarni olib borgan turli mamlakatlardagi tadqiqotchilar guruhining javobiga sabab bo'ldi (Goss va boshq., 2014). Ushbu ishda, birinchi navbatda, DNK polimorfizmlarini o'rganish uchun ko'proq informatsion mikrosatellit DNK sekanslaridan foydalanilgan; ikkinchidan, klasterlarni tahlil qilish uchun, migratsiya yo'llari, populyatsiyalarning vaqt farqi va boshqalar. yanada rivojlangan modellardan foydalanilgan (F-statistika, Bayes taxminlari va boshqalar) va uchinchidan, nafaqat gibrid tabiat o'rnatgan And turlari P. andina bilan taqqoslash ishlatilgan (P. infestans x Phytophthora sp.) shuningdek, Meksikaning endemik turlari P. mirabilis, P. Ipomoeae va Phytophthora phaseoli bilan, ular genetik jihatdan yaqin bo'lgan P. infestansi, xuddi shu kladga kiritilgan (Kroon va boshq., 2012). Ushbu tahlillar natijasida, phytophthora jinsining barcha turlariga kiritilgan filogenetik daraxtning ildiz qismi, gibrid P. andinadan tashqari, Meksika shtatlariga mansubligi va migratsiya oqimi Meksika - And yo'nalishi borligi, aksincha emas va uning boshlanishi Evropaga to'g'ri kelishi aniq ko'rsatildi. yangi dunyoning mustamlakasi (300-600 yil oldin). Shunday qilib, kartoshkani yengish uchun ixtisoslashgan P. infestans turlarining paydo bo'lishi yumaloq solanaceous o'simliklar shakllanishining ikkilamchi genetik markazida sodir bo'ldi, ya'ni. Markaziy Amerikada.
P. INFESTANSning genomi
2009 yilda xalqaro olimlar guruhi P infestans genomini (Haas va boshq, 2009) ketma-ketligini aniqladilar, uning hajmi 240 Mb edi. Bu soya fasulyesi ildizlarini chirishiga olib keladigan P. sojae (95 Mb) va eman, olxa va boshqalar kabi qimmatbaho daraxt turlariga ta'sir qiladigan P. Ramorum (65 Mb) turlaridan bir necha baravar ko'pdir. Olingan ma'lumotlar shuni ko'rsatdiki, genomda takrorlangan ketma-ketlikning ko'p nusxalari mavjud - 74%. Genom tarkibiga 17797 ta protein kodlovchi genlar kiradi, ularning asosiy qismi uyali jarayonlarda, shu jumladan DNKning replikatsiyasi, oqsillarning transkripsiyasi va tarjimasida ishtirok etadigan genlardir.
Fitoftora jinsi genomlarini taqqoslash natijasida gen zichligi nisbatan yuqori bo'lgan va takrorlangan sekanslarning tarkibi nisbatan past bo'lgan konservalangan genlar ketma-ketligi bloklaridan tashkil topgan genomning g'ayrioddiy tashkiloti aniqlandi, konservatsiya qilinmagan genlar ketma-ketligi bo'lgan, genlarning zichligi past va takrorlanadigan mintaqalarning miqdori yuqori. Konservativ bloklar barcha P. infestans oqsil kodlovchi genlarining 70% (12440) ni tashkil qiladi. Konservativ bloklar ichida genlar odatda intergenik masofa 604 bp bo'lgan yaqin masofada joylashgan. Konservativ bloklar orasidagi maydonlarda intergenik masofa kattaroq (3700 bp) takrorlanadigan elementlarning zichligi oshishi tufayli. Tez rivojlanayotgan effektorli sekretor genlari kambag'al genlarda joylashgan.
P. Infestans genomining ketma-ket tahlili shuni ko'rsatdiki, genomning taxminan uchdan bir qismi transposable elementlarga tegishli. P. infestans genomida boshqa ma'lum genomlarga qaraganda transpozonlar oilasi ancha farq qiladi. P. infestans transpozonlarining ko'p qismi lo'lilar oilasiga tegishli.
Patogenezda ishtirok etadigan juda ko'p o'ziga xos gen oilalari P. infestans genomida aniqlangan. Ularning muhim qismi mezbon o'simlik fiziologiyasini o'zgartiradigan va uning yuqishiga hissa qo'shadigan effektor oqsillarini kodlaydi. Ular ikkita keng toifaga kiradi: hujayralararo bo'shliqlarda (apoplastlar) harakat qiladigan apoplastik effektorlar va gustoriya orqali hujayralarga kiradigan sitoplazmatik effektorlar. Apoplastik effektorlarga o'simlik hujayralarini yo'q qiladigan proteazalar, lipazlar va glikozilazalar kabi salgılanan gidrolitik fermentlar kiradi; mezbon o'simliklarni himoya qiluvchi fermentlarning inhibitörleri va nekrlashtiruvchi toksinlar, masalan, Nep1 ga o'xshash oqsillar (NPL) va Pcf kabi kichik sisteinga boy oqsillar (SCR).
P. infestans effektor genlari ko'p va odatda patogen bo'lmagan genlardan kattaroqdir. Eng taniqli RXLR va Crinkler (CNR) sitoplazmik effektorlari. Oomitsetlarning odatdagi sitoplazmatik effektorlari RXLR oqsillari hisoblanadi. Hozirgacha topilgan barcha RXLR effektor genlari tarkibida Arg-XLeu-Arg amino-terminal guruhi mavjud, bu erda X aminokislota. Tadqiqot natijasida P. infestans genomida 563 RXLR geni mavjud, bu P. sojae va P. ramorumga qaraganda 60% ko'p degan fikr ilgari surildi. P. infestans genomidagi RXLR genlarining taxminan yarmi turlarga xosdir. RXLR effektorlari turli xil ketma-ketliklarga ega. Ular orasida bitta katta va 150 kichik oila aniqlandi. Asosiy proteomdan farqli o'laroq, RXLR effektori genlari odatda genomning kambag'al va takrorlanadigan qismlarida joylashgan. Ushbu mintaqalarning dinamikligini aniqlaydigan mobil elementlar ushbu genlarda rekombinatsiyani kuchaytiradi.
Sitoplazmik CRN effektorlari dastlab o'simlik to'qimalarining nekrozi peptidlarini kodlovchi P. infestans transkriptlarida aniqlangan. Ularning kashf etilishidan buyon ushbu efaktorlar oilasi haqida kam narsa ma'lum. P. Infestans genomini tahlil qilish natijasida 196 ta CRN genining ulkan oilasi aniqlandi, bu P. sojae (100 CRN) va P. ramorum (19 CRN) ga qaraganda ancha katta. RXLRlar singari, CRNlar ham modulli oqsillar bo'lib, yuqori konservalangan N-terminal LFLAK domenidan (50 ta aminokislotadan) va turli genlarni o'z ichiga olgan qo'shni DWL domenidan iborat. Ko'pgina CRNlar (60%) signal peptidiga ega.
Uy egasi bo'lgan o'simlikning uyali jarayonlarini buzish uchun turli xil CRNlarning imkoniyati o'rganildi. O'simliklar nekrozini tahlil qilishda CRN2 oqsillarini olib tashlash 234 aminokislotadan (173-407 pozitsiyalari, DXG domeni) tashkil topgan va hujayra o'limiga olib keladigan C-terminal mintaqasini aniqlashga imkon berdi. P. infestans CRN genlarini tahlil qilish natijasida o'simlik tarkibida hujayralar o'limiga sabab bo'lgan to'rt xil C-terminal mintaqalari aniqlandi. Bularga yangi aniqlangan DC domenlari (P. Infestans 18 gen va 49 psevdogenga ega), shuningdek D2 (14 va 43) va DBF (2 va 1) domenlari oqsil kinazalariga o'xshashdir. O'simlikda ifodalangan CRN domenlarining oqsillari o'simlik hujayrasida saqlanib qoladi (signal peptidlari bo'lmagan taqdirda) va hujayra ichidagi mexanizm orqali hujayralar o'limini rag'batlantiradi. CRN domenlarini o'z ichiga olgan boshqa 255 ketma-ketliklar, ehtimol, gen sifatida ishlamaydi.
RXLR va CRN effektorli genlar oilalarining soni va hajmining ko'payishi, ehtimol, noan'anaviy gomologik rekombinatsiya va genlarning takrorlanishi bilan bog'liq edi. Genom tarkibida juda ko'p miqdordagi faol mobil elementlar mavjud bo'lishiga qaramay, hali ham efektor genlarining o'tkazilishining bevosita dalillari mavjud emas.
Populyatsiya tarkibini o'rganishda foydalaniladigan usullar
Populyatsiyalarning genetik tuzilishini o'rganish hozirgi paytda uni tashkil etuvchi shtammlarining sof madaniyatini tahlil qilishga asoslangan. Toza ekinlarni ajratmasdan populyatsiyalarni tahlil qilish, shuningdek, masalan, populyatsiyaning agressivligini yoki unda fungitsidlarga chidamli shtammlarning mavjudligini o'rganish kabi maxsus maqsadlar uchun amalga oshiriladi (Filippov va boshq., 2004; Derevyagina va boshq., 1999). Ushbu turdagi tadqiqot maxsus usullardan foydalanishni o'z ichiga oladi, ularning tavsifi ushbu ko'rib chiqish doirasidan tashqarida. Shtemlarning qiyosiy tahlili uchun DNK tuzilishini tahlil qilish va fenotipik namoyonlarni o'rganish asosida bir qator usullar qo'llaniladi. Populyatsiyalarni taqqoslash tahlili ko'p miqdordagi izolatlar bilan kurashishga to'g'ri keladi, bu esa qo'llaniladigan usullarga ma'lum talablarni qo'yadi. Ideal holda, ular quyidagi talablarga javob berishlari kerak (Kuk, Lis, 2004, Myuller, Volfenbarger, 1999):
- arzon bo'lishi, amalga oshirilishi oson, vaqt sarfini talab qilmaslik, umuman mavjud texnologiyalarga asoslangan bo'lishi (masalan, PCR);
- etarli miqdordagi mustaqil kodominant marker xususiyatlarini yaratishi kerak;
- yuqori takrorlanuvchanlikka ega;
- tekshiriladigan minimal miqdordagi to'qimalardan foydalaning;
- substratga xos bo'lishi (madaniyatda mavjud bo'lgan ifloslanish natijalarga ta'sir qilmasligi kerak);
- xavfli protseduralar va o'ta zaharli kimyoviy moddalardan foydalanishni talab qilmang.
Afsuski, yuqoridagi barcha parametrlarga mos keladigan usullar mavjud emas. Bizning vaqtimizdagi shtammlarni qiyosiy o'rganish uchun fenotipik xususiyatlarni tahlil qilish asosida usullar qo'llaniladi: kartoshka va pomidor navlariga (kartoshka va pomidor irqlari) zaharlanish, juftlashish turi, peptidaza izoenzimlari va glyukoza-6-fosfat izomeraza spektrlari va DNK tuzilishini tahlil qilish: uzunlik polimorfizmi cheklash fragmenti (RFLP), odatda RB 57 gibridlanish probi bilan to'ldiriladi, mikrosatellit takrorlanishlarini tahlil qilish (SSR va InterSSR), tasodifiy primerlar (RAPD) bilan kuchaytirish, cheklash qismlarini (AFLP) kuchaytirish, mobil elementlarning ketma-ketligiga homolog bo'lgan primerlar bilan kuchaytirish (masalan, Inter) SINE PCR), mitoxondriyal DNK haplotiplarini aniqlash.
P. Infestans bilan ishlashda qo'llaniladigan shtammlarni qiyosiy o'rganish usullarining qisqacha tavsifi
Fenotipik belgilarning xususiyatlari
"Kartoshka" musobaqalari
"Kartoshka" poygalari odatda o'rganilgan va ishlatiladigan markerdir. "Oddiy kartoshka" poygalarida kartoshkaning zaharliligi uchun bitta gen, "murakkab" - kamida ikkitasi mavjud. Qora va boshq. (1953), ularga mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlarni umumlashtirish, Phytophthora poyga P. infestans yomonlik gen / genlar mos qarshilik gen / genlar bilan o'simliklar zaharlayotgan qodir ekanini ko'rdi va irqlar 1, 2, 3 va 4-deb suqilib o'simliklar topildi navbati bilan R1, R2, R3 va R4 genlari bilan, ya'ni. parazit va xo’jayinning o’zaro ta’siri gen printsipi geniga ko’ra sodir bo’ladi. Bundan tashqari, Qora Gallegli va Malkolmson ishtirokida qarshilik R5, R6, R7, R8, R9, R10 va R11 genlarini hamda tegishli irqlarni kashf etdi (Black, 1954; Black & Gallegly, 1957; Malcolmson & Black, 1966; Malcolmson, 1970).
Turli mintaqalardan patogenning irqiy tarkibi to'g'risida keng ma'lumotlar to'plami mavjud. Ushbu ma'lumotlarni batafsil tahlil qilmasdan, biz faqat umumiy tendentsiyani ko'rsatamiz: bu erda yangi qarshilik genlari bo'lgan navlar yoki ularning kombinatsiyalari ishlatilgan bo'lsa, dastlab kech blightning zaiflashishi kuzatildi, ammo keyinchalik tegishli virulentlik genlari bilan musobaqalar paydo bo'ldi va tanlandi va kech blightning tarqalishi qayta tiklandi. Birinchi 4 qarshilik geniga (R1-R4) nisbatan o'ziga xos virulentlik ushbu genlar bilan navlarni etishtirishga kiritilishidan oldin to'plangan kollektsiyalarda kamdan kam kuzatilgan, ammo patogen ushbu genlarni o'z ichiga olgan navlarda parazitlanganida virusli shtammlar soni keskin ko'paygan. Boshqa tomondan, 5-11-genlar kollektsiyalarda keng tarqalgan (Shou, 1991).
1980-yillarning oxirida o'tkazilgan vegetatsiya davrida turli irqlarning nisbatlarini o'rganish shuni ko'rsatdiki, kasallik rivojlanishining boshida populyatsiyada past tajovuzkor va 1-2 ta virusli genlarga ega klonlar ustunlik qiladi.
Keyinchalik, kech blight rivojlanishi bilan, asl klonlarning kontsentratsiyasi pasayadi va yuqori tajovuzkor "murakkab" irqlar soni ko'payadi. Ikkinchisining mavsum oxirigacha yuz berishi 100% ga etadi. Ildizlarni saqlashda agressivlik pasayadi va individual virulentlik genlari yo'qoladi. Klon o'rnini bosish dinamikasi har xil navlarda turlicha bo'lishi mumkin (Rybakova va Dyakov, 1990). Ammo 2000-2010 yillarda olib borilgan tadqiqotlarimiz shuni ko'rsatdiki, murakkab irqlar epifitotikaning boshidanoq kartoshkadan ham, pomidordan ham ajratilgan shtammlar orasida uchraydi. Bu, ehtimol, Rossiyadagi P. Infestans populyatsiyasining o'zgarishi bilan bog'liq.
1988-1995 yillarga kelib, turli mintaqalarda barcha yoki deyarli barcha virusli genlar bilan "superraces" ning paydo bo'lishi 70-100% ga etdi. Ushbu holat, masalan, Belorussiyada, Leningrad va Moskva viloyatlarida, Shimoliy Osetiyada va Germaniyada qayd etilgan (Ivanyuk va boshq., 2002a, 2002b; Polityko, 1994; Shober-Butin va boshq., 1995).
"Pomidor" poygalari
Pomidor navlarida faqat kech blightga qarshilik ko'rsatishning faqat 2 geni topilgan - Ph1 (Gallegly & Marvell, 1955) va Ph2 (Al-Kherb, 1988). Kartoshka irqlaridagi kabi, pomidor va P. infestans o'rtasidagi o'zaro ta'sir genlar asosida sodir bo'ladi. T0 irqi qarshilik genlariga ega bo'lmagan navlarni (sanoatda ishlatiladigan navlarning aksariyati), T1 irqi Ph1 genini (Ottava) va T2 irqi Ph2 genini yuqtiradi.
Rossiyada deyarli faqat T0 kartoshkada topilgan; T0 mavsum boshida pomidorda ustunlik qildi, ammo keyinchalik uning o'rnini T1 poygasi egalladi (Dyakov va boshq., 1975, 1994). 2000 yildan keyin ko'plab populyatsiyalarda kartoshkada T1 epifitotik davrning boshida paydo bo'la boshladi. Qo'shma Shtatlarda kartoshka shtammlari pomidor uchun patogen bo'lmagan, shuningdek T0, T1 va T2 irqlari bo'lgan, T1 va T2 esa pomidorlarda ustun bo'lgan (Vartanian & Endo, 1985; Goodwin va boshq., 1995).
Juftlik turi
Tadqiqotni o'tkazish uchun ma'lum juftlik turlari - A1 va A2 bo'lgan sinovchi (mos yozuvlar) shtammlari talab qilinadi. Sinov izolati ular bilan jo'xori agar muhiti bilan Petri idishlarida juft-juft emlanadi. 10 kun inkubatsiyadan so'ng plitalar shtammlarning aloqa zonasida muhitda oosporalar bor-yo'qligi tekshiriladi. 4 ta variant mavjud: shtamm A1 juftlashuv turiga kiradi, agar u A2 tester bilan oospores hosil qilsa, A2 ga, agar A1 tester bilan oospores hosil qilsa, A1A2 ga, agar ikkala tester bilan oospores hosil qilsa yoki steril bo'lsa (00), agar u oospores hosil qilmasa testersiz (oxirgi ikki guruh kamdan-kam uchraydi).
Juftlik turlarini tezroq aniqlash uchun genomning juftlashish turi bilan bog'liq bo'lgan mintaqalarini aniqlashga urinishlar qilindi, bundan keyin ularni PCR yordamida juftlashish turini aniqlash uchun ishlatish. Bunday saytni aniqlash bo'yicha birinchi muvaffaqiyatli tajribalardan biri amerikalik tadqiqotchilar tomonidan o'tkazilgan (Judelson va boshq., 1995). RAPD usulidan foydalanib, ular o'zaro kesishgan ikkita izolyatsiyaning naslidagi juftlashish turi bilan bog'liq bo'lgan W16 mintaqasini aniqladilar va uni kuchaytirish uchun (b24-16 (1'-AACACGCACAAGGCATATAAATGTA-5 ') va W3-16 (2') juftlik 5 bpli primerlarni ishlab chiqdilar. -GCGTAATGTAGCGTAACAGCTCTC-3 ') PCR mahsuloti cheklash fermenti HaeIII bilan cheklanganidan so'ng, A1 va A2 juftlashuv turlari bilan izolatlarni ajratish mumkin bo'ldi.
Juftlik turlarini aniqlash uchun PCR markerlarini olishga yana bir urinish koreys tadqiqotchilari tomonidan amalga oshirildi (Kim, Li, 2002). Ular AFLP usuli yordamida aniq mahsulotlarni aniqladilar. Natijada, PH1B-5 (oldinga) (3'-GATCGGATTAGTCAGACGAG-2 ') va PHYB-5 (3'-GCGTCTGCAAGGCGCATTT-2') primerlari juftligi ishlab chiqildi, bu A5 juftlashish turi bilan bog'liq genom mintaqasini selektiv ravishda kuchaytirishga imkon berdi. Keyinchalik, ular ushbu ishni davom ettirdilar va 3 'AAGCTATACTGGGACAGGGT-1' (INF-5, oldinga) va 3'-GCGTTCTTTCGTATTACCAC-2 '(INF-1) primerlarini ishlab chiqdilar, bu esa Mat-A1 mintaqasini selektiv kuchayishiga imkon beradi, bu juftlashish turiga ega shtammlarga xosdir. A2006. Chexiya (Mazakova va boshq., 2006), Tunis (Jmour, Hamada, 34) va boshqa mintaqalarda P. infestans populyatsiyasini o'rganishda juftlashuv turlarini PCR diagnostikasidan foydalanish yaxshi natijalarni ko'rsatdi. Bizning laboratoriyamizda (Mytsa, Elanskiy, nashr etilmagan) Rossiyaning turli mintaqalarida (Kostroma, Ryazan, Astraxan va Moskva viloyatlari) kasallangan kartoshka va pomidor organlaridan ajratilgan 90 P. infestans shtammlari tahlil qilindi. XNUMX% dan ortiq o'ziga xos primerlardan foydalangan holda PCR tahlilining natijalari an'anaviy usul bilan juftlik turini ozuqa muhitida tahlil qilish natijalariga to'g'ri keldi.
Jadval 1. Sib 1 klonidagi qarshilikning o'zgaruvchanligi (Elanskiy va boshq., 2001)
Namuna yig'ish joyi | Tahlil qilingan izolyatsiya soni | Nozik (S), kuchsiz (SR) va chidamli (R) shtammlarning soni, dona (%) | ||
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 |
Yekaterinburg shahri | 15 | 8 (53) | 1 (7) | 6 (40) |
O. Saxalin | 66 | 0 | 0 | 66 (100) |
Omsk viloyati | 18 | 0 | 0 | 18 (100) |
Populyatsiya belgisi sifatida metallaksilga qarshilik
1980-yillarning boshlarida turli mintaqalarda metalaksilga chidamli P. infestans shtammlari keltirib chiqargan kech blightning kuchli tarqalishi qayd etildi. Ko'pgina mamlakatlarning kartoshka fermalari katta yo'qotishlarga duch kelishdi (Dowley & O'Sullivan, 1981; Davidse va boshq., 1983; Derevyagina, 1991). O'shandan beri dunyoning ko'plab mamlakatlarida P. infestans populyatsiyasida fenilamidga chidamli shtammlar paydo bo'lishining doimiy monitoringini olib borilmoqda. Fenilamid o'z ichiga olgan preparatlarni qo'llash istiqbollarini amaliy baholashdan tashqari, himoya choralari tizimini yaratish va epifitotiyalarni bashorat qilish bilan bir qatorda, ushbu dorilarga qarshilik ushbu patogen populyatsiyasini qiyosiy tahlil qilish uchun keng qo'llaniladigan belgilaridan biri bo'ldi. Shu bilan birga, taqqoslash populyatsiyasini o'rganishda metalaksilga qarshilikni qo'llash quyidagilarni hisobga olgan holda amalga oshirilishi kerak: 1 - qarshilikning genetik asoslari hali aniq aniqlanmagan, 2 - metalaksilga qarshilik - bu fenilamidlarning ishlatilishiga qarab o'zgarishi mumkin bo'lgan tanlab bog'liq xususiyat, 3 - har xil bitta klon chiziq ichidagi metalaksil shtammlariga sezgirlik darajasi (1-jadval).
Izozim spektrlari
Izozim markerlari odatda tashqi sharoitlardan mustaqil bo'lib, Mendeliyadagi merosni ko'rsatadi va kodominant bo'lib, homo va heterozigotlarni ajratib turishga imkon beradi. Oqsillardan gen markerlari sifatida foydalanish genetik materialning xromosoma va genomik mutatsiyalarni o'z ichiga olgan katta qayta tashkil etilishini va bitta aminokislota o'rnini bosadiganlarni aniqlashga imkon beradi.
Oqsillarni elektroforetik tadqiq qilish shuni ko'rsatdiki, ko'pchilik fermentlar organizmlarda elektroforetik harakatchanligi bilan farq qiluvchi bir necha fraktsiyalar shaklida mavjud. Ushbu fraktsiyalar fermentlarning bir nechta shakllarini turli xil lokuslar (izozimlar yoki izozimlar) yoki bitta lokusning turli allellari (allozimlar yoki allofermentlar) tomonidan kodlash natijasidir. Ya'ni izozimlar bitta fermentning turli shakllari. Turli xil shakllar bir xil katalitik faollikka ega, ammo peptiddagi va zaryaddagi bitta aminokislota almashtirishlari bilan bir oz farq qiladi. Bunday farqlar elektroforez paytida aniqlanadi.
P. infestans shtammlarini o'rganishda ikkita oqsil - peptidaza va glyukoza-6-fosfat izomeraza izoenzimlari spektrlaridan foydalaniladi (bu ferment rus populyatsiyalarida monomorfdir, shuning uchun uni o'rganish usullari ushbu asarda keltirilgan emas). Ularni elektr maydonidagi izozimlarga ajratish uchun o'rganilayotgan organizmlardan ajratilgan oqsil preparatlari elektr maydoniga joylashtirilgan jel plitasiga surtiladi. Jeldagi alohida oqsillarning diffuziya darajasi zaryadga va molekulyar og'irlikka bog'liq; shuning uchun elektr maydonida oqsillar aralashmasi alohida fraktsiyalarga bo'linadi, ularni maxsus bo'yoqlar yordamida ingl.
Peptidaza izofermentlarini o'rganish tsellyuloza-asetat, kraxmal yoki poliakrilamid jellarida olib boriladi. Eng qulay - Helena Laboratories Inc tomonidan ishlab chiqarilgan tsellyuloza asetat jellaridan foydalanishga asoslangan usul. Buning uchun katta miqdordagi sinov materiallari kerak emas, elektroforezdan so'ng ikkala ferment lokusi uchun jelda qarama-qarshi chiziqlar olish mumkin, uni amalga oshirish katta vaqt va moddiy xarajatlarni talab qilmaydi (2-rasm).
Miselyumning kichik qismi 1,5 ml mikrotubaga o'tkaziladi, unga 1-2 tomchi distillangan suv qo'shiladi. Shundan so'ng, namuna bir hil holga keltiriladi (masalan, mikrotubka uchun mos plastik biriktirma bilan ishlaydigan elektr matkap bilan) va 25 rpm tezlikda santrifüjda 13000 soniya davomida cho'kindi. Har bir mikrotubadan 8 mkl. supernatant aplikator plitasiga o'tkaziladi.
Tsellyuloza asetat jeli tampon idishdan olinadi, filtr qog'ozining ikki varag'i o'rtasida bloted qilinadi va aplikatorning plastik asosi ustiga ishchi qatlam bilan joylashtiriladi. Plastinkadan olingan eritma aplikator tomonidan 2-4 marta gelga o'tkaziladi. Jel elektroforez kamerasiga o'tkaziladi,
Jadval 2. Peptidaza izoenzimlarini tahlil qilishda tsellyuloza asetat jelini bo'yash uchun ishlatiladigan eritmaning tarkibi jelning chetiga bir tomchi bo'yoq (bromofenol ko'k) qo'yiladi.
TRIS HCl, 0,05M, Ph 8,0 2 ml
Peroksidaza, 1000 U / ml 5 tomchi
o-dianisidin, 4 mg / ml 8 tomchi
MgCl2, 20 mg / ml 2 tomchi
Gly-Leu, 15 mg / ml 10 tomchi
L-aminokislota oksidaza, 20 u / ml 2 tomchi
Elektroforez 20 daqiqa davomida amalga oshiriladi. 200 V. da elektroforezdan so'ng jel bo'yash stoliga o'tkaziladi va maxsus bo'yash eritmasi bilan bo'yalgan (2-jadval). 10 ml 1,6% DIFCO agarni oldindan mikroto'lqinli pechda eritib, 60 ° S gacha sovutiladi, shundan so'ng 2 ml agarni bo'yoq aralashmasi bilan aralashtirib jelga quyiladi. Chiziqlar 15-20 daqiqa ichida paydo bo'ladi. L-aminokislota oksidaza reaktivi eritmani eritilgan agar bilan aralashtirishdan oldin darhol qo'shiladi.
Rossiya populyatsiyalarida Pep 1 lokusi 100/100 va 92/100 genotiplari bilan ifodalanadi. Gomozigota 92/92 nihoyatda kam uchraydi (taxminan 0,1%). Lokus Pehr 2 uchta 100/100, 100/112 va 112/112 genotiplari bilan ifodalanadi va ularning uchta varianti juda keng tarqalgan (Elanki va Smirnov, 3, 2003-rasm).
Genom tadqiqotlari
Keyingi duragaylash bilan cheklash bo'lagi uzunligining polimorfizmi (RFLP-RG 57)
Umumiy DNK Eco R1 restruktsion fermenti bilan ishlanadi, DNK fragmentlari agaroz gelida elektroforez bilan ajratiladi. Yadro DNKsi juda katta va ko'p takrorlanadigan ketma-ketliklarga ega, bu esa restriktiv fermentlar ta'sirida olingan ko'plab bo'laklarni bevosita tahlil qilishni qiyinlashtiradi. Shuning uchun jelda ajratilgan DNK fragmentlari maxsus membranaga o'tkaziladi va radioaktiv yoki lyuminestsent yorliqlar bilan etiketlangan nukleotidlarni o'z ichiga olgan RG 57 zond bilan gibridlanish uchun ishlatiladi. Ushbu prob takrorlanadigan genomik sekanslar bilan duragaylashadi (Goodwin va boshq., 1992, Forbes va boshq., 1998). Yengil yoki radioaktiv materialda duragaylash natijalarini vizuallashtirgandan so'ng, 25-29 qismlar bilan ifodalangan ko'p joyli duragaylash profili (barmoq izlari) olinadi (Forbes va boshq., 1998). Jinssiz (klon) nasl bir xil profillarga ega bo'ladi. Elektroforetrammada tasmalarning joylashishi bilan taqqoslangan organizmlarning o'xshashliklari va farqlari baholanadi.
Mitoxondriyal DNK haplotiplari
Eukaryotik hujayralarning aksariyatida mtDNK ikki zanjirli dairesel DNK molekulasi shaklida taqdim etiladi, u eukaryotik hujayralarning yadro xromosomalaridan farqli o'laroq, yarim konservativ tarzda takrorlanadi va oqsil molekulalari bilan bog'liq emas.
P. infestansining mitoxondriyal genomi ketma-ketlikda tuzilgan va bir qator ishlar cheklash bo'lagi uzunligini tahlil qilishga bag'ishlangan (Karter va boshq., 1990, Gudvin, 1991, Gavino, Fray, 2002). Griffit va Shou (1998) mtDNA haplotiplarini aniqlashning sodda va tezkor usulini ishlab chiqqandan so'ng, bu marker P. Infestans tadqiqotlarida eng ommaboplardan biri bo'lib, usulning mohiyati ikkita mitoxondriyal DNK fragmentlarini (umumiy genomdan) F2-R2 va primerlari bilan ketma-ket kuchaytirishdan iborat. F4-R4 (3-jadval) va ularni keyinchalik MspI (1-qism) va EcoR1 (2-fragment) fermentlari bilan cheklash. Usul sizga 4 haplotipni aniqlashga imkon beradi: Ia, IIa, Ib, IIb. II tip I tipdan 1881 bp qo'shimchaning mavjudligi va P2 va P4 mintaqalarida cheklash joylarining boshqa joylashuvi bilan farq qiladi (3-rasm).
1996 yildan beri Rossiya hududida to'plangan shtammlar orasida faqat Ia va IIa haplotiplari qayd etildi (Elanskiy va boshq., 2001, 2015). Ular cheklash mahsulotlarini elektr maydonida F2-R2 primeri bilan ajratib bo'lgandan keyin aniqlanishi mumkin (4, 5-rasm). MtDNA turlari shtammlar va populyatsiyalarni qiyosiy tahlil qilishda ishlatiladi. Bir qator ishlarda klonal chiziqlarni ajratish va P. infestans izolatlarini pasportlashtirish uchun mitoxondrial DNK turlaridan foydalanilgan (Botez va boshq., 2007; Shein va boshq., 2009). PCR-RFLP usuli yordamida mtDNA bir xil P. infestans shtammida heterojen degan xulosaga kelishdi (Elanskiy va Milyutina, 2007). Kuchayish shartlari: 1x (500 sek. 94 ° C), 40x (30 sek. 90 ° C, 30 sek. 52 ° C, 90 sek. 72 ° C); 1x (5 min. 72 ° C). Reaksiya aralashmasi: (20 mkl): 0,2 U Taq DNK polimeraza, 1x 2,5 mM MgCl2-Taq bufer, har bir dNTP 0,2 mM, 30 pM primer va 5 ng tahlil qilingan DNK, deiyonizlangan suv - 20 mk gacha.
PCR mahsulotini cheklash 4-6 soat davomida 37 ° S haroratda amalga oshiriladi. Cheklov aralashmasi (20 mkl): 10x MspI (2 mkl), 10x tormozlovchi tampon (2 mkl), deiyonizlangan suv (6 mkl), PCR mahsuloti (10 mkl).
Jadval 3. mtDNA polimorfik mintaqalarini kuchaytirish uchun ishlatiladigan astarlar
Lokus | Astar | Astar uzunligi va joylashishi | PCR mahsulotining uzunligi | Cheklash |
---|---|---|---|---|
P2 | F2: 5'- TTCCCTTTGTCCTCTACCGAT | 21; 13619-13639 yillar | 1070 | MspI |
R2: 5'- TTACGGCGGTTTAGCACATACA | 22; 14688-14667 yillar | |||
P4 | F4: 5'- TGGTCATCCAGAGGTTTATGTT | 22; 9329-9350 yillar | 964 | EcoRI |
R4:5 - CCGATACCGATACCAGCACCAA | 22; 10292-10271 yillar |
Tasodifiy primerni kuchaytirish (RAPD)
RAPDni o'tkazishda o'zboshimchalik bilan nukleotidlar ketma-ketligi bilan bir astar (ba'zida bir vaqtning o'zida bir nechta primer) ishlatiladi, odatda uzunligi 10 nukleotid, tarkibida GC nukleotidlarining miqdori yuqori (50% dan) va past tavlanish harorati (taxminan 35 ° C). Bunday primerlar genomdagi ko'plab qo'shimcha joylarga "tushadi". Kuchaytirgandan so'ng, ko'p sonli amplikonlar olinadi. Ularning soni ishlatilgan primer (lar) ga va reaksiya sharoitlariga (MgCl2 konsentratsiyasi va tavlanish harorati) bog'liq.
Amplikonlarni vizualizatsiya qilish poliakrilamid yoki agaroza gelida distillash orqali amalga oshiriladi. RAPD tahlilini o'tkazishda tahlil qilingan materialning tozaligini diqqat bilan kuzatib borish kerak, chunki boshqa tirik narsalar bilan ifloslanish, toza materialni tahlil qilishda juda ko'p bo'lgan asarlar sonini sezilarli darajada ko'payishiga olib kelishi mumkin (Perez va boshq, 1998). P. infestans genomini o'rganishda ushbu usuldan foydalanish ko'plab asarlarda o'z aksini topgan (Judelson, Roberts, 1999, Ghimire va boshq., 2002, Carlisle va boshq., 2001). Reaksiya sharoitlari va primerlarini tanlash (51 ta 10-nukleotidli primerlar o'rganilgan) Abu-El Samen va boshq. (2003) maqolasida keltirilgan.
Mikrosatellitning takroriy tahlili (SSR)
Mikrosatellit takrorlashlari (oddiy ketma-ketlikni takrorlash, SSR) - bu barcha eukaryotlarning yadro genomlarida mavjud bo'lgan 1-3 (ba'zan 6 tagacha) nukleotidlarning tandemik takrorlanadigan qisqa ketma-ketliklari. Ketma-ket takrorlanish soni 10 dan 100 gacha o'zgarishi mumkin. Mikrosatellit lokuslari juda yuqori chastotada uchraydi va genom bo'ylab ozroq yoki teng taqsimlanadi (Lagercrantz va boshq., 1993). Mikrosatellit ketma-ketliklarining polimorfizmi asosiy motivning takrorlanish sonidagi farqlar bilan bog'liq. Mikrosatellit markerlar kodominant hisoblanadi, bu ularni populyatsiya tuzilishini tahlil qilish, qarindoshlik, genotiplarning ko'chish yo'llarini va boshqalarni aniqlash uchun ishlatishga imkon beradi. Ushbu markerlarning boshqa afzalliklari qatorida ularning yuqori polimorfizmi, yaxshi takrorlanadiganligi, betarafligi va avtomatik tahlil qilish va baholash qobiliyatini ta'kidlash kerak. Dastlab, tahlil poliakrilamid jelida reaktsiya mahsulotlarini ajratish bilan o'tkazildi. Keyinchalik, Applied Biosystems kompaniyasi xodimlari avtomatik lazer detektori (Diehl va boshq., 1990), so'ngra standart avtomatik DNK sekvensiyalari (Ziegle va boshq., 1992) yordamida reaksiya mahsulotlarini aniqlash bilan lyuminestsent etiketli astarlardan foydalanishni taklif qilishdi. Astarlarni har xil lyuminestsent bo'yoqlar bilan yoritish bir vaqtning o'zida bir qatorda bir nechta markerlarni tahlil qilishga imkon beradi va shunga mos ravishda usulning unumdorligini sezilarli darajada oshiradi va tahlilning aniqligini oshiradi.
P. infestansini o'rganish uchun SSR tahlilidan foydalanishga bag'ishlangan birinchi nashrlar 2000 yillarning boshlarida paydo bo'ldi. (Knapova, Gisi, 2002). Mualliflar tomonidan tavsiya etilgan barcha markerlar etarli darajada polimorfizmni namoyish qilmagan, ammo ularning ikkitasi (4B va G11) Lees va boshq. (12) tomonidan taklif qilingan 2006 SSR markerlari to'plamiga kiritilgan va keyinchalik Evkablight tadqiqot tarmog'ida (www.eucablight) qabul qilingan. .org) P. infestans uchun standart sifatida. Bir necha yil o'tgach, sakkizta SSR markerlari asosida P. infestans DNK-ni multipleksli tahlil qilish tizimini yaratish bo'yicha tadqiqot nashr etildi (Li va boshq., 2010). Va nihoyat, ilgari tavsiya etilgan barcha markerlarni baholash va ulardan eng ma'lumotlilarini tanlash, shuningdek, primerlarni, lyuminestsent yorliqlarni va amplifikatsiya sharoitlarini optimallashtirishdan so'ng, o'sha mualliflar guruhi bir bosqichli multipleks tahlil tizimini, shu jumladan 12 markerni taqdim etdi (4-jadval; Li va boshq.). , 2013a). Ushbu tizimda ishlatiladigan primerlar bir xil yorliqlarga ega bo'lgan primerlarning allel o'lchamlari diapazonlari bir-biriga mos kelmasligi uchun to'rtta lyuminestsent markerlardan biri (FAM, VIC, NED, PET) bilan tanlangan va etiketlangan.
Mualliflar tahlilni PTC200 kuchaytirgichida (MJ Research, AQSh) QIAGEN multipleks PCR to'plamlari yoki QIAGEN Typeit Microsatellite PCR to'plamlari yordamida amalga oshirdilar. Reaksiya aralashmasining hajmi 12.5 mkL ni tashkil etdi. Kuchaytirish shartlari quyidagicha edi: QIAGEN multipleks PCR uchun: 95 ° C (15 min), 30x (95 ° C (20 s), 58 ° C (90 s), 72 ° C (60 s), 72 ° C (20 min); QIAGEN Type-it Microsatellite PCR uchun): 95 ° C (5 min), 28x (95 ° C (30 sek), 58 ° C (90 sec), 72 ° C (20 sec), 60 ° C (30 min)).
Ajratish va PCR mahsulotlarini vizualizatsiya bir ABI3730 avtomatik kapillyar DNK analizator (Amaliy Biosystems) yordamida amalga oshirildi.
Jadval 4. P. Infestansni genotiplash uchun ishlatiladigan 12 ta standart SSR markerlarining xususiyatlari (Li va boshq., 2013a)
ism | Allellar soni | Hajmi oralig'i allellar (bp) | Astarlar |
PiG11 | 13 | 130-180 | F: NED-TGCTATTTATCAAGCGTGGG R: GTTTTCAATCTGCAGCCGTAAGA |
Pi02 | 4 | 255-275 | F: NED-ACTTGCAGAACTACCGCCC R: GTTTGACCACTTTCCTCGGTTC |
PinfSSR11 | 4 | 325-360 | F: NED-TTAAGCCACGACATGAGCTG R: GTTTAGACAATTGTTTGTGGTCGC |
D13 | 16 | 100-185 | FAM-TGCCCCCTGCTCACTC R: GCTCGAATTCATTTTCAGACTTG |
PinfSSR8 | 4 | 250-275 | F: FAM-AATCTGATCGCAACTGAGGG R: GTTTACAAGATACACACGGGGCCC |
PinfSSR4 | 7 | 280-305 | F: FAM-TCTTGTTCGAGTATGCGACG R: GTTTCACTTCGGGAGAAAAGGCTTC |
Pi04 | 4 | 160-175 | F: VIC-AGCGGCTTACCGATGG R: GTTTCAGGCGGCTGTTTCGAC |
Pi70 | 3 | 185-205 | F: VIC-ATGAAAATACGTCAATGCTCG R: CGTTGGATATTTCTTTTCTCG |
PinfSSR6 | 3 | 230-250 | F: GTTTTGGTGGGGCTGAAGTTTT R: VIC-TCGCCACAAGATTTATTCCG |
Pi63 | 3 | 265-280 | F: VIC-ATGACGAAGATGAAAGTGAGG R: CGTATTTTCCTGTTTATCTAACACC |
PinfSSR2 | 3 | 165-180 | F: PET-CGACTTCTACATCAACCGGC R: GTTGCTTGGACTGCGTCTTTAGC |
Pi4B | 5 | 200-295 | F: PET-AAAATAAAGCCTTTGGTTCA R: GCAAGCGAGGTTTGTAGATT |
Tahlil natijalarini vizualizatsiya qilishning namunasi shakl. 6. Natijalar GeneMapper 3.7 dasturiy ta'minoti yordamida olingan ma'lumotlarni ma'lum izolatlar bilan solishtirish orqali tahlil qilindi. Tahlil natijalarini talqin qilishni osonlashtirish uchun har bir tadqiqotga ma'lum genotipga ega bo'lgan 1-2 ta mos yozuvlar izolatlarini kiritish kerak.
Tavsiya etilgan tadqiqot usuli juda ko'p miqdordagi dala namunalarida sinovdan o'tkazildi, shundan so'ng mualliflar ikki tashkilotning laboratoriyalari o'rtasida Jeyms Xutton instituti (Buyuk Britaniya) va Vageningen universiteti va tadqiqot (Gollandiya) o'rtasida protokollarni standartlashtirdilar, bu esa soddalashtirilgan standart FTA kartalaridan foydalanish imkoniyatini beradi. P. infestansning DNK namunalarini yig'ish va jo'natish, ushbu rivojlanishdan tijorat maqsadlarida foydalanish imkoniyati to'g'risida gaplashishga imkon berdi. Bundan tashqari, multipleks SSR tahlilidan foydalangan holda P. infestans izolyatsiyasini genotiplashning tezkor va aniq usuli ushbu patogen populyatsiyasini global miqyosda standartlashtirilgan tadqiqotlar o'tkazish va Eucablight loyihasi doirasida (www.eucablight.org), shu jumladan kech yuqumli kasalliklar bo'yicha dunyo ma'lumotlar bazasini yaratishga imkon berdi. shu jumladan mikrosatellit tahlillari natijalari dunyoda yangi genotiplarning paydo bo'lishi va tarqalishini kuzatishga imkon berdi.
Kuchaytirilgan cheklash bo'lagi uzunligining polimorfizmi (AFLP). AFLP (kuchaytirilgan fragment uzunligi polimorfizmi) - bu ma'lum primerlardan foydalangan holda tasodifiy molekulyar markerlarni yaratish texnologiyasi. AFLPda DNK ikkita restriktiv fermentlar kombinatsiyasi bilan davolanadi. Maxsus adapterlar cheklash qismlarining yopishqoq uchlari bilan bog'langan.
Keyinchalik, bu qismlar adapter ketma-ketligi va cheklash joyini to'ldiruvchi primerlar yordamida kuchaytiriladi va qo'shimcha ravishda 3 yoki uchida bir yoki bir nechta tasodifiy asoslarni olib yuradi. Olingan bo'laklar to'plami cheklov fermentlariga va primerlarning 3'-uchlarida tasodifiy tanlangan nukleotidlarga bog'liq (Vos va boshq., 1995). AFLP - genotiplash turli organizmlarning irsiy o'zgarishini tez o'rganish uchun ishlatiladi.
Usulning batafsil tavsifi Myuller, Volfenbarger, 1999, Savelkoul va boshq., 1999 asarlarida berilgan. AFLP va SSR usullarining rezolyutsiyasini taqqoslaydigan ko'p ishlar xitoylik tadqiqotchilar tomonidan olib borilgan. Shimoliy Xitoyning beshta mintaqasidan to'plangan 48 P. infestans izolyatsiyasining fenotipik va genotipik xususiyatlari o'rganildi. AFLP spektrlarida SSR genotiplaridan farqli o'laroq sakkiz xil DNK genotiplari aniqlandi, ular uchun xilma-xillik topilmadi (Guo va boshq., 2008).
Mobil elementlarning ketma-ketligiga homolog bo'lgan primerlar bilan kuchaytirish
Retrotranspozonlar ketma-ketligidan olingan markerlar genetik xaritalash, genetik xilma-xillik va evolyutsion jarayonlarni o'rganish uchun juda qulaydir (Shulman, 2006). Agar ba'zi bir harakatlanuvchi elementlarning barqaror ketma-ketligini to'ldirish uchun primerlar ishlab chiqarilgan bo'lsa, ular orasida joylashgan genom mintaqalarini kuchaytirish mumkin. Kech blight qo'zg'atuvchisini tadqiq qilishda SINE (Qisqacha aralashgan yadro elementlari) retropazonning yadro ketma-ketligini to'ldiruvchi primer yordamida genom qismlarini kuchaytirish usuli muvaffaqiyatli qo'llanildi (Lavrova va Elanskiy, 2003). Ushbu usuldan foydalanib, hatto bir izolyatsiyaning jinssiz naslida ham farqlar aniqlandi. Shu nuqtai nazardan, SINE - PCR usuli juda o'ziga xos va Phytophthora genomidagi SINE elementlarining harakatlanish tezligi yuqori degan xulosaga kelishdi.
P. infestans genomida qisqa retrotranspozonlar (SINE) ning 12 ta oilasi aniqlangan; qisqa retrotranspozonlar turlarining tarqalishi o'rganildi, faqat P. infestans genomida uchraydigan elementlar (SINEs) aniqlandi (Lavrova, 2004).
Populyatsiyani o'rganishda shtammlarni qiyosiy o'rganish usullarini qo'llash xususiyatlari
Tadqiqotni rejalashtirishda uning oldiga qo'ygan maqsadlarini aniq tushunib, tegishli usullardan foydalanish kerak. Shunday qilib, ba'zi usullar juda ko'p miqdordagi mustaqil marker xususiyatlarini yaratishga imkon beradi, ammo shu bilan birga takrorlanuvchanligi past va ishlatilgan reaktivlarga, reaktsiya sharoitlariga va o'rganilayotgan materialning ifloslanishiga juda bog'liq. Shuning uchun shtammlar guruhini har bir o'rganishda bir nechta standart (mos yozuvlar) izolatlardan foydalanish kerak, ammo bu holatda ham bir nechta tajribalarning natijalarini birlashtirish juda qiyin.
Ushbu usullar guruhiga RAPD, AFLP, InterSSR, InterSINE PCR kiradi. Kuchaytirgandan so'ng, har xil o'lchamdagi DNKning ko'p sonli qismlari olinadi. Yaqindan bog'liq shtammlar (ota-avlod, yovvoyi turdagi mutantlar va boshqalar) o'rtasida farqlarni o'rnatish zarur bo'lganda yoki kichik namunani batafsil tahlil qilish zarur bo'lgan hollarda bunday usullardan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Shunday qilib, AFLP usuli P. infestansining genetik xaritasida (van der Li va boshq., 1997) va intrapopulyatsiya tadqiqotlarida keng qo'llaniladi (Knapova, Gisi, 2002, Kuk va boshq, 2003, Flier va boshq, 2003). Bunday usullardan shtammlarning ma'lumotlar bazasini yaratishda foydalanish maqsadga muvofiq emas turli laboratoriyalarda tahlillarni o'tkazishda natijalarni hisobga olishni birlashtirish deyarli mumkin emas.
Ijro etishning soddaligi va tezligiga qaramay (yaxshi tozalanmasdan DNK izolyatsiyasi, kuchaytirilishi, natijalarni vizuallashtirish), ushbu usul guruhi natijalarni hujjatlashtirish uchun maxsus usuldan foydalanishni talab qiladi: poliakrilamidli gelda markalangan (radioaktiv yoki lyuminestsent) primerlar bilan distillash va keyinchalik yorug'lik yoki radioaktiv moddalarga ta'sir qilish. An'anaviy etidiyum bromid agarozli jelni ko'rish odatda ushbu usullarga mos kelmaydi, chunki turli o'lchamdagi ko'p sonli DNK bo'laklari birlashishi mumkin.
Boshqa usullar, aksincha, juda yuqori takrorlanuvchanligi bilan oz sonli xususiyatlarni yaratishga imkon beradi. Ushbu guruhga mitoxondriyal DNK haplotiplari (Rossiyada atigi ikkita haplotip Ia va IIa qayd etilgan), juftlashish turi (ko'p izolatlar 2 turga bo'linadi: A1 va A2, o'z-o'zini unumdor SF kamdan-kam uchraydi) va peptidaz izozim spektrlari (Pep1 va Pep2 ikkita lokusi) kiradi. , har biri ikkita izozimdan iborat) va glyukoza-6-fosfat izomerazasi (Rossiyada bu belgida o'zgaruvchanlik mavjud emas, garchi dunyoning boshqa mamlakatlarida muhim polimorfizm qayd etilgan bo'lsa). To'plamlarni tahlil qilishda, mintaqaviy va global ma'lumotlar bazalarini tuzishda ushbu xususiyatlardan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Mitoxondriyal DNK izozimlari va haplotiplarini tahlil qilishda standart shtammlarsiz bajarish mumkin, juftlashish turlarini tahlil qilishda esa ma'lum juftlashuv turlari bilan ikkita sinov izolati talab qilinadi.
Reaksiya sharoitlari va reaktivlar faqat mahsulotning elektroforetgramdagi kontrastiga ta'sir qilishi mumkin; ushbu turdagi tadqiqotlarda artefaktlarning namoyon bo'lishi ehtimoldan yiroq emas.
Hozirgi vaqtda Rossiyaning Evropa qismidagi populyatsiyalarning aksariyati har ikkala juftlashuvchi shtammlar bilan ifodalanadi (6-jadval), ular orasida mitoxondrial DNKning Ia va IIa turlariga ega bo'lgan izolatlar mavjud (dunyoda topilgan mtDNA ning boshqa turlari 1993 yildan keyin Rossiyada topilmagan). Peptidaza izozimlarining spektrlari Pep1 lokusidagi ikkita genotip (100/100, 92/92 va heterozigota 92/100 va 92/92 genotipi juda kam (<0,3%)) va Pep 2 lokusidagi ikkita genotip (100/100) bilan ifodalanadi. , 112/112 va heterozigota 100/112, genotipi 112/112 100/100 ga qaraganda kamroq, lekin tez-tez uchraydi).
6 yildan keyin glyukoza-1993-fosfat izomeraza izoenzimlari spektrida o'zgaruvchanlik yo'q edi (US-1 klon chizig'ining yo'q bo'lib ketishi); barcha o'rganilgan izolatlar 100/100 genotipga ega edi (Elanskiy va Smirnov, 2002).
Uchinchi usul usullari yuqori takrorlanuvchanlikka ega bo'lgan mustaqil marker xususiyatlarining etarli guruhini olishga imkon beradi. Bugungi kunda ushbu guruhga har xil o'lchamdagi 57-25 DNK bo'lagi ishlab chiqaradigan RFLP-RG29 probasi kiradi. RFLP-RG57 namunalarni tahlil qilishda va ma'lumotlar bazalarini tuzishda ham foydalanish mumkin. Biroq, bu usul oldingilariga qaraganda ancha qimmatroq, u ko'p vaqt talab etadi va etarli darajada yuqori darajada tozalangan DNKni talab qiladi. Shuning uchun tadqiqotchi sinovdan o'tgan material hajmini cheklashga majbur.
O'tgan asrning 57-yillari boshlarida RFLP-RG90 ning rivojlanishi blight patogenining populyatsiyasini o'rganishni sezilarli darajada kuchaytirdi. Bu "Klon chiziqlar" ni tanlash va tahlil qilishga asoslangan uslubning asosiga aylandi (quyida ko'rib chiqing). Klon chiziqlarni aniqlash uchun RFLP-RG57 bilan bir qatorda, juftlashuv turi, DNK barmoq izlari (RFLP-RG57 usuli), peptidaza va glyukoza-6-fosfat izomeraza izoenzimlari va mitoxondriyal DNK turi qo'llaniladi. Uning yordami bilan 1994 yilda ko'rsatildi), eski populyatsiyalarni yangilariga almashtirish (Drenth va boshq., 1993, Sujkovski va boshq., 1994, Gudvin va boshq., 1995a) va dunyoning ko'plab mamlakatlarida ustun bo'lgan klon nasllari aniqlandi. Ushbu usul yordamida rus shtammlarini o'rganish Evropa qismi shtammlarining yuqori genotipik polimorfizmi va Rossiyaning Osiyo va Uzoq Sharq qismlari populyatsiyasining monomorfizmini ko'rsatdi (Elanskiy va boshq, 2001). Va endi bu usul P. infestans populyatsiyasini o'rganishda asosiy bo'lib qolmoqda. Biroq, uning keng taqsimlanishiga juda yuqori narx va bajarilishdagi mehnat zichligi xalaqit beradi.
Mikrosatellitni takrorlash (SSR) tahlili P. infestans tadqiqotlarida kamdan kam qo'llaniladigan yana bir istiqbolli metoddir. Hozirgi vaqtda ushbu usul klon chiziqlarni ajratish uchun keng qo'llanilmoqda. Shtatlarni tahlil qilish uchun kartoshka navlariga (Avdey, 1995, Ivanyuk va boshq., 2002, Ulanova va boshq., 2003) va pomidorga virulentlik genlarining mavjudligi kabi fenotipik marker xususiyatlari keng qo'llanilgan (va foydalanishda davom etmoqda). Hozirgi kunga kelib, kartoshka navlariga zaharlanish genlari, izolatlarning aksariyat qismida maksimal (yoki unga yaqin) virusli genlarning paydo bo'lishi sababli populyatsiyani o'rganish uchun marker belgilar sifatida o'z qiymatini yo'qotdi. Shu bilan birga, tegishli Ph1 genini tashiydigan pomidor navlari uchun T1 virulentlik geni hali ham marker belgisi sifatida muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda (Lavrova va boshq., 2003; Ulanova va boshq., 2003).
Ko'pgina ishlarda fungitsidlarga qarshilik marker sifatida ishlatiladi. Funktsidlarni o'z ichiga olgan metalaksil- (yoki mefenoksam-) qo'llangandan so'ng klon chiziqlaridagi qarshilik mutatsiyalari juda oson paydo bo'lishi sababli, bu xususiyatni populyatsiya tadqiqotlarida qo'llash istalmagan. Masalan, qarshilik darajasidagi sezilarli farqlar Sib1 klon chizig'ida ko'rsatilgan (Elanskiy va boshq., 2001).
Shunday qilib, juftlashish turi, peptidaza izozim spektri, mitoxondriyal DNK turi, RFLP-RG57, SSR ma'lumotlar banklarini yaratish va kollektsiyalarda shtammlarni belgilash uchun afzalroq markerlardir. Cheklangan namunalarni taqqoslash uchun, agar marker xususiyatlaridan maksimal darajada foydalanish zarur bo'lsa, siz AFLP, RAPD, InterSSR, Inter-SINE PCR dan foydalanishingiz mumkin (5-jadval). Shunga qaramay, ushbu usullarning takrorlanuvchanligi esga olinishi kerak va har bir individual tajribada (elektroforezni kuchaytirish tsikli) bir nechta mos yozuvlar izolatlaridan foydalanish kerak.
Jadval 5. Shtemalarni tadqiq qilishning turli usullarini taqqoslash P. infestans
mezon | TS | Isofer politsiyasi | MtDNA | RFLP-RG57 | RAPD | ISSR | SSR | AFLP | Vah |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Axborot miqdori | Н | Н | Н | С | В | В | С | В | В |
Qayta ishlab chiqarish | В | В | В | В | Н | Н | С | С | С |
Artefaktlar ehtimoli | Н | Н | Н | Н | В | С | Н | С | В |
qiymati | Н | С | Н | В | Н | Н | Н | С | Н |
Ishchi kuchi | Н | Н | Н | В | NS * | NS * | Н | С | NS * |
Tahlil tezligi ** | В | Н | Н | С | Н | Н | Н | Н | Н |
Izoh: H - past, C - o'rta, B - baland; NS * - agarozli gel yoki avtomatik ishlatilganda mehnat zichligi kam
genotiper, o'rta - poliakrilamidli gelda distillash bilan, etiketli astarlar bilan,
** - DNK izolatsiyasi uchun miselyumni o'stirishga sarflangan vaqtni hisobga olmaganda.
Aholining tarkibi
Klon chiziqlar
Rekombinatsiya bo'lmasa yoki uning populyatsiya tarkibidagi ahamiyatsiz hissasi bo'lsa, populyatsiya ma'lum miqdordagi klonlardan iborat bo'lib, ular orasida genetik almashinuv juda kam uchraydi.
Bunday populyatsiyalarda alohida genlarning chastotalarini emas, balki umumiy kelib chiqishi (klon nasllari yoki klon nasllari) va faqat nuqta mutatsiyalari bilan farq qiluvchi genotiplarning chastotalarini o'rganish ko'proq ma'lumotlidir. Blight patogenini populyatsiyasini o'rganish va klon chiziqlarini tahlil qilish o'tgan asrning 57-yillari boshlarida RFLP-RG90 usuli paydo bo'lganidan beri sezilarli darajada tezlashdi. Klon chiziqlarni aniqlash uchun RFLP-RG57 bilan bir qatorda juftlashish turi, peptidaza va glyukoza-6-fosfat izomeraza izoenzimlari spektrlari va mitoxondriyal DNK turi qo'llaniladi. Eng keng tarqalgan klon chiziqlarining xususiyatlari 6-jadvalda keltirilgan.
1-yillarning oxiriga qadar AQSh-80 kloni populyatsiyalarning barchasida hukmronlik qildi, undan keyin u boshqa klonlar bilan almashtirila boshladi va Evropa va Shimoliy Amerikadan g'oyib bo'ldi. Hozir u Uzoq Sharqda (Filippinlar, Tayvan, Xitoy, Yaponiya, Koreya, Koh va boshq., 1994, Mosa va boshq., 1993), Afrikada (Uganda, Keniya, Ruanda, Goodwin va boshq., 1994, Vega-Sanches va boshqalar). al., 2000; Ochwo va boshq., 2002) va Janubiy Amerikada (Ekvador, Braziliya, Peru, Forbes va boshq., 1997, Goodwin va boshq., 1994). Faqatgina Avstraliyada US-1 liniyasiga tegishli shtammlar aniqlanmagan. Ko'rinishidan, P. infestans izolyatsiyalari Avstraliyaga ko'chishning yana bir to'lqini bilan kelgan (Goodwin, 1997).
Klon US-6 70-yillarning oxirlarida Meksikaning shimoliy qismidan Kaliforniyaga ko'chib o'tdi va 32 yillik kasalliksiz kartoshka va pomidorda epidemiya keltirib chiqardi. Yuqori tajovuzkorligi tufayli u US-1 klonini siqib chiqardi va AQShning g'arbiy qirg'og'ida hukmronlik qila boshladi (Gudvin va boshq., 1995a).
US-7 va US-8 genotiplari Qo'shma Shtatlarda 1992 yilda topilgan va 1994 yilda AQSh va Kanadada keng tarqalgan. Bir dala mavsumida US-8 kloni dastlab ikkala klon bilan bir xil konsentratsiyali yuqtirilgan kartoshka uchastkalarida US-1 klonini deyarli butunlay siqib chiqarishga qodir (Miller va Jonson, 2000).
BC-1dan BC-4gacha bo'lgan klonlar Britaniya Kolumbiyasida oz miqdordagi izolyatsiyada Goodwin va boshq., 1995b) aniqlangan. US-11 kloni AQShda keng tarqaldi va Tayvanda US-1 o'rnini bosdi. JP-1 va EC-1 klonlari, US-1 kloni bilan, mos ravishda Yaponiya va Ekvadorda keng tarqalgan (Koh va boshq., 1994; Forbes va boshq., 1997).
SIB-1 - Rossiyada Moskva viloyatidan Saxalinga qadar bo'lgan ulkan hududda hukmronlik qilgan klon. Moskva viloyatida u 1993 yilda kashf etilgan va ba'zi dala populyatsiyalari asosan ushbu klon chiziqning shtammlaridan iborat bo'lib, metalaksilga juda chidamli. 1993 yildan keyin ushbu klonning tarqalishi sezilarli darajada kamaydi. 1997-1998 yillarda Urals tashqarisida SIB-1 Xabarovsk o'lkasidan tashqari hamma joyda topilgan (u erda SIB-2 kloni keng tarqalgan). Klonlarning turli xil juftlashuvlar bilan fazoviy ajratilishi Sibir va Uzoq Sharqdagi jinsiy jarayonni istisno qiladi. Moskva viloyatida, Sibirdan farqli o'laroq, aholi ko'plab klonlar bilan ifodalanadi; deyarli har bir izolyatsiya noyob multilocus genotipiga ega (Elanskiy va boshq., 2001, 2015). Ushbu xilma-xillikni faqat dunyoning turli qismlaridan qo'ziqorin shtammlarini import qilingan urug 'moddasi bilan olib kirish bilan izohlash mumkin emas. Uylanishning ikkala turi ham populyatsiyada uchraganligi sababli, uning xilma-xilligi ham rekombinatsiyaga bog'liq. Shunday qilib, Britaniya Kolumbiyasida BC-2 va US-3 klonlarini duragaylash tufayli BC-4, BC-1 va BC-6 genotiplarining paydo bo'lishi taxmin qilinmoqda (Gudvin va boshq., 1995b). Ehtimol, gibrid shtammlar Moskva populyatsiyalarida uchraydi. Masalan, PEP lokusi uchun MO-4, MO-8 va MO-11 heterozigot shtammlari MO-12, MO-21, MO-22 shtammlari orasidagi duragaylar bo'lishi mumkin, bular A2 juftlik turiga ega va PEP lokusining bir alleli uchun homozigot va shtamm MO-8, A1 juftlashuv turiga ega va lokusning boshqa alleli uchun homozigota. Va agar shunday bo'lsa va P. infestansning zamonaviy populyatsiyalarida jinsiy jarayonning rolini oshirish tendentsiyasi mavjud bo'lsa, unda multilokusli klonlarni tahlil qilishning axborot qiymati pasayadi (Elanskiy va boshq., 2001, 2015).
Klon chiziqlaridagi o'zgarish
90-asrning 20-yillariga qadar dunyoda US-1 klon liniyasi keng tarqalgan edi. Dala va mintaqaviy populyatsiyalarning aksariyati faqat US-1 genotipiga ega shtammlardan iborat edi. Shu bilan birga, izolyatsiya o'rtasidagi farqlar ham kuzatilgan, ehtimol mutatsion jarayon tufayli yuzaga kelgan. Mutatsiyalar ham yadro, ham mitoxondriyal DNKda sodir bo'lgan va boshqa narsalar qatori fenilamid dorilariga qarshilik darajasi va viruslilik genlari soniga ta'sir ko'rsatgan. Asl genotiplardan mutatsiyalar bilan farq qiladigan chiziqlar asl genotip nomidan keyin nuqta qo'yilganidan keyin qo'shimcha raqamlar bilan ko'rsatiladi (masalan, US-1.1 klon chizig'ining US-1 mutant chizig'i). US-1.5 va US-1.6 barmoq izlari bilan DNK chiziqlari turli o'lchamdagi aksessuar chiziqlarini o'z ichiga oladi (Goodwin va boshq., 1995a, 1995b); US-6.3 klon liniyasi US-6-dan bitta qo'shimcha chiziq bilan farq qiladi (Goodwin, 1997, 7-jadval).
Mitoxondrial DNKni o'rganishda US-1 klon chizig'ida faqat 1b tip mitoxondrial DNK topilganligi aniqlandi (Karter va boshq., 1990). Shu bilan birga, ushbu klon naslining Peru va Filippindan olingan shtammlarini o'rganishda mitoxondriyal DNK tiplari qo'shimchalar va o'chirishlar mavjudligi bilan 1b dan farq qiladigan izolatlar topildi (Gudvin, 1991, Koh va boshq., 1994).
Jadval 6. Ba'zi P. infestanslarining klonal chiziqlarining multilokus genotiplari
ism | Juftlik turi | Izozimlar | DNK barmoq izlari | MtDNA turi | |
GPI | PEP | ||||
US-1 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010110011E + 24 | Ib |
US-2 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-3 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111000000011E + 24 | - |
US-4 | А1 | 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 |
Izoh: * - ma'lumotlar yo'q.
Jadval 7. Multilokusli genotiplar va ularning mutant chiziqlari
ism | Juftlik turi | | DNK barmoq izlari (RG57) | Eslatmalar | |
GPI | PEP-1 | ||||
US-1 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101000110011 | Original genotip 1 |
US-1.1 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101011001101000110011 | PEPdagi mutatsiya |
US-1.2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101010001101000110011 | RG57dagi mutatsiya |
US-1.3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101001001101000110011 | RG57dagi mutatsiya |
US-1.4 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101010001101000110011 | RG57 va PEPdagi mutatsiya |
US-1.5 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101010110011 | RG57dagi mutatsiya |
US-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010110011 | Original genotip 2 |
US-6.1 | A1 | 100/100 | 92 /92 | 1011111001001100010110011 | PEPdagi mutatsiya |
US-6.2 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011101001001100010110011 | RG57dagi mutatsiya |
US-6.3 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001011100010110011 | RG57dagi mutatsiya |
US-6.4 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1011011001001100010110011 | RG57 va PEPdagi mutatsiya |
US-6.5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010010011 | RG57dagi mutatsiya |
BR-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1011101000001100001111011 | Original genotip 3 |
BR-1.1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1010101000001100001110011 | RG57dagi mutatsiya |
Shuningdek, izozimlar spektrida o'zgarishlar yuz beradi. Qoida tariqasida, ular dastlab ushbu ferment uchun heterozigotli organizmning homozigotlarga bo'linishi natijasida yuzaga keladi. 1993 yilda pomidor mevalarida biz US-1ga xos xususiyatlarga ega bo'lgan shtammni aniqladik: RG57 barmoq izlari, mitoxondriyal DNK turi va glyukoza-86-fosfati-izomeraza uchun 100/6 genotip, ammo u birinchi peptidaza joyi uchun homozigot (100/100) edi ushbu klon chiziqqa xos bo'lgan 92/100 heterozigota. Ushbu shtammning genotipini MO-17 deb nomladik (6-jadval). US-1.1 va US-1.4 mutant chiziqlari ham US-1dan birinchi peptidaza lokusidagi mutatsiyalar bilan farq qiladi (7-jadval).
Kartoshka va pomidor navlari uchun virusli genlar sonining o'zgarishiga olib keladigan mutatsiyalar juda keng tarqalgan. Ular Gollandiyadan (Drenth va boshq., 1), Perudan (Gudvin va boshq., 1994a), Polshadan (Sujkovskiy va boshq., 1995), Shimoliy Amerikaning shimoliy qismidan (Gudvin va boshq.) Populyatsiyalarda US-1991 klon chizig'ining izolatlari orasida qayd etilgan. ., 1995b). Kartoshkaning zaharlanish genlari sonidagi farqlar, shuningdek, Kanada va Qo'shma Shtatlardagi US-7 va US-8 klon chiziqlari izolatlari orasida (Goodwin va boshq., 1995a), Rossiyaning Osiyo qismidagi SIB-1 liniyasining izolatlari orasida (Elanskiy va boshq, 2001) ).
Monoklonal dala populyatsiyalarida fenilamid dori-darmonlariga qarshilik darajalarida kuchli farqlarga ega bo'lgan izolatlar aniqlandi, ularning barchasi Sib-1 klon liniyasiga tegishli edi (Elanskiy va boshq, 2001, 1-jadval). US-1 klon chizig'ining deyarli barcha shtammlari metalaksilga juda sezgir, ammo Filippinda (Koh va boshq., 1994) va Irlandiyada ushbu liniyaning yuqori chidamli izolatlari ajratilgan (Goodwin va boshq., 1996).
P. infestansining zamonaviy populyatsiyalari
Markaziy Amerika (Meksika)
Meksikadagi P. infestans aholisi boshqa dunyo populyatsiyalaridan sezilarli farq qiladi, bu birinchi navbatda tarixiy mavqei bilan bog'liq. Bu aholining ko'plab tadqiqotlar va clade Phytophthora bog'liq P. infestans turlari, shuningdek, Meksika markaziy qismida qo'zg'atuvchining evolyutsiyasi mezbon o'simliklar evolyutsiyasi bilan birgalikda bo'lib o'tdi va jinsiy rekombinatsiya (Grünwald, uchuvchi bilan bog'liq edi, degan xulosaga olib turdagi Solanum, mahalliy turlari , 2005). ota-onasi har ikki turdagi o'simlik va kartoshka va yovvoyi o'sadigan bog'liq turlarining ildiz ustida Solanum aholining jinsiy jarayon mavjudligini tasdiqlaydi, aholi vakili va bir xil nisbatda va tuproqda oospores mavjudligi etiladi (et Fernandez-Pavia al., 2002). Toluka vodiysi va uning atrofidagi (qo'zg'atuvchining kelib chiqish taxminiy markazi) so'nggi tadqiqotlar P. infestans (134 namunadagi namunadagi 176 multilocus genotip) mahalliy populyatsiyasining yuqori genetik xilma-xilligini va mintaqada bir nechta tabaqalashtirilgan subpopulyatsiyalar mavjudligini tasdiqladi (Vang va boshq., 2017). Ushbu farqlanishni keltirib chiqaradigan omillar - Markaziy Meksikaning tog'li joylariga xos bo'lgan subpopulyatsiyalarning fazoviy bo'linishi, vodiylar va tog'larda ishlatiladigan kartoshka navlari va etishtirish sharoitidagi farqlar va muqobil xost sifatida harakat qila oladigan yovvoyi yumaloq Solanum turlarining mavjudligi (Fry va boshqalar). ., 2009).
Ammo shuni ta'kidlash kerakki, Meksikaning shimoliy qismida joylashgan P. infestans populyatsiyasi tabiatan klonal bo'lib, Shimoliy Amerika populyatsiyasiga o'xshashroq bo'lib, bu ularning yangi genotiplar ekanligini ko'rsatishi mumkin (Fry va boshq., 2009).
Shimoliy Amerika
Shimoliy Amerikadagi P. infestans populyatsiyasi har doim juda sodda tuzilishga ega bo'lgan va ularning klonal xarakteri mikrosatellit tahlilidan oldin ancha ilgari o'rnatilgan. 1987 yilgacha AQSh va Kanadada US-1 klon liniyasi ustunlik qildi (Gudvin va boshq., 1995). 70-yillarning o'rtalarida, metalaksil asosidagi qo'ziqorinlar paydo bo'lganda, bu klon Meksikadan ko'chib kelgan boshqa, ko'proq chidamli genotiplar bilan almashtirila boshladi (Goodwin va boshq., 1998). 90-yillarning oxiriga kelib. US-8 genotipi AQShdagi US-1 genotipini to'liq almashtirdi va kartoshkada dominant klon liniyasiga aylandi (Fry va boshq., 2009; Fry va boshq., 2015). Doimiy ravishda bir nechta klon chiziqlarni o'z ichiga olgan pomidor bilan vaziyat boshqacha edi va ularning tarkibi yildan-yilga o'zgarib bordi (Fry va boshq., 2009).
2009 yilda Qo'shma Shtatlarda pomidorga qarshi keng miqyosli kech blight epidemiyasi tarqaldi. Ushbu pandemiyaning xususiyati AQShning shimoli-sharqidagi ko'plab joylarda deyarli bir vaqtning o'zida paydo bo'lishi edi va bu katta bog 'markazlarida yuqtirilgan pomidor ko'chatlarini ommaviy sotish bilan bog'liq edi (Fry va boshq., 2013). Hosilning yo'qotilishi juda katta edi. Ta'sir qilingan namunalarni mikrosatellit tahlilida pandemiya shtammining US-22 A2 juftlashuvchi klon liniyasiga tegishli ekanligi aniqlandi. 2009 yilda Amerikadagi P. infestans populyatsiyasida ushbu genotipning ulushi 80% ga etdi (Fry va boshq., 2013). Keyingi yillarda populyatsiyada agressiv US-23 (asosan pomidorda) va US-24 (kartoshkada) genotiplari nisbati muttasil o'sib bordi, ammo 2011 yildan so'ng US-24 ni aniqlash darajasi sezilarli darajada kamaydi va shu kungacha patogen populyatsiyasining 90% ga yaqini Qo'shma Shtatlar AQSh-23 genotipi bilan namoyish etiladi (Fry va boshq., 2015).
Kanadada, AQShda bo'lgani kabi, 90-yillarning oxirida. dominant US-1 genotipi US-8 tomonidan siqib chiqarildi, uning dominant pozitsiyasi 2008 yilgacha o'zgarishsiz qoldi. Kanadada yuqtirgan pomidor ko'chatlarini sotish bilan bog'liq jiddiy kech yuqumli epidemiyalar mavjud edi, ammo ularga US-2009 va US-2010 genotiplari sabab bo'lgan (Kalischuk va boshq., 23). Ushbu genotiplarning aniq geografik farqlanishi diqqatga sazovor edi: AQSh-8 Kanadaning g'arbiy viloyatlarida (2012%), US-23 esa sharqiy viloyatlarda (68%) ustunlik qildi. Keyingi yillarda US-8 sharqiy mintaqalarga tarqaldi, ammo umuman olganda, mamlakatda US-83 va US-23 genotiplari paydo bo'lishi fonida uning aholi tarkibidagi ulushi biroz pasayib ketdi (Peters va boshq., 22). Bugungi kunga qadar AQSh-24 butun Kanada bo'ylab ustun mavqeni saqlab kelmoqda; US-2014 Britaniya Kolumbiyasida, US-23 va US-8 Ontarioda mavjud (Peters, 23).
Shunday qilib, P. infestansning Shimoliy Amerika populyatsiyalari asosan klon chiziqlardir. So'nggi 40 yil ichida aniqlangan klon genotiplari soni 24 taga etdi. Populyatsiyada har ikkala juftlashuv turlarining mavjudligiga qaramay, jinsiy rekombinatsiya natijasida yangi genotiplarning paydo bo'lishi ehtimoli juda past bo'lib qolmoqda. Shunga qaramay, so'nggi 20 yil ichida efemer rekombinant populyatsiyalar paydo bo'lishining bir nechta holatlari qayd etilgan (Gavino va boshq., 2000; Danks va boshq., 2014; Peters va boshq., 2014) va bitta holatda, o'tish natijasi US-11 genotipi bo'lgan. , Shimoliy Amerikada ko'p yillar davomida mustahkamlanib kelgan (Gavino va boshq., 2000). 2009 yilgacha populyatsiyalar tarkibidagi o'zgarishlar yangi, ko'proq agressiv genotiplarning paydo bo'lishi bilan bog'liq bo'lib, ularning keyingi migratsiyasi va ilgari hukmron bo'lgan o'tmishdoshlarning ko'chishi bilan bog'liq edi. 2009-2010 yillarda nima bo'lgan AQSh va Kanadada epifitotiklar birinchi marta globallashuv davrida kasallikning tarqalishi yuqtirilgan ko'chat materiallarini sotishda yangi genotiplarning faol tarqalishi bilan bog'liq bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi.
Janubiy Amerika
So'nggi paytgacha Janubiy Amerikadagi P. infestans populyatsiyasini o'rganish doimiy va keng ko'lamli bo'lmagan. Ma'lumki, ushbu populyatsiyalarning tuzilishi juda sodda va har bir mamlakat uchun 1-5 klon nasabni o'z ichiga oladi (Forbes va boshq., 1998). Shunday qilib, 1998 yilga kelib kartoshkada US-1 (Braziliya, Chili) BR-1 (Braziliya, Boliviya, Urugvay, Paragvay), EC-1 (Ekvador, Kolumbiya, Peru va Venesuela), AR-1, AR genotiplari topildi. -2, AR-3, AR-4 va AR-5 (Argentina), PE-3 va PE-7 (janubiy Peru). A2 juftlashish turi Braziliya, Boliviya va Argentinada bo'lgan va Boliviya-Peru chegarasidan tashqarida Titikaka ko'li hududida topilmagan, uning orqasida EC-1 A1 genotipi Andda hukmronlik qilgan. Pomidorlarda US-1 butun Janubiy Amerikada dominant genotip bo'lib qoldi.
Vaziyat 2000-yillarda ozmi-ko'pmi saqlanib qoldi. Shimoliy And tog'larida kartoshkaning yovvoyi qarindoshlari (S. brevifolium va S. tetrapetalum) da A2 tipidagi yangi EC-2 klon liniyasi kashf etilgani muhim voqea bo'ldi (Oliva va boshq., 2010). Filogenetik tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, bu chiziq P. infestansi bilan to'liq bir xil emas, garchi u bilan chambarchas bog'liq bo'lsa, shu munosabat bilan uni ko'rib chiqish taklif qilingan, shuningdek, Andda o'sadigan pomidor daraxti S. betaceum dan ajratilgan EC-3 chizig'i, P. andina deb nomlangan yangi tur; ammo, ushbu turning holati (mustaqil tur yoki hanuzgacha noma'lum qatorga ega bo'lgan P. infestansining duragayligi) hali ham aniq emas (Delgado va boshq., 2013).
Hozirgi vaqtda P. infestansning barcha Janubiy Amerika populyatsiyalari klonaldir. Ikkala juftlik mavjudligiga qaramay, rekombinant populyatsiyalar aniqlanmagan. Pomidorlarda US-1 genotipi hamma joyda uchraydi, shekilli, kartoshkadan mahalliy shtammlar tomonidan ko'chirilgan, ularning kelib chiqishi hali noma'lum. Braziliya, Boliviya va Urugvayda BR-1 genotipi mavjud; Peruda US-1 va EC-1 bilan bir qatorda yana bir qancha mahalliy genotiplar mavjud. Andlarda dominant pozitsiyani EC-1 klon chizig'i saqlaydi, uning yaqinda kashf etilgan P. andina bilan aloqasi noma'lum bo'lib qolmoqda. 2003-2013 yillar davomida yagona "beqaror" joy. aholida sezilarli o'zgarishlar yuz berdi, Chili bo'ldi (Acuña va boshq., 2012), bu erda 2004-2005 yillarda. patogen populyatsiyasi metalaxilga qarshilik va yangi mitoxondriyal DNK haplotipi bilan xarakterlanadi (ilgari mavjud bo'lgan Ib o'rniga Ia). 2006 yildan 2011 yilgacha Aholida 21-genotip (SSR bo'yicha) hukmronlik qildi, uning ulushi 90% ga etdi, undan keyin palma 20 genotipiga o'tdi, keyingi ikki yil ichida ularning paydo bo'lish chastotasi taxminan 67% (Acuña, 2015).
Evropa
Evropa tarixida P. infestansining Shimoliy Amerikadan kamida ikki ko'chishi to'lqinlari bo'lgan: 1-asrda. (HERB-1) va 70-asrning boshlari (US-1). XNUMX-yillarda metalaksil o'z ichiga olgan fungitsidlarning hamma joyda tarqalishi. dominant US-XNUMX genotipining siljishiga va uning o'rnini yangi genotiplarga almashtirishga olib keldi. Natijada, G'arbiy Evropaning aksariyat mamlakatlarida qo'zg'atuvchining populyatsiyalari asosan bir nechta klon chiziqlar bilan ifodalangan.
Patogen populyatsiyalarni tahlil qilish uchun mikrosatellit tahlilidan foydalanish G'arbiy Evropada 2005-2008 yillarda sodir bo'lgan jiddiy o'zgarishlarni aniqlashga imkon berdi.2005 yilda Buyuk Britaniyada yangi klon chizig'i 13_A2 (yoki "Moviy 13") deb nomlandi va A2 juftlashish turi bilan ajralib turdi. , yuqori agressivlik va fenilamidlarga qarshilik (Shou va boshq., 2007). Xuddi shu genotip 2004 yilda Gollandiyada va Frantsiyaning shimoliy qismida to'plangan namunalarda topilgan bo'lib, u Buyuk Britaniyaga kontinental Evropadan, ehtimol urug'lik kartoshka bilan ko'chib o'tishni taklif qilgan (Cooke va boshq., 2007). Ushbu klon chiziq vakillari genomini o'rganish uning ketma-ketligining yuqori darajadagi polimorfizmini ko'rsatdi (2016 yilga kelib uning subklonal o'zgarishlari soni 340 ga yetdi) va gen ekspression darajasida sezilarli darajada o'zgaruvchanlik darajasi, shu jumladan. o'simlik infektsiyasi paytida efektor genlari (Cooke va boshq., 2012; Cooke, 2017). Ushbu xususiyatlar, biotrofik fazaning davomiyligi bilan birga, 13_A2 darajadagi tajovuzkorlikni va hatto kech blightga chidamli kartoshka navlarini yuqtirish qobiliyatini keltirib chiqarishi mumkin.
Keyingi bir necha yil ichida genotip Shimoliy-G'arbiy Evropa mamlakatlarida (Buyuk Britaniya, Irlandiya, Frantsiya, Belgiya, Gollandiya, Germaniya) tez tarqaldi, ilgari ustun bo'lgan genotiplarning bir vaqtning o'zida siljishi bilan 1_A1, 2_A1, 8_A1 (Montarry va boshq., 2010; Gisi va boshq.). , 2011; Van den Bosch va boshq., 2011; Kuk, 2015; Kuk, 2017). Www.euroblight.net veb-saytiga ko'ra, 13_A2 ning ushbu mamlakatlar populyatsiyasidagi ulushi 60-80% va undan yuqori; ushbu genotipning mavjudligi Sharqiy va Janubiy Evropaning ayrim mamlakatlarida ham qayd etilgan. Biroq, 2009-2012 yillarda. 13_A2 Buyuk Britaniya va Frantsiyada ustun mavqeini yo'qotdi va 6_A1 (8_A1 Irlandiyada) qatoriga o'tdi, Gollandiya va Belgiyada uning o'rnini qisman 1_A1, 6_A1 va 33_A2 genotiplari egalladi (Kuk va boshq., 2012; Kuk, 2017; Stellingverf, 2017).
Bugungi kunga kelib P. infestansining G'arbiy Evropa aholisining taxminan 70% monoklonaldir. Www.euroblight.net veb-saytiga ko'ra, Shimoliy-G'arbiy Evropa mamlakatlarida (Buyuk Britaniya, Frantsiya) dominant genotiplar
Niderlandiya, Belgiya), taxminan teng nisbatda, 13_A2 va 6_A1 bo'lib qoladi va ikkinchisi amalda ko'rsatilgan hududdan tashqarida sodir bo'lmaydi (Irlandiyadan tashqari), lekin allaqachon kamida 58 subklonga ega (Kuk, 2017). 13_A2 tafovutlari Germaniyada sezilarli sonlarda uchraydi va Markaziy va Janubiy Evropada ham vaqti-vaqti bilan kuzatiladi. Genotip 1_A1 Belgiya va qisman Gollandiya va Frantsiya aholisining muhim qismini tashkil qiladi. Genotip 8_A1 Evropa populyatsiyasida 3-6% darajasida barqarorlashdi, Irlandiya bundan mustasno, u etakchi mavqeini saqlab qoladi va ikkita subklonga bo'linadi (Stellingwerf, 2017). Va nihoyat, 2016 yilda birinchi marta 36-2 yillarda qayd etilgan 37_A2 va 2013_A2014 yangi genotiplarining paydo bo'lish chastotasining ko'payishi qayd etildi; hozirgi kungacha ushbu genotiplar Gollandiyada va Belgiyada va qisman Frantsiya va Germaniyada, shuningdek Buyuk Britaniyaning janubiy qismida joylashgan (Kuk, 2017). G'arbiy Evropa aholisining taxminan 20-30% har yili noyob genotiplar bilan ifodalanadi.
G'arbiy Evropadan farqli o'laroq, 13_A2 genotipi paydo bo'lgan vaqtga qadar Shimoliy Evropa (Shvetsiya, Norvegiya, Daniya, Finlyandiya) populyatsiyalari klon chiziqlar bilan emas, balki juda ko'p noyob genotiplar (Brurberg va boshq.)
2011). G'arbiy Evropada 13_A2 ning faol tarqalishi davrida ushbu genotipning Skandinaviyada borligi 2011 yilda, birinchi marta Shimoliy Yutlandiyada (Daniya) kashf etilgan paytgacha qayd etilmagan, bu erda asosan metalaksil o'z ichiga olgan sanoat kartoshka navlari etishtiriladi. fungitsidlar (Nielsen va boshq., 2014). Www.euroblight.net ma'lumotlariga ko'ra, 13 yilda Norvegiya va Daniyadan olingan bir nechta namunalarda va 2 yilda bir nechta Norvegiya namunalarida 2014_A2016 genotipi aniqlangan; Bundan tashqari, 2013 yilda Finlyandiyada oz miqdordagi 6_A1 genotipi mavjudligi qayd etilgan. Skandinaviyani zabt etishda 13_A2 va boshqa klon chiziqlarning muvaffaqiyatsiz bo'lishining asosiy sababi ushbu mintaqaning G'arbiy Evropa mamlakatlaridan iqlimiy farqlari deb hisoblanadi.
Yozning salqinligi va qishi sovuq bo'lib, vegetativ miselyumdan ko'ra oosporalarning omon qolishiga yordam beradi (Sjöholm va boshq., 2013), qishda tuproqning muzlashi (odatda, G'arbiy Evropaning iliq mamlakatlarida bo'lmaydi) oospores niholini va ekish vaqtini sinxronlashtirishga yordam beradi. kartoshka, bu ularning asosiy infektsiya manbai sifatidagi rolini oshiradi (Brurberg va boshq., 2011). Shuni ham ta'kidlash joizki, shimoliy sharoitda oosporesdan infektsiyaning rivojlanishi tuberoz infeksiyaning rivojlanishidan ustun turadi, bu oxir-oqibat yanada agressiv, ammo keyinchalik rivojlangan klonal chiziqlar ustunligini oldini oladi (Yuen, 2012). Sharqiy Evropada (Polsha, Boltiqbo'yi davlatlari) P. infestansining eng ko'p o'rganilgan populyatsiyasining tuzilishi Skandinaviyadagi bilan juda o'xshash.
Bu erda juftlashuvning ikkala turi ham mavjud va SSR tahlilida aniqlangan genotiplarning aksariyati noyobdir (Chmielarz va boshq., 2014; Runno-Paurson va boshq., 2016). Shimoliy Evropada bo'lgani kabi, klon chiziqlarning tarqalishi (birinchi navbatda 13_A2 genotipi) patogenning mahalliy populyatsiyasiga ta'sir ko'rsatmadi, ular aniq ustunlik yo'qligi bilan yuqori xilma-xillikni saqlab qolishdi.
Kartoshkaning savdo navlari bo'lgan dalalarda vaqti-vaqti bilan 13_A2 mavjudligi kuzatiladi. Rossiyada vaziyat xuddi shunday rivojlanmoqda. 2008-2011 yillarda to'plangan P. infestans izolatlarining mikrosatellit tahlili Rossiyaning Evropa qismidagi 10 ta turli mintaqalarda yuqori darajadagi genotipik xilma-xillik va Evropa klon chiziqlari bilan to'liq tasodif etishmasligini ko'rsatdi (Statsyuk va boshq., 2014). Bir necha yil o'tgach, 2013-2014 yillarda Leningrad viloyatida to'plangan P. infestans namunalarini o'rganish, ular bilan ushbu tadqiqotning oldingi tadqiqotida aniqlangan genotiplari o'rtasida sezilarli farqlarni ko'rsatdi. Ikkala tadqiqotda ham G'arbiy Evropa genotiplari topilmadi (Beketova va boshq., 2014; Kuznetsova va boshq., 2016).
P. infestansning Sharqiy Evropa populyatsiyasining yuqori genetik xilma-xilligi va ularda dominant klon chiziqlarining yo'qligi bir necha sabablarga bog'liq bo'lishi mumkin. Birinchidan, Shimoliy Evropada bo'lgani kabi, ko'rib chiqilayotgan mamlakatlarning iqlim sharoiti infektsiyaning asosiy manbai sifatida oosporlarning shakllanishiga yordam beradi (Ulanova va boshq., 2010; Chmielarz va boshq., 2014). Ikkinchidan, ushbu mamlakatlarda ishlab chiqarilgan kartoshkaning salmoqli qismi ko'pincha shaxsiy o'rmonlar bilan o'ralgan yoki yuqumli moddalarning erkin harakatlanishiga to'sqinlik qiladigan boshqa xususiy fermalarda etishtiriladi (Chmielarz va boshq., 2014). Odatda, bunday sharoitda etishtirilgan kartoshka deyarli kimyoviy moddalar bilan ishlov berilmaydi va navlarni tanlash ularning kech blightga chidamliligiga asoslanadi, ya'ni. agressivlik va metalaksilga chidamliligi uchun tanlangan bosim mavjud emas, bu 13_A2 kabi chidamli genotiplarni boshqa genotiplarga nisbatan ustunliklaridan mahrum qiladi (Chmielarz va boshq., 2014). Va nihoyat, er uchastkalari kichikligi sababli, ularning egalari odatda almashlab ekish usulini qo'llamaydilar, kartoshkani bir joyda bir necha yil davomida o'stiradilar, bu esa genetik jihatdan turli xil emlovni to'planishiga yordam beradi (Runno-Paurson va boshq., 2016; Elanskiy, 2015; Elanskiy va boshq. ., 2015).
Osiyo
So'nggi paytgacha Osiyoda P. infestans populyatsiyasining tuzilishi nisbatan yaxshi o'rganilmagan edi. Ma'lumki, u asosan klon chiziqlar bilan ifodalanadi va jinsiy rekombinatsiyaning yangi genotiplarning paydo bo'lishiga ta'siri juda oz. Masalan, 1997-1998 yillarda. Rossiyaning Osiyo qismida (Sibir va Uzoq Sharq) patogen populyatsiya SIB-1 genotipining ustunligi bo'lgan uchta genotip bilan ifodalangan (Elanskiy va boshq., 2001). Klon patogen chiziqlar mavjudligi Xitoy, Yaponiya, Koreya, Filippin va Tayvan kabi mamlakatlarda ko'rsatilgan (Koh va boshq., 1994; Chen va boshq., 2009). US-1 klon liniyasi 90-yillarning oxiri - 2000-yillarning boshlarida Osiyoning katta hududida hukmronlik qildi. deyarli hamma joyda boshqa genotiplar bilan almashtirila boshlandi, bu esa o'z navbatida yangilariga yo'l qo'ydi. Ko'pgina hollarda Osiyo mamlakatlarida populyatsiyalar tuzilishi va tarkibidagi o'zgarishlar yangi genotiplarning tashqaridan ko'chishi bilan bog'liq edi. Shunday qilib, Yaponiyada, JP-3 genotipi bundan mustasno, US-1 (JP-1, JP-2, JP-3) dan keyin paydo bo'lgan boshqa barcha yapon genotiplari tashqi kelib chiqishi ozmi-ko'pmi isbotlangan (Akino va boshq., 2011). ... Hozirgi vaqtda Xitoyda aniq geografik bo'linishga ega bo'lgan uchta asosiy patogen populyatsiya mavjud; Ushbu populyatsiyalar o'rtasida gen oqimi yo'q yoki juda zaif (Guo va boshq., 2010; Li va boshq., 2013b). Genotip 13_A2 Xitoy hududida uning janubiy provinsiyalarida (Yunnan va Sichuan) 2005-2007 yillarda va 2012-1014 yillarda paydo bo'lgan. mamlakatning shimoli-sharqida ham ko'rilgan (Li va boshq., 2013b). Hindistonda 13_A2, ehtimol Xitoy bilan bir vaqtning o'zida paydo bo'lgan, ehtimol yuqtirilgan urug'lik kartoshka (Chowdappa va boshq., 2015) va 2009-2010 yillarda. mamlakat janubida pomidorga kech blightning jiddiy epifitozini keltirib chiqardi, shundan so'ng u kartoshkaga tarqaldi va 2014 yilda G'arbiy Bengaliyada kech blight tarqalishiga olib keldi, bu ko'plab mahalliy fermerlarning vayron bo'lishiga va o'z joniga qasd qilishga olib keldi (Fry, 2016).
Afrika
2008-2010 yilgacha Afrika mamlakatlarida P. infestansini tizimli tadqiqotlar olib borilmagan. Ayni paytda, P. infestans Afrika aholisi ikki guruhga ajratish mumkin, va bu bo'linish aniq Evropadan urug'lik kartoshka import aslida bilan bog'liq.
Evropadan urug 'kartoshkasini faol ravishda olib kiradigan Shimoliy Afrikada A2 juftlashish turi deyarli barcha mintaqalarda keng tarqalgan bo'lib, bu jinsiy rekombinatsiya natijasida yangi genotiplarning paydo bo'lishining nazariy imkoniyatini beradi (Corbière va boshq., 2010; Rekad va boshq., 2017). Bundan tashqari, Jazoirda 13_A2, 2_A1 va 23_A1 genotiplari borligi, ulardan birinchisining aniq ustunligi va noyob genotiplar ulushining to'liq yo'q bo'lib ketishiga bosqichma-bosqich pasayishi bilan qayd etilgan (Rekad va boshq., 2017). Mintaqaning qolgan qismidan farqli o'laroq, Tunisda (mamlakatning shimoli-sharqidan tashqari) patogen populyatsiya asosan A1 juftlashish turi bilan ifodalanadi (Harbaoui va boshq., 2014).
Bu erda NA-01 klon chizig'i ustunlik qiladi. Umuman olganda, klon chiziqlarning aholi sonidagi ulushi atigi 43% ni tashkil qiladi. Urug'lik importi g'oyib bo'ladigan Sharqiy va Janubiy Afrikada (Fry va boshq., 2009), P. infestanslari faqat ikkita klon A1 tipidagi chiziqlar bilan ifodalanadi, US-1 va KE-1, ikkinchisi esa birinchisini kartoshkada faol ravishda siqib chiqaradi ( Pule va boshq., 2012; Njoroge va boshq., 2016). Bugungi kunga kelib, ushbu ikkala genotipning subklonal farqlari sezilarli.
Avstraliya
Avstraliyadagi kartoshkaga qarshi kechki blight haqidagi birinchi xabar 1907 yilga to'g'ri keladi va yozda kuchli yog'ingarchilik tufayli yuzaga kelgan birinchi epifitotiya 1909-1911 yillarda sodir bo'lgan. (Drenth va boshq., 2002). Ammo, umuman olganda, kech blight mamlakat uchun muhim iqtisodiy ahamiyatga ega emas. Yuqori namlikni ta'minlaydigan ob-havo sharoiti qo'zg'atadigan kechki blightning sporadik tarqalishi har 5-7 yilda bir marta sodir bo'lmaydi va asosan shimoliy Tasmaniya va Viktoriya markazida joylashgan. Yuqoridagilar bilan bog'liq ravishda P. infestansning Avstraliya aholisi tuzilishini o'rganishga bag'ishlangan nashrlar deyarli yo'q. So'nggi ma'lumot 1998-2000 yillarga tegishli. (Drenth va boshq., 2002). Mualliflarning fikriga ko'ra, Viktoriya shtati aholisi US-1.3 klon liniyasi bo'lib, bu ushbu genotipning AQShdan ko'chishini bilvosita tasdiqlagan. Tasmaniya namunalari dunyoning boshqa qismlarida o'sha paytda mavjud bo'lgan genotiplardan farq qiladigan AU-3 tipi sifatida aniqlandi.
Rossiyada kech blight rivojlanishining xususiyatlari
Evropada kasal urug 'tuplari, tuproqda qishlagan oosporalar, shuningdek o'tgan yilgi dalalarda ("ko'ngilli" o'simliklar) yoki qirib tashlangan uyumlarda qishlangan tuplardan o'sgan o'simliklardan shamol olib kelgan zoosporangiya bilan yuqadigan kasallik kartoshkaga birlamchi emlash hisoblanadi. ildiz mevalarni ekmoqchi uchun xatcho'p. Ulardan tashlab tashlangan tup tuplarida o'stirilgan o'simliklar yuqtirishning eng xavfli manbai hisoblanadi. u erda o'sib chiqqan tuplarning soni ko'pincha sezilarli bo'lib, zoosporangiya ulardan uzoq masofalarga ko'chirilishi mumkin. Qolgan manbalar (oospores, "ko'ngilli" o'simliklar) unchalik xavfli emas, chunki 3-4 yilda bir martadan ko'proq bir xil dalalarda o'simliklarni etishtirish odat emas. Urug'lik sifatini nazorat qilish tizimi yaxshi bo'lgani uchun kasallik urug 'ildiz mevalaridan yuqtirish ham minimaldir.
Umuman olganda, Evropa populyatsiyasida emlash miqdori cheklangan va shuning uchun epidemiyaning ko'payishi juda sekin va kimyoviy fungitsidlar yordamida muvaffaqiyatli nazorat qilinishi mumkin. Evropa sharoitida asosiy vazifa yuqtirgan o'simliklardan zoosporangiyaning ommaviy tarqalishi boshlanadigan bosqichda infektsiyaga qarshi kurashdir.
Rossiyada vaziyat tubdan boshqacha. Kartoshka va pomidor hosilining katta qismi kichik shaxsiy bog'larda etishtiriladi; himoya choralari ularga umuman tatbiq etilmaydi yoki fungitsid bilan davolash etarli bo'lmagan miqdorda amalga oshiriladi va tepada kech blight paydo bo'lganidan keyin boshlanadi. Natijada, shaxsiy sabzavot bog'lari yuqtirishning asosiy manbai bo'lib, zoosporangiya shamol tomonidan tijorat ekish joylariga etkaziladi. Bu bizning Moskva, Bryansk, Kostroma, Ryazan viloyatlaridagi to'g'ridan-to'g'ri kuzatuvlarimiz bilan tasdiqlanadi: xususiy bog'larda o'simliklarga zarar etkazish tijorat ekishlarida fungitsid bilan ishlov berish boshlanishidan oldin ham kuzatiladi. Keyinchalik, katta maydonlarda epidemiya fungitsid preparatlarini qo'llash bilan cheklanadi, xususiy bog'larda kech blight tez rivojlanadi.
Tijorat ekishlarini noto'g'ri yoki "byudjet" bilan davolashda dalalarda kech blightning o'choqlari ham paydo bo'ladi; keyinchalik ular tobora kattaroq maydonlarni qamrab olgan holda faol rivojlanmoqda (Elanskiy, 2015). Xususiy bog'larda yuqtirish tijorat sohalarida epidemiyalarga sezilarli ta'sir ko'rsatmoqda. Rossiyaning barcha kartoshka o'stiradigan hududlarida xususiy bog'larda kartoshka egallagan maydon yirik ishlab chiqaruvchilar maydonlarining umumiy maydonidan bir necha baravar ko'p. Bunday sharoitda xususiy sabzavot bog'lari tijorat maydonlari uchun global emlash manbai sifatida qaralishi mumkin. Keling, xususiy bog'larda shtammlarning genotiplariga xos bo'lgan xususiyatlarni aniqlashga harakat qilaylik.
Shubhali xorijiy ishlab chiqaruvchilardan olingan kartoshka, pomidor urug'ini urug'siz va karantin nazorati ostida ekish, uzoq vaqt davomida kartoshka va pomidorni o'sha joylarda etishtirish, qo'ziqorinlarni noto'g'ri davolash yoki ularning to'liq yo'qligi xususiy sektorda og'ir epifitotiyalarga olib keladi. o'tish, duragaylash va xususiy bog'larda oospores shakllanishi. Natijada, deyarli har qanday shtamm o'z genotipida noyob bo'lganida, qo'zg'atuvchining juda yuqori genotipik xilma-xilligi kuzatiladi (Elanskiy va boshq., 2001, 2015). Turli xil genetik kelib chiqadigan urug'lik kartoshkalarini ekish ma'lum bir navga hujum qilishga ixtisoslashgan klon chiziqlar paydo bo'lishini ehtimoldan yiroq. Bunday holatda tanlangan shtammlar ta'sirlangan navlarga nisbatan ko'p qirraliligi bilan ajralib turadi, ularning aksariyati maksimal darajada virulentlik genlariga ega. Bu qishloq xo'jaligi korxonalarining katta maydonlari uchun xos bo'lgan "klon chiziqlari" tizimidan juda yaxshi farq qiladi, bu esa kechki zarardan himoya qilish tizimiga ega. "Klon chiziqlar" (daladagi kech blight patogenining barcha shtammlari bir yoki bir nechta genotiplar bilan ifodalanganida) kartoshka etishtirish faqat yirik fermer xo'jaliklari tomonidan olib boriladigan mamlakatlarda keng tarqalgan: AQSh, Niderlandiya, Daniya va boshqalar. Angliyada, Irlandiyada, Polshada, uy-joy uchastkalari an'anaviy ravishda keng tarqalgan. kartoshka etishtirish, shuningdek, xususiy bog'larda yuqori genotipik xilma-xillik mavjud. 20-asrning oxirida Rossiyaning Osiyo va Uzoq Sharqiy qismlarida "klon chiziqlar" keng tarqaldi (Elanskiy va boshq., 2001), bu, xuddi shu kartoshka navlarini faqat ekish uchun ishlatilishi bilan bog'liq. So'nggi paytlarda ushbu mintaqalardagi vaziyat ham populyatsiyalarning genotipik xilma-xilligini ko'payishiga qarab o'zgarishni boshladi.
Fungitsid preparatlari bilan intensiv davolanishning etishmasligi yana bir to'g'ridan-to'g'ri oqibatlarga olib keladi - bog'larda chidamli shtammlarning to'planishi yo'q. Darhaqiqat, bizning natijalarimiz shuni ko'rsatadiki, metalaksilga chidamli shtammlar xususiy bog'larda tijorat ekishlariga qaraganda ancha kam uchraydi.
Xususiy bog'lar uchun xos bo'lgan kartoshka va pomidor ekishlarining yaqinligi, bu ekinlar orasidagi shtammlarning migratsiyasini osonlashtiradi, natijada so'nggi o'n yil ichida kartoshkadan ajratilgan shtammlar orasida gilos pomidor navlariga (T1) chidamliligi uchun geni bo'lgan shtammlarning ulushi, ilgari faqat uchun xarakterlidir " pomidor "shtammlari. Ko'pgina hollarda T1 geniga ega shtammlar kartoshka va pomidorga nisbatan juda tajovuzkor.
So'nggi yillarda pomidorga kech kuyish ko'p hollarda kartoshkadan ko'ra tezroq paydo bo'la boshladi. Pomidor ko'chatlari tuproqdagi oosporalar yoki pomidor urug'larida mavjud bo'lgan yoki ularga yopishgan oosporalar bilan zararlanishi mumkin (Rubin va boshq., 2001). So'nggi 15 yil ichida do'konlarda juda ko'p miqdordagi arzon qadoqlangan urug'lar, asosan chetdan olib kelinadigan mahsulotlar paydo bo'ldi va kichik ishlab chiqaruvchilarning aksariyati ulardan foydalanishga o'tdilar. Urug'larda ularni etishtirish mintaqalariga xos genotipli shtammlar bo'lishi mumkin. Kelajakda ushbu genotiplar shaxsiy bog'larda jinsiy jarayonga kiritilgan bo'lib, bu butunlay yangi genotiplarning paydo bo'lishiga olib keladi.
Shunday qilib, xususiy bog'lar - bu genetik material almashinuvi natijasida mavjud genotiplar qayta ishlanib, butunlay yangilari paydo bo'ladigan global "erituvchi qozon" deb ta'kidlash mumkin. Shu bilan birga, ularni tanlash yirik fermer xo'jaliklarida kartoshka uchun yaratilgan sharoitlardan juda farq qiladigan sharoitlarda amalga oshiriladi: fungitsid pressining yo'qligi, ekishning xilma-xilligi, turli xil virusli va bakterial infeksiyalar ta'sirida bo'lgan o'simliklarning ustunligi, pomidor va yovvoyi tungi tunlarga yaqinligi, faol o'tish va oospore shakllanishi, imkoniyat oospores kelgusi yil uchun infektsiya manbai bo'lib xizmat qilishi uchun.
Bularning barchasi uy aholisining juda yuqori genotipik xilma-xilligiga olib keladi. Sabzavot bog'larida epifitotiklar sharoitida kech blight juda tez tarqaladi va juda ko'p miqdordagi sporalar ajralib, yaqin atrofdagi tijorat ekish joylariga uchib ketadi. Biroq, qishloq xo'jaligi texnologiyasi va kimyoviy himoya tizimining to'g'ri tizimiga ega bo'lgan tijorat maydonlariga kirib kelgan sporalar epifitotikani boshlash uchun deyarli imkoniyati yo'q, bu fungitsidlarga chidamli va etishtirilgan navga ixtisoslashgan klon chiziqlar yo'qligi bilan bog'liq.
Birlamchi emlashning yana bir manbai tijorat ko'chatlariga tushgan kasal ildiz mevalari bo'lishi mumkin. Ushbu ildiz mevalari, odatda, yaxshi qishloq xo'jaligi texnologiyasi va intensiv kimyoviy himoyaga ega dalalarda etishtirildi. Ildizlarga ta'sir qilgan izolatlarning genotiplari o'z navlarini rivojlanishiga moslashgan. Ushbu shtammlar tijorat ekish uchun xususiy bog'lardan kelib chiqqan emlashga qaraganda ancha xavfli. Bizning tadqiqotlarimiz natijalari ham ushbu taxminni tasdiqlaydi. To'g'ri o'tkazilgan kimyoviy muhofazasi va yaxshi qishloq xo'jaligi texnologiyasi bilan katta maydonlardan ajratilgan populyatsiyalar yuqori genotip xilma-xilligi bilan farq qilmaydi. Ko'pincha bu juda tajovuzkor bo'lgan bir nechta klon chiziqlar.
Savdo urug 'moddalarining shtammlari sabzavot bog'larida populyatsiyalarga kirib, ulardagi jarayonlarda ishtirok etishi mumkin. Biroq, sabzavot bog'ida ularning raqobatbardoshligi tijorat sohasiga qaraganda ancha past bo'ladi va tez orada ular klon chiziq shaklida o'z faoliyatini to'xtatadilar, ammo ularning genlari "bog '" populyatsiyasida ishlatilishi mumkin.
O'rim-yig'im paytida "ixtiyoriy" o'simliklar va vayron qilingan tup ildizlarda paydo bo'ladigan infektsiya Rossiya uchun unchalik ahamiyatga ega emas, chunki Rossiyaning asosiy kartoshka o'stiradigan mintaqalarida qishning chuqur muzlashi kuzatiladi va tuproqda qishlagan ildiz mevalaridan o'simliklar kamdan-kam rivojlanadi. Bundan tashqari, bizning tajribalarimiz shuni ko'rsatadiki, kech blight patogenasi hatto hayotiyligini saqlab qolgan ildiz mevalarida ham salbiy haroratda omon qolmaydi. Erta kartoshka etishtirish bilan shug'ullanadigan qurg'oqchil zonada, quruq va issiq vegetatsiya davri tufayli kech blight juda kam uchraydi.
Shunday qilib, biz hozirgi vaqtda P. infestans populyatsiyasining "dala" va "bog '" populyatsiyalariga bo'linishini kuzatmoqdamiz. Biroq, so'nggi yillarda ushbu populyatsiyalardan genotiplarning yaqinlashishi va interpenetratsiyasiga olib keladigan jarayonlar kuzatilmoqda.
Ular orasida kichik ishlab chiqaruvchilarning savodxonligining umumiy o'sishi, urug'lik kartoshkasining arzon paketlari paydo bo'lishi, qo'ziqorinlarga qarshi preparatlarning mayda paketlarga tarqalishi va aholi tomonidan "kimyo" dan qo'rqish yo'qolganligini qayd etish mumkin.
Vaziyatlar bitta etkazib beruvchining faol faoliyati tufayli butun qishloqlar bir xil navdagi urug 'tuplarini ekib, bir xil pestitsidlarning kichik paketlari bilan ta'minlanganda yuzaga keladi. Xuddi shu navdagi kartoshka yaqin atrofdagi savdo ekinlarda topiladi deb taxmin qilish mumkin.
Boshqa tomondan, pestitsidlarni sotadigan ba'zi kompaniyalar "byudjet" kimyoviy tozalash sxemalarini targ'ib qilmoqdalar. Bunday holda, tavsiya etilgan muolajalar soni kam baholanadi va eng arzon fungitsidlar taklif etiladi va asosiy e'tibor ziravorlarni o'rib olishgacha kech blight rivojlanishining oldini olishga emas, balki hosildorlikni oshirish uchun epifitotiyada ma'lum kechikishga qaratiladi. Bunday sxemalar, asosan, yuqori hosil olish to'g'risida hech qanday savol tug'ilmasa, past navli urug 'materialidan kartoshka etishtirishda iqtisodiy jihatdan oqlanadi. Biroq, bu holda, bog 'populyatsiyasidan farqli o'laroq, kartoshkaning tekislangan genetik fonlari ushbu nav uchun juda xavfli bo'lgan o'ziga xos fiziologik irqlarni tanlashga yordam beradi.
Umuman olganda, kartoshka etishtirishning "bog '" va "dala" usullarini yaqinlashtirish tendentsiyalari biz uchun juda xavfli ko'rinadi. Uy sharoitida ham, savdo sohalarida ham ularning salbiy oqibatlarini oldini olish uchun urug 'kartoshkasining assortimentini ham, xususiy egalariga kichik qadoqlarda taklif qilinadigan fungitsidlar turini ham, kartoshkani himoya qilish sxemalarini va tijorat sohasida fungitsidlardan foydalanishni ham nazorat qilish kerak bo'ladi.
Xususiy sektor sohalarida nafaqat kech blight, balki Alternaria ham jadal rivojlanmoqda. Aksariyat xususiy uy uchastkalari egalari Alternariyadan himoya qilish uchun maxsus choralar ko'rmaydilar, barglarning tabiiy ravishda qurishi yoki kech blight rivojlanishi uchun Alternaria rivojlanishini amalga oshiradilar. Shuning uchun, Alternaria-ni sezgir navlarda massiv rivojlanishi bilan uy uchastkalari tijorat ekish uchun emlash manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin.
O'zgaruvchanlik mexanizmlari
Mutatsiya jarayoni
Mutatsiyalar paydo bo'lishi past chastotada davom etadigan tasodifiy jarayon bo'lgani uchun har qanday lokusda mutatsiyalar paydo bo'lishi ushbu lokus mutatsiyasining chastotasi va populyatsiya hajmiga bog'liq. P. infestans shtammlarining mutatsiyalarining chastotasini o'rganayotganda, odatda kimyoviy yoki fizik mutagenlar bilan ishlov berilgandan so'ng, selektiv ozuqa muhitida o'sadigan koloniyalar soni aniqlanadi. 8-jadvalda keltirilgan ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, turli xil joylarda bir xil shtammning mutatsion chastotasi bir necha kattalik tartiblari bilan farq qilishi mumkin. Metaksilga nisbatan mutatsiyalarning yuqori chastotasi tabiatda unga chidamli shtammlarning to'planishining sabablaridan biri bo'lishi mumkin.
Laboratoriya tajribalari asosida hisoblab chiqarilgan spontan yoki induktsiya qilingan mutatsiyalar chastotasi har doim ham tabiiy populyatsiyalarda sodir bo'ladigan jarayonlarga quyidagi sabablarga ko'ra mos kelmaydi:
1. Asinxron yadroviy chiqindilar bilan bitta yadro avlodiga mutatsiyalar chastotasini taxmin qilish mumkin emas. Shuning uchun ko'pgina tajribalar mutatsiyalar chastotasi to'g'risida to'g'ridan-to'g'ri ma'lumot beradi, ikkita mutatsion hodisa va mitozdan keyingi bir hodisani ajratmasdan.
2. Bir bosqichli mutatsiyalar odatda genomning muvozanatini pasaytiradi, shuning uchun yangi xususiyatga ega bo'lish bilan birga organizmning umumiy tayyorgarligi pasayadi. Eksperiment asosida olingan mutatsiyalarning aksariyati tajovuzkorlikni pasaytiradi va tabiiy populyatsiyalarda qayd etilmaydi. Shunday qilib, P. infestans mutantlarining fenilamid fungitsidlariga qarshilik darajasi va sun'iy muhitda o'sish darajasi o'rtacha (-0,62), kartoshka barglaridagi fungitsidlarga va agressivlikka qarshilik (-0,65) (Derevyagina va boshq.). , 1993), bu mutantlarning past darajadagi tayyorligini ko'rsatadi. Dimetomorfga nisbatan mutatsiyalar ham hayotiylikning keskin pasayishi bilan birga kechdi (Bagirova va boshq., 2001).
3. O'z-o'zidan paydo bo'lgan va kelib chiqadigan mutatsiyalarning aksariyati retsessivdir va eksperimentlarda o'zlarini fenotipik tarzda namoyon etmaydi, lekin tabiiy populyatsiyalarda yashirin o'zgaruvchanlik zaxirasini tashkil qiladi. Laboratoriya tajribalarida ajratilgan mutant shtammlari dominant yoki yarim dominant mutatsiyalarga ega (Kulish va Dyakov, 1979). Ko'rinib turibdiki, yadroviy diploidiya ultrabinafsha nurlanish ta'sirida ilgari chidamli navlarga ta'sirchan bo'lgan mutantlarni olishga urinishlarning muvaffaqiyatsiz urinishlarini tushuntiradi (McKee, 1969). Muallifning hisob-kitoblariga ko'ra, bunday mutatsiyalar 1: 500000 dan kam chastotada sodir bo'lishi mumkin. Retsessiv mutatsiyalarning gomozigotli, fenotipik ifodalangan holatga o'tishi jinsiy yoki jinssiz rekombinatsiya tufayli sodir bo'lishi mumkin (pastga qarang). Ammo, bu holda ham mutatsiyani senotik (ko'p yadroli) miselyumdagi yovvoyi tipdagi yadrolarning dominant allellari bilan maskalash mumkin va faqat bir yadroli zoosporlar hosil bo'lishi paytida fenotipik ravishda o'rnatiladi.
Jadval 8. P. infestansining nitrosometilüre ta'sirida o'sishni inhibe qiluvchi moddalarga mutatsiyasini chastotasi (Dolgova, Dyakov, 1986; Bagirova va boshq., 2001)
Ulanish | Mutatsion chastota |
Oksitratsiklin | X 6,9 10-8 |
Blasticidin S | 7,2 x 10-8 |
Streptomitsin | 8,3 x10-8 |
Trikotesin | X 1,8 10-8 |
Sikloheximid | X 2,1 10-8 |
Daakonil | <4 x 10-8 |
Dimetomorf | X 6,3 10-7 |
Metalaksil | X 6,9 10-6 |
O'z-o'zidan paydo bo'ladigan mutatsiyalar paydo bo'lishida aholi soni ham hal qiluvchi rol o'ynaydi. A> mutatsiya darajasi bo'lgan N> 1 / a hujayralar soni juda katta populyatsiyalarda mutatsiya tasodifiy hodisa bo'lishni to'xtatadi (Kvitko, 1974).
Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, kartoshka maydonini o'rtacha zararlanishi bilan (har bir o'simlik uchun 35 ta joy) har kuni bir gektarda 8x1012 ta sporalar hosil bo'ladi (Dyakov va Suprun, 1984). Ko'rinib turibdiki, bunday populyatsiyalar har bir lokusda almashinish turi bo'yicha ruxsat etilgan barcha mutatsiyalarni o'z ichiga oladi. 10-9 chastotada uchraydigan noyob mutatsiyani ham kartoshka maydonining bir gektarida yashovchi millionlab odamlardan ming kishi sotib oladi. Yuqori chastotada sodir bo'lgan mutatsiyalar uchun (masalan, 10-6), bunday populyatsiyada har xil juft mutatsiyalar har kuni (bir vaqtning o'zida ikkita joyda) sodir bo'lishi mumkin, ya'ni. mutatsiya jarayoni rekombinatsiyani almashtiradi.
Migratsiya
P. infestans uchun migratsiyaning ikkita asosiy turi ma'lum: masofalarni yaqinlashtirish (kartoshka maydoni yoki qo'shni dalalar ichida) zoosporangiyani havo oqimlari yoki yomg'ir purkagich bilan yoyish va uzoq masofalarga - ildiz mevalarni ekish yoki ko'chirilgan pomidor mevalari bilan. Birinchi usul kasallikning markazini kengaytirishni, ikkinchisi - boshlang'ichdan uzoq joylarda yangi fokuslarni yaratishni ta'minlaydi.
pomidor ildiz va mevalar bilan infektsiyasi tarqalishining nafaqat yangi joylarda kasallik paydo bo'lishiga hissa qo'shadi, balki aholisi genetik xilma-xilligi asosiy manbai hisoblanadi. Moskva viloyatida kartoshka etishtiriladi, Rossiyaning turli mintaqalaridan va G'arbiy Evropadan olib kelinadi. Pomidor mevalari Rossiyaning janubiy viloyatlaridan (Astraxan viloyati, Krasnodar viloyati, Shimoliy Kavkaz) olib kelinadi. Infektsiya manbai bo'lib xizmat qilishi mumkin bo'lgan pomidor urug'lari (Rubin va boshq., 2001), shuningdek, Rossiyaning janubiy mintaqalaridan, Xitoydan, Evropa mamlakatlaridan va boshqa mamlakatlardan keltiriladi.
E. Mayr (1974) tomonidan olib borilgan hisob-kitoblarga ko'ra mutatsiyalar natijasida mahalliy populyatsiyada genetik o'zgarishlar kamdan-kam hollarda 10-5 dan oshadi, ochiq populyatsiyalarda esa genlarning qarshi oqimi tufayli almashinish kamida 10-3 - 10-4.
Yuqtirilgan tuplardagi migratsiya P. infestansining Evropaga kirib borishi, kartoshka o'stiriladigan dunyoning barcha mintaqalariga tarqalishi uchun javobgardir; ular aholining eng jiddiy o'zgarishiga olib keldi. Kartoshkaning kechki zarbasi Rossiya imperiyasi hududida deyarli G'arbiy Evropada paydo bo'lishi bilan paydo bo'ldi.
Kasallik birinchi marta 1846-1847 yillarda Boltiqbo'yi davlatlarida qayd etilganligi sababli va keyingi yillarda faqat Belorusiya va Rossiyaning shimoli-g'arbiy mintaqalarida tarqaldi, uning G'arbiy Evropadan kelib chiqishi aniq. Qadimgi dunyoda kech blightning birinchi manbai unchalik aniq emas. Fry va boshqalar tomonidan ishlab chiqilgan gipoteza (Fry va boshq., 1992; Fry, Gudvin, 1995, Gudvin va boshq., 1994) parazit dastlab Meksikadan Shimoliy Amerikaga kelib, u erda ekinlar orqali tarqalib, so'ngra G'arbiy Evropaga ko'chirilganligini taxmin qilmoqda. (rasm 7).
Qaytadan siljish natijasida ("daralma" ning ikki tomonlama ta'siri) bitta klon Evropaga etib keldi, uning avlodlari kartoshka o'stiriladigan Qadimgi Dunyo bo'ylab pandemiya keltirib chiqardi. Ushbu gipotezaning isboti sifatida mualliflar, birinchi navbatda, juftlikning faqat bitta turining (A1) hamma joyda paydo bo'lishini va ikkinchidan, turli mintaqalardan o'rganilgan shtammlarning genotiplarining bir hilligini (ularning barchasi molekulyar markerlarga, shu jumladan 2 izozim lokusiga, DNK barmoq izlari naqshlariga va mitoxondrial DNKning tuzilishi bir xil va AQShda tasvirlangan US-1 kloniga mos keladi). Biroq, ba'zi ma'lumotlar keltirilgan farazning hech bo'lmaganda ba'zi qoidalariga shubha tug'diradi. 40-asrning 1-yillarida birinchi epifitotik davrda yuqtirilgan gerbariy kartoshka namunalaridan ajratilgan P. infestans mitoxondrial DNK tahlili shuni ko'rsatdiki, ular mitoxondriyal DNK tuzilishi bilan US-2001 klonidan farq qiladi, shuning uchun u kamida Evropada yagona infektsiya manbai emas (Ristaino va boshq, XNUMX).
Kechki blight holati XX asrning 80-yillarida yana yomonlashdi. Quyidagi o'zgarishlar yuz berdi:
1) Aholining o'rtacha tajovuzkorligi oshdi, bu, xususan, kech zararli kasallikning keng tarqalishiga olib keldi - petioles va jarohatlarga zarar etkazish.
2) Kartoshkada kech blight paydo bo'lishi davrida - iyul oxiridan iyul boshigacha va hatto iyun oxirigacha siljish yuz berdi.
3) ilgari Qadimgi dunyoda bo'lmagan A2 juftlashish turi hamma joyda keng tarqaldi.
O'zgarishlar oldidan ikkita voqea yuz berdi: yangi fungitsid metalaksildan keng foydalanish (Shvinn va Staub, 1980) va Meksikaning kartoshkaning jahon eksportchisi sifatida paydo bo'lishi (Niederhauser, 1993). Bunga muvofiq, populyatsiyani o'zgartirishning ikkita sababi ilgari surildi: metalaksil ta'sirida juftlashuv turini konversiya qilish (Ko, 1994) va Meksikadan yuqtirilgan ildiz bilan yangi shtammlarni ommaviy ravishda kiritish (Fry va Gudvin, 1995). Metaksil ta'sirida juftlashish turlarining o'zaro aloqalari nafaqat Ko tomonidan, balki Moskva davlat universiteti laboratoriyasida (Savenkova, Chherepennicova-Anikina, 2002) olib borilgan ishlarda ham olingan bo'lsa-da, ikkinchi faraz afzalroqdir. Ikkinchi turdagi juftlikning paydo bo'lishi bilan bir qatorda rus P. infestans shtammlarining genotiplarida, shu jumladan neytral genlarda (izozim va RFLP lokuslari), shuningdek mitoxondriyal DNK tuzilishida jiddiy o'zgarishlar yuz berdi. Ushbu o'zgarishlarning kompleksini metalaksil ta'siri bilan izohlash mumkin emas; aksincha, Meksikadan yangi shtammlarning katta miqdordagi importi sodir bo'ldi, bu esa ko'proq tajovuzkor (Kato va boshq., 1997), eski shtammlarni (US-1) joyidan chiqarib, populyatsiyada dominant bo'lib qoldi. Evropa aholisi tarkibidagi o'zgarish juda qisqa vaqt ichida - 1980 yildan 1985 yilgacha sodir bo'ldi (Fry va boshq., 1992). Sobiq SSSR hududida "yangi shtammlar" 1985 yilda Estoniyadan, ya'ni Polsha va Germaniyadagi kollektsiyalarda topilgan (Goodwin va boshq., 1994). So'nggi marta Rossiyadagi "eski shtamm US-1" 1993 yilda Moskva viloyatida yuqtirilgan pomidordan ajratilgan (Dolgova va boshq., 1997). Shuningdek, Frantsiyada "eski" shtammlar 90-yillarning boshlariga qadar, ya'ni ular kartoshkada uzoq vaqt g'oyib bo'lgandan keyin pomidor ekish joylarida topilgan (Leberton va Andrivon, 1998). P. infestans shtammlarining o'zgarishi ko'plab xususiyatlarga, shu jumladan katta amaliy ahamiyatga ega bo'lgan narsalarga ta'sir qildi va kech blight zararli ta'sirini oshirdi.
Jinsiy rekombinatsiya
Jinsiy rekombinatsiyaning o'zgaruvchanlikka hissa qo'shishi uchun, birinchi navbatda, populyatsiyada 1: 1 ga yaqin nisbatda ikki turdagi juftlashuv mavjudligi, ikkinchidan, populyatsiyaning boshlang'ich o'zgaruvchanligi bo'lishi kerak.
Uylanish turlarining nisbati turli populyatsiyalarda va hattoki bir populyatsiyada har xil yillarda juda katta farq qiladi (9,10, 90-jadval). Populyatsiyalardagi juftlashish turlarining chastotasidagi bunday keskin o'zgarishlarning sabablari (masalan, Rossiyada yoki Isroilda o'tgan asrning 2002-yillari boshlarida) noma'lum, ammo bu raqobatbardosh klonlarning kiritilishi bilan bog'liq deb hisoblashadi (Koen, XNUMX).
Ba'zi bilvosita ma'lumotlar ma'lum yillar va ba'zi hududlarda jinsiy jarayonning borishini ko'rsatadi:
1) Moskva viloyatidagi populyatsiyalarni o'rganish shuni ko'rsatdiki, A13 juftlashish turining ulushi 2% dan kam bo'lgan 10 ta populyatsiyada uchta izozim lokus uchun hisoblangan umumiy genetik xilma-xillik 0,08 va 14 ta populyatsiyada A2 ulushi oshib ketgan 30%, genetik xilma-xillik ikki baravar yuqori (0,15) (Elanskiy va boshq., 1999). Shunday qilib, jinsiy aloqada bo'lish ehtimoli qanchalik baland bo'lsa, aholining genetik xilma-xilligi shunchalik katta bo'ladi.
2) aholisi ham urchitish turlari nisbati va oospore shakllantirish intensivligi orasidagi munosabatlar, 1997 va boshq. Isroil (Cohen kuzatiladi) va Gollandiyada edi
(Flier va boshq., 2004). Bizning tadqiqotlarimiz shuni ko'rsatdiki, A2 juftlashuvi bilan izolyatsiyalanganlar 62, 17, 9 va 6% ni tashkil etgan populyatsiyalarda oosporalar tahlil qilingan kartoshka barglarining 78, 50, 30 va 15 foizida (mos ravishda 2 va undan ko'p joylarga ega) topilgan.
2 va undan ortiq dog'lar bo'lgan namunalarda 1 nuqta bo'lgan namunalarga qaraganda mos ravishda oospores mavjud edi (mos ravishda namunalarning 32 va 14%) (Apryshko va boshq., 2004).
Oospores kartoshka o'simliklarining o'rta va pastki qatlami barglarida ancha keng tarqalgan (Mytsa va boshq., 2015; Elanskiy va boshq., 2016).
3) Ba'zi hududlarda noyob genotiplar topilgan, ularning paydo bo'lishi jinsiy rekombinatsiya bilan bog'liq. Shunday qilib, 1989 yilda Polshada va 1990 yilda Frantsiyada glyukoza-6- uchun homozigot shtammlari
fosfat izomeraza (GPI 90/90). Ilgari 10 yil davomida faqat 90/100 heterozigotlarga duch kelganligi sababli, homozigotlik jinsiy rekombinatsiyaga bog'liq (Sujkovski va boshq., 1994). Kolumbiyada (AQSh) A2-ni GPI 100/110 va A1-ni GPI 100/100 bilan birlashtiruvchi izolatlar keng tarqalgan, ammo 1994 yilgi mavsum oxirida (16-avgust va 9-sentyabr) rekombinant genotiplarga ega shtammlar (A1 GPI 100/110). va A2 GPI 100/100) (Miller va boshq., 1997).
4) Polshada (Sujkovski va boshq., 1994) va Shimoliy Kavkazda (Amatxanova va boshq., 2004) ba'zi populyatsiyalarda barmoq izlari DNK lokuslari va allozim oqsillari lokuslarining tarqalishi Hardy-Vaynberg tarqalishiga to'g'ri keladi.
populyatsiyalarning o'zgaruvchanligiga jinsiy rekombinatsiya hissasining yuqori ulushi haqida. Rossiyaning boshqa mintaqalarida populyatsiyalarda Hardy-Weinberg tarqalishiga mos keladigan hech qanday yozishmalar topilmadi, ammo klonal reproduktsiyaning ustunligini ko'rsatadigan bog'lanish nomutanosibligi mavjudligi ko'rsatildi (Elanskiy va boshq., 1999).
5) Turli xil juftlashgan (A1 va A2) shtammlar orasidagi genetik xilma-xillik (GST) turli populyatsiyalarga qaraganda pastroq edi (Sujkovski va boshq., 1994), bu bilvosita jinsiy xochlarni ko'rsatadi.
Shu bilan birga, jinsiy rekombinatsiyaning aholi xilma-xilligiga qo'shgan hissasi juda yuqori bo'lishi mumkin emas. Ushbu hissa Moskva viloyati aholisi uchun hisoblab chiqilgan (Elanskiy va boshq., 1999). Levontinning (1979) hisob-kitoblariga ko'ra, "ikkita lokusdan chastota bilan ularning geterozigotalari ko'paytmasidan yangi variantlar chiqarishi mumkin bo'lgan rekombinatsiya, har ikkala allel uchun geterozigotlilik ko'rsatkichlari allaqachon yuqori bo'lgan taqdirdagina samarali bo'ladi".
Moskva viloyati uchun odatiy bo'lgan ikki turdagi juftlikning nisbati 4: 1 ga teng bo'lsa, rekombinatsiya chastotasi 0,25 ga teng bo'ladi. O'tkazilgan populyatsiyalarda o'rganilgan uchta izozim lokusining ikkitasi uchun shtammlarni kesib o'tish ehtimoli 0,01 ga teng (2 tadan 177 ta shtamm). Shuning uchun, rekombinatsiya natijasida er-xotin heterozigotlarning paydo bo'lish ehtimoli ularning hosilasi kesishish ehtimoli (0,25x0,02x0,02) = 10-4 bilan ko'paytirilgandan oshmasligi kerak, ya'ni. jinsiy rekombinantlar odatda shtammlarning o'rganilgan namunasiga tushmaydi. Ushbu hisob-kitoblar nisbatan yuqori o'zgaruvchanlik bilan ajralib turadigan Moskva viloyati aholisi uchun qilingan. Sibir singari monomorf populyatsiyalarda jinsiy jarayon, hatto alohida populyatsiyalarda bo'lsa ham, ularning genetik xilma-xilligiga ta'sir eta olmaydi.
Bundan tashqari, P. infestanslari anioploidiyaga olib keladigan mayozda xromosomalarning tez-tez mos kelmasligi bilan ajralib turadi (Karter va boshq., 1999). Bunday buzilishlar duragaylarning unumdorligini pasaytiradi.
Parazeksual rekombinatsiya, mitotik gen konversiyasi
P. infestans shtammlarini turli xil o'sish inhibitörlerine qarshilik mutatsiyalari bilan birlashtirish bo'yicha tajribalarda, har ikkala inhibitöre bardoshli misolatlar paydo bo'ldi (Shattok va Shou, 1975; Dyakov, Kuzovnikova, 1974; Kulish, Dyakov,
1979). Miselyumning heterokaryotizatsiyasi natijasida ikkita o'sish inhibitörüne chidamli shtammlar paydo bo'ldi va bu holda ular bir yadroli zoosporalar (Judelson, Ge Yang, 1998) tomonidan ko'payish paytida bo'linishdi yoki monozoosporous nasllari bilan ajralishmadi, chunki ular tetraploid edi (chunki dastlabki izolatlar diploid) yadrolari ( , 1979). Gaploidlanish, xromosomalarning mos kelmasligi va mitoz o'tishi tufayli juda past chastotada ajratilgan geterozigotli diploidlar (Poedinok va boshq., 1982). Ushbu jarayonlarning chastotasini heterozigotli diploidlarga ma'lum ta'sirlar yordamida oshirish mumkin edi (masalan, unib chiqadigan sporalarning ultrabinafsha nurlanishi).
ikki qarshilik bilan vegetativ duragaylar yaratish vitro, balki mutantlar aralashmasi bilan kasallangan kartoshka ildiz nafaqat sodir bo'lsa-da (Kulish va boshq., 1978), u aholisi yangi genotiplerin avlod parasexual rekombinasyonun rolini baholash uchun ancha qiyin. Gaploidlanish, xromosomalarning bir-biriga mos kelmasligi va maxsus ta'sirsiz mitoz o'tishi sababli segregants paydo bo'lishining chastotasi ahamiyatsiz (10-3 dan kam).
Heterozigotli shtammlarning gomozigotli segregantlarining paydo bo'lishi ham mitoz o'tishga, ham mitoz gen konversiyasiga asoslangan bo'lishi mumkin, bu P. sojae shtammiga qarab har bir lokus uchun 3 x 10-2 dan 5 x 10-5 gacha chastota bilan sodir bo'ladi (Chamnanpunt va boshq. , 2001).
Heterokaryonlar va heterozigotli diploidlarning paydo bo'lish chastotasi kutilmagan darajada yuqori (o'nlab foizga etgan) bo'lib chiqsa-da, bu jarayon faqat bir xil shtammdan olingan mutant madaniyatlarni birlashtirganda sodir bo'ladi. Tabiatdan ajratilgan turli shtammlardan foydalanganda vegetativ mos kelmasligi sababli heterokariotizatsiya bo'lmaydi (yoki juda past chastotada sodir bo'ladi) (Poedinok va Dyakov, 1981; Anikina va boshq., 1997b; Cherepennikova-Anikina va boshq., 2002). Binobarin, parazeksual rekombinatsiyaning rolini faqat geterozigot yadrolaridagi intraklonal rekombinatsiyaga va individual genlarning jinsiy jarayonsiz homozigot holatiga o'tishiga qadar kamaytirish mumkin. Ushbu jarayon retsessiv yoki yarim dominant fungitsidga chidamli mutatsiyalarga ega shtammlarda epidemiologik ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. Parazeksual jarayon tufayli uning homozigot holatiga o'tishi mutatsiya tashuvchisi qarshiligini oshiradi (Dolgova, Dyakov, 1986).
Genlarning kirib borishi
Heterothallic Phytophthora gibrid oospores shakllanishi bilan o'zaro chatishtirishga qodir (qarang: Vorob'eva va Gridnev, 1983; Sansome va boshq., 1991; Veld va boshq., 1998). Phytophthora turlarining tabiiy duragaylari shu qadar tajovuzkor ediki, u Buyuk Britaniyada minglab alderlarni o'ldirdi (Brasier va boshq., 1999). P. infestans boshqa turdagi turlar bilan (P. erythroseptica, P. nicotianae, P. Cactorum va boshqalar) umumiy mezbon o'simliklarda va tuproqda paydo bo'lishi mumkin, ammo adabiyotlarda turlararo duragaylar paydo bo'lishi ehtimoli haqida ma'lumot kam. Laboratoriya sharoitida P. infestans va P. Mirabilis o'rtasidagi duragaylar olingan (Goodwin and Fry, 1994).
Jadval 9. 2 yildan 1990 yilgacha dunyoning turli mamlakatlarida A2000 juftlashuv turi bo'lgan P. infestans shtammlarining nisbati (ochiq adabiyot manbalari va www.euroblight.net, www.eucablight.org ma'lumotlariga ko'ra).
Ishlab chiqaruvchi mamlakati | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Belarus | 33 (12) | 34 (29) | |||||||||
Belgiya | 15 (49 *) | 6 (66) | 20 (86) | ||||||||
Ekvador | 0 (13) | 0 (12) | 0 (19) | 0 (21) | 12 (41) | 25 (39) | 15 (75) | 22 (73) | 25 (68) | 0 (35) | |
Estoniya | 8 (12) | ||||||||||
Angliya | 4 (26) | 3 (630) | 9 (336) | ||||||||
Finlyandiya | 0 (15) | 19 (117) | 12 (16) | 21 (447) | 6 (509) | 9 (432) | 43 (550) | ||||
Frantsiya | 0 (35) | 0 (56) | 0 (83) | 0 (67) | 0 (86) | 2 (135) | 7 (156) | 6 (123) | 0 (73) | 0 (285) | 0 (135) |
Vengriya | 72 (32) | ||||||||||
Irlandiya | 4 (145) | ||||||||||
Shimoliy. Irlandiya | 10 (41) | 9 (58) | 1 (106) | 0 (185) | 0 (18) | 0 (56) | 0 (35) | 0 (26) | |||
Niderlandiya | 7 (41) | 5 (276) | 24 (377) | 44 (353) | 23 (185) | ||||||
Norvegiya | 25 (446) | 28 (156) | 8 (39) | 18 (257) | 38 (197) | ||||||
Peru | 0 (34, 1984 -86) | 0 (287, 1997-98) | 0 (112) | 0 (66) | |||||||
Polsha | 19 (180) | 21 (142) | 33 (256) | 26 (149) | 35 (70) | ||||||
Shotlandiya | 25 (147) | 11 (163) | 22 (189) | 5 (22) | |||||||
Shvetsiya | 25 (263) | 62 (258) | 49 (163) | ||||||||
Uels | 0 (16) | 7 (97) | 0 (48) | 0 (25) | |||||||
Koreya | 36 (42) | 10 (130) | 15 (98) | ||||||||
Xitoy | 20 (142, 1995-98) | 0 (6) | 0 (8) | 0 (35) | |||||||
Kolumbiya | 0 (40, 1994-2000) | ||||||||||
Urugvay | 100 (25, 1998-99) | ||||||||||
Marokash | 60 (108, 1997-2000) | 52 (25) | 42 (40) | ||||||||
Serbiya | 76 (37) | ||||||||||
Meksika (Toluka) | 28 (292, 1988-89) | 50 (389, 1997-98) |
Jadval 10. 2 yildan 2000 yilgacha bo'lgan davrda dunyoning turli mamlakatlarida A infeksiyasi turiga ega bo'lgan P. infestans shtammlarining ulushi
Ishlab chiqaruvchi mamlakati | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Avstriya | 65 (83) | ||||||||||
Belarus | 42 (78) | ||||||||||
Belgiya | 20 (102 *) | 4 (32) | 50 (14) | 25 (16) | 62 (13) | 54 (26) | 70 (54) | 30 (23) | 29 (35) | 62 (71) | 45 (49) |
Shveytsariya | 89 (19) | ||||||||||
Chexiya | 35 (31) | 54 (64) | 38 (174) | 12 (80) | |||||||
Germaniya | 95 (53) | ||||||||||
Daniya | 48 (52) | ||||||||||
Ekvador | 5 (178) | 6 (108) | 9 (121) | 18 (94) | 2 (44) | 0 (66) | 5 (47) | ||||
Estoniya | 54 (25) | 0 (24) | 33 (62) | 45 (140) | 25 (100) | 12 (103) | |||||
Angliya | 4 (47) | 10 (96) | 31 (55) | 55 (790) | 68 (862) | 70 (552) | 68 (299) | ||||
Finlyandiya | 47 (162) | 12 (218) | 42 | ||||||||
Frantsiya | 0 (186) | 4 (108) | 8 (61) | 22 (103) | 33 (303) | 65 (378) | 74 (331) | 75 (125) | 75 (12) | ||
Vengriya | 48 (27) | 48 (90) | 9 | 7 | |||||||
Shimoliy. Irlandiya | 0 (38) | 0 (58) | 0 (40) | 0 (24) | 5 (54) | 0 (18) | 27 (578) | 45 (239) | 36 (213) | 82 (60) | 10 (80) |
Niderlandiya | 66 (24) | 93 (15) | 91 (11) | ||||||||
Norvegiya | 39 (328) | 3 (115) | 12 (19) | ||||||||
Peru | 0 (36) | ||||||||||
Polsha | 25 (46) | 10 (30) | 85 (20) | 38 (44) | 75 (66) | 55 (56) | 65 (35) | 72 (81) | 85 (21) | ||
Shotlandiya | 3 (213) | 2 (474) | 24 (135) | 86 (337) | 88 (386) | 74 (172) | |||||
Shvetsiya | 60 (277) | 39 (87) | |||||||||
Slovakiya | 0 (36) | 14 (26) | 62 (26) | 0 (26) | |||||||
Uels | 25 (12) | 68 (106) | 80 (88) | 92 (143) | 75 (45) | ||||||
Koreya | 46 (26) | ||||||||||
Braziliya | 0 (49) | 0 (30) | |||||||||
Xitoy | 10 (30) | 0 (6) | 0 (6) | ||||||||
Vetnam | 0 (294, 2003-04) | ||||||||||
Uganda | 0 (8) |
Populyatsiyalarning genotipik tarkibining dinamikasi
P. infestans populyatsiyasining genotipik tarkibidagi o'zgarishlar boshqa mintaqalardan yangi klonlarning ko'chishi, qishloq xo'jaligi amaliyoti (navlarning o'zgarishi, qo'ziqorinlarni qo'llash) va ob-havo sharoiti ta'sirida sodir bo'lishi mumkin. Tashqi ta'sirlar hayot tsiklining turli bosqichlaridagi klonlarga turlicha ta'sir qiladi; shuning uchun populyatsiyalar har yili genlarning siljishi va seleksiyasining dominant rolining o'zgarishi sababli selektsiyaga uchragan genlarning chastotalarida tsiklik o'zgarishlarga uchraydi.
Turning ta'siri
Vertikal qarshilik uchun samarali genlarga ega bo'lgan yangi navlar (R-genlar) kuchli selektiv omil bo'lib, P. infestans populyatsiyasida qo'shimcha virulentlik genlari bo'lgan klonlarni tanlaydi. Kartoshka navida patogen populyatsiyasining o'sishiga to'sqinlik qiladigan o'ziga xos bo'lmagan qarshilik bo'lmasa, populyatsiyada dominant klonlarni almashtirish jarayoni juda tez sodir bo'ladi. Shunday qilib, R3 qarshilik geniga ega bo'lgan Domodedovskiy navining Moskva viloyatida tarqalgandan so'ng, ushbu nav uchun zararli bo'lgan klonlarning chastotasi bir yil ichida 0,2 dan 0,82 gacha ko'tarildi (Dyakov, Derevjagina, 2000).
Ammo populyatsiyalarda virulentlik genlari (patotiplari) chastotalarining o'zgarishi nafaqat etishtirilgan kartoshka navlari ta'sirida sodir bo'ladi. Masalan, Belorusiyada 1977 yilgacha R1 va R4 qarshilik genlariga ega kartoshka navlarini etishtirish natijasida vujudga kelgan 1 va 4 genlari bo'lgan klonlar ustunlik qildi (Dorojkin, Belskaya, 1979). Biroq, 70-asrning 2002-yillari oxirida turli xil virulentlik genlari va ularning birikmalari bo'lgan klonlar paydo bo'ldi va bir-birini to'ldiruvchi qarshilik genlari kartoshkachilikda hech qachon ishlatilmadi (viruslilikdan tashqari genlar) (Ivanyuk va boshq., XNUMX). Bunday klonlarning paydo bo'lishining sababi, ehtimol, Meksikadan kartoshka ildiz mevalari bilan yuqadigan yuqumli moddalarning Evropaga ko'chishi bilan bog'liq. Uyda bu klonlar nafaqat madaniy kartoshkada, balki turli xil qarshilik genlarini o'z ichiga olgan yovvoyi turlarda ham rivojlangan; shuning uchun o'sha sharoitda omon qolish uchun genomdagi ko'plab virusli genlarning kombinatsiyasi zarur edi.
Nospetsifik qarshilikka ega bo'lgan navlarga kelsak, ular patogenning ko'payish tezligini pasaytirib, uning populyatsiyasining evolyutsiyasini kechiktiradi, bu yuqorida aytib o'tilganidek, sonning funktsiyasi. Agressivlik ko'pgenli bo'lgani uchun, "agressivlik" uchun ko'proq genlarni o'z ichiga olgan klonlar populyatsiya soni qancha ko'p bo'lsa, shuncha tez to'planadi. Shuning uchun yuqori darajada agressiv irqlar o'ziga xos bo'lmagan qarshilikka ega madaniy navlarga moslashish mahsuli emas, aksincha, parazit sporalarining akkumulyatori bo'lgan juda sezgir navlarning ekishida aniqlanadi.
Shunday qilib, Rossiyada P. Infestansning eng tajovuzkor populyatsiyalari yillik epifitotiyalar zonalarida (Saxalin, Leningrad va Bryansk viloyatlari aholisi) topilgan. Ushbu populyatsiyalarning tajovuzkorligi meksikaliklardan yuqori bo'lib chiqdi (Filippov va boshq., 2004).
Bundan tashqari, sezgir bo'lganlarga qaraganda chidamli navlarning barglarida ozroq oospora hosil bo'ladi (Hanson va Shattok, 1998), ya'ni navning o'ziga xos bo'lmagan qarshiligi parazitning rekombinatsiya qobiliyatini va muqobil qishlash usullari imkoniyatini pasaytiradi.
Fungitsidlarning ta'siri
Fungitsidlar nafaqat fitopatogen zamburug'lar sonini kamaytiradi, ya'ni. ularning populyatsiyalarining miqdoriy xususiyatlariga ta'sir qiladi, lekin ular alohida genotiplarning chastotalarini ham o'zgartirishi mumkin, ya'ni. populyatsiyalarning sifatli tarkibiga ta'sir qiladi. Fungitsidlar ta'sirida o'zgarib turadigan populyatsiyalarning eng muhim ko'rsatkichlari qatoriga quyidagilar kiradi: fungitsidlarga qarshilikning o'zgarishi, agressivlik va zaharlanishning o'zgarishi va naslchilik tizimidagi o'zgarishlar.
Fungitsidlarning populyatsiyalarning chidamliligi va agressivligiga ta'siri
Ushbu ta'sir darajasi, birinchi navbatda, ishlatilgan fungitsid turiga qarab belgilanadi, ularni shartli ravishda polisit, oligozit va monozitlarga bo'lish mumkin.
Birinchisi, eng ko'p aloqa qiladigan fungitsidlarni o'z ichiga oladi. Ularga qarshilik (agar iloji bo'lsa) juda zaif ekspresiv genlarning ko'pligi tomonidan boshqariladi. Ushbu xususiyatlar qo'ziqorinlar bilan davolashdan keyin populyatsiyaning qarshiligida ko'rinadigan o'zgarishlar yo'qligini aniqlaydi (garchi ba'zi tajribalarda qarshilikning bir oz ortishi olingan bo'lsa ham). Kontaktli fungitsidlar bilan purkagandan keyin saqlanib qolgan qo'ziqorin populyatsiyasi shtammlarning ikki guruhidan iborat:
1) o'simlik bilan giyohvand moddalar bilan ishlov berilmagan joylarda saqlanib qolgan shtammlar. Fungitsid bilan aloqa bo'lmaganligi sababli, ushbu shtammlarning tajovuzkorligi va qarshiligi o'zgarmaydi.
2) Fungitsid bilan aloqada bo'lgan shtammlar, ularning aloqa nuqtalarida konsentratsiyasi o'limga qaraganda past bo'lgan. Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, populyatsiyaning ushbu qismining qarshiligi ham o'zgarmaydi, ammo qo'ziqorin hujayralarining metabolizmiga subletal kontsentratsiyasida ham fungitsidning qisman zararli ta'siri, umumiy fitnes va uning parazitar komponenti, tajovuzkorligi, pasayishi (Derevyagina va Dyakov, 1990).
Shunday qilib, hatto o'lmagan, fungitsid bilan aloqa qiladigan aholining bir qismi ham zaif tajovuzkorlikka ega va epifitotiklar manbai bo'lishi mumkin emas. Shuning uchun fungitsid bilan aloqa qilmaydigan populyatsiya nisbati chastotasini kamaytiradigan ehtiyotkorlik bilan ishlov berish himoya choralarini muvaffaqiyatli bajarish shartidir. Oligozitli fungitsidlarga qarshilik bir nechta qo'shimchalar genlari tomonidan boshqariladi.
Har bir genning mutatsiyasi qarshilikning ma'lum darajada oshishiga olib keladi va qarshilikning umumiy darajasi ana shunday mutatsiyalarning qo'shilishi bilan bog'liq. Shuning uchun qarshilikning o'sishi bosqichlarda sodir bo'ladi. Qarshilikning bosqichma-bosqich o'sishiga misol qilib kartoshkani kech kuyishdan himoya qilish uchun keng qo'llaniladigan fungitsid dimetomorfiga nisbatan mutatsiyalarni ko'rsatish mumkin. Dimetomorf qarshilik polgen va qo'shimchadir. Bir bosqichli mutatsiya qarshilikni biroz oshiradi.
Har bir keyingi mutatsiya maqsad hajmini va natijada keyingi mutatsiyalar chastotasini pasaytiradi (Bagirova va boshq., 2001). Oligozitli fungitsid bilan takroriy davolanishdan so'ng populyatsiyaning o'rtacha qarshiligining o'sishi bosqichma-bosqich va asta-sekin sodir bo'ladi. Ushbu jarayonning tezligi kamida uchta omil bilan belgilanadi: qarshilik genlarining mutatsiyasining chastotasi, qarshilik koeffitsienti (chidamli shtammning o'limga olib keladigan dozasining sezgirga nisbati) va qarshilik genlaridagi mutatsiyalarning fitnesga ta'siri.
Har bir keyingi mutatsiyaning paydo bo'lish chastotasi avvalgisidan past, shuning uchun jarayon susaytiruvchi xususiyatga ega (Bagirova va boshq., 2001). Ammo, agar populyatsiyada rekombinatsiya jarayonlari (jinsiy yoki paraseksual) sodir bo'lsa, u holda turli xil ota-onalar mutatsiyalarini gibrid shtammda birlashtirish va jarayonni tezlashtirish mumkin. Shuning uchun panmix populyatsiyalar agamiklarga qaraganda tezroq qarshilikka ega bo'ladi, ikkinchisida vegetativ mos kelmaydigan to'siqlarga ega bo'lmagan populyatsiyalar bunday to'siqlarga bo'linadigan populyatsiyalarga qaraganda tezroq. Shu munosabat bilan populyatsiyalarda juftlashish turlarida farq qiluvchi shtammlarning mavjudligi oligozitli fungitsidlarga qarshilik ko'rsatish jarayonini tezlashtiradi.
Ikkinchi va uchinchi omillar populyatsiyalarda dimetomorfga chidamli shtammlarning tez to'planishiga yordam bermaydi. Har bir keyingi mutatsiya qarshilikni ikki baravarga oshiradi, bu esa ahamiyatsiz va shu bilan birga sun'iy muhitdagi o'sish sur'atini ham, tajovuzkorlikni ham pasaytiradi (Bagirova va boshq., 2001; Stem, Kirk, 2004). Shuning uchun ham tabiiy P. infestans shtammlari orasida, hattoki dimetomorf bilan ishlangan kartoshka ekishlaridan yig'ilganlar orasida deyarli chidamli shtammlar mavjud emas.
Oligozitli fungitsid bilan davolangan populyatsiya, shuningdek, shtammlarning ikki guruhidan iborat bo'ladi: fungitsid bilan aloqada bo'lmagan va shuning uchun boshlang'ich xususiyatlarini o'zgartirmagan (agar ushbu guruh orasida chidamli shtammlar topilsa, ular sezgir shtammlarning yuqori tajovuzkorligi va raqobatbardoshligi tufayli to'planib qolmaydi), va fungitsidning subletal kontsentratsiyasi bilan aloqa qiladigan shtammlar. Aynan ikkinchisi orasida chidamli shtammlarni to'plash mumkin, chunki bu erda ular sezgirlarga nisbatan afzalliklarga ega.
Shuning uchun, oligozitli fungitsidlardan foydalanganda, preparatning yuqori konsentratsiyasi, o'ldiradigan dozadan bir necha baravar yuqori bo'lishi muhim ahamiyatga ega, chunki bosqichma-bosqich mutagenez bilan mutatsiyalangan shtammlarning dastlabki qarshiligi past bo'ladi.
Va nihoyat, monozitli fungitsidlarga qarshilik ko'rsatadigan mutatsiyalar yuqori darajada ta'sirchan bo'ladi, ya'ni bitta mutatsiya sezgirlikning to'liq yo'qolishiga qadar yuqori qarshilik darajasi to'g'risida xabar berishi mumkin. Shuning uchun populyatsiyalarning qarshiligining o'sishi juda tez sodir bo'ladi.
Bunday fungitsidlarga fenilamidlar, shu jumladan eng keng tarqalgan fungitsid metalaksil kiradi. Unga qarshilik ko'rsatishning mutatsiyalari yuqori chastotada sodir bo'ladi va mutantlarda qarshilik darajasi juda yuqori - bu sezgir shtammdan ming va undan ko'proq marta oshib ketadi (Derevyagina va boshq., 1993). Tizimli fungitsiddan sezgir shtammlarning nobud bo'lishi fonida chidamli mutantlarning o'sish sur'ati va agressivligi pasaygan bo'lsa ham, chidamli populyatsiya soni tez o'sib bormoqda va bunga parallel ravishda uning tajovuzkorligi kuchaymoqda. Shu sababli, qo'ziqorinlardan bir necha yil foydalanganidan so'ng, chidamli shtammlarning tajovuzkorligi nafaqat sezgir bo'lganlarning tajovuzkorligi bilan tenglashishi, balki undan ham ustun turishi mumkin (Derevyagina va Dyakov, 1992).
Jinsiy rekombinatsiyaga ta'siri
P. infestans populyatsiyasida A2 juftlashish turining tez-tez uchrab turishi, kech blightga qarshi metalaksilni intensiv ishlatilishiga to'g'ri kelganligi sababli, metalaksil juftlashuv turini konversiyasini keltirib chiqaradi. P. parasitica-da xloron va metalaksil ta'sirida bunday konversiya eksperimental ravishda isbotlangan (Ko, 1994). Metaksilning konsentratsiyasi past bo'lgan muhitga bitta o'tish, A1 juftlashuv turi bilan metalaksilga sezgir P. infestansining shtammidan gomotalik izolatlar paydo bo'lishiga olib keldi (Savenkova va Cherepnikova-Anikina, 2002). Keyinchalik metalaksil kontsentratsiyasi yuqori bo'lgan ommaviy axborot vositalarida keyingi parchalar paytida A2 juftlik tipidagi bitta izolyatsiya aniqlanmadi, ammo aksariyat izolatlar, oosporalar o'rniga A2 izolatlar bilan kesib o'tganda, miselyumning yomon birikmalarini hosil qildi va steril edi. Metallaksilning yuqori konsentratsiyali muhitida A2 juftlashuv turiga ega bo'lgan chidamli shtammning o'tishlari juftlashuvning uchta shakl o'zgarishini aniqlashga imkon berdi: 1) A1 va A2 izolatlari bilan kesishganda to'liq sterillik; 2) gomotalizm (monokulturada oospora shakllanishi); 3) A2 juftlashish turini A1 ga o'tkazish. Shunday qilib, metalaksil P. infestans populyatsiyasida juftlashuv turlarining o'zgarishiga va natijada ularda jinsiy rekombinatsiya paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin.
Vegetativ rekombinatsiyaga ta'siri
Ba'zi antibiotiklarga chidamli genlar gifal heterokariotizatsiya va yadro diploidlanish chastotasini oshirdi (Poedinok va Dyakov, 1981). Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, P. infestansining turli shtammlarini birlashtirish paytida gifalarni heterokariotizatsiyasi juda kamdan-kam hollarda bu qo'ziqoringa vegetativ mos kelmaslik fenomeni tufayli yuzaga keladi. Shu bilan birga, ba'zi antibiotiklarga qarshilik ko'rsatadigan genlar vegetativ nomuvofiqlikni bartaraf etishda ifodalangan yon ta'sirga ega bo'lishi mumkin. Ushbu xususiyat 1S-1 mutant streptomitsin qarshilik geniga ega edi. Fitoftoraning dala populyatsiyasida bunday mutantlarning mavjudligi shtammlar orasidagi genlar oqimini ko'paytirishi va butun populyatsiyaning yangi navlarga yoki fungitsidlarga moslashishini tezlashtirishi mumkin.
Ba'zi bir fungitsidlar va antibiotiklar mitotik rekombinatsiyaning chastotasiga ta'sir qilishi mumkin, bu ham populyatsiyalardagi genotip chastotalarini o'zgartirishi mumkin. Keng qo'llaniladigan fungitsid benomil, sitoskeletning mikrotubulalari hosil bo'lgan oqsil bo'lgan beta-tubulinga bog'lanadi va shu bilan mitoz anafazasida xromosomalarning ajralish jarayonlarini buzadi va mitoz rekombinatsiya chastotasini oshiradi (Hastie, 1970).
Gollandiyalik kasallikni parrandalarda davolash uchun ishlatiladigan fungitsid para-florofenilalanin xuddi shunday xususiyatga ega. Para-florofenilalanin heterozigotli diploidlarda rekombinatsiya chastotasini oshirdi P. infestans (Poedinok va boshq., 1982).
P. infestansning hayot tsiklida populyatsiyalarning genotipik tarkibidagi tsiklik o'zgarishlar
Mo''tadil zonadagi P. infestansning klassik rivojlanish tsikli 4 fazadan iborat.
1) Qisqa avlodlar bilan populyatsiyaning ekspentsional o'sish bosqichi (politsiklik faza). Ushbu bosqich odatda iyulda boshlanadi va 1,5-2 oy davom etadi.
2) Ta'sir qilinmagan to'qima ulushining keskin pasayishi yoki noqulay ob-havo sharoiti boshlanishi sababli populyatsiyaning o'sishini to'xtatish bosqichi. O'rim-yig'imgacha bargi erta olib tashlashni amalga oshiradigan fermer xo'jaliklarida bu bosqich yillik tsikldan chiqib ketadi.
3) Ildizlarni qishlash bosqichi, bu tuplarni tasodifiy yuqishi sababli populyatsiya sonining sezilarli darajada pasayishi, ularda infektsiyaning sekin rivojlanishi, ildizlarning qayta yuqmasligi, zararlangan tuplarni normal saqlash sharoitida yo'q qilish.
4) Tuproqda va ko'chatlarda sekin rivojlanish bosqichi (monotsiklik faza), unda nasl davomiyligi bir oyga yoki undan ko'proq bo'lishi mumkin (may oxiri - iyul boshi). Odatda bu vaqtda kasallik kuzatilgan barglarni hatto maxsus kuzatuvlar bilan aniqlash qiyin.
Aholining eksponent o'sish bosqichi (politsiklik faza)
Ko'plab kuzatuvlar (Pshedetskaya, Kozubova, 1969; Borisenok, 1969; O'sh, 1969; Dyakov, Suprun, 1984; Rybakova, Dyakov, 1990) epifitotiyaning boshida past virulent va ozgina tajovuzkor klonlar ustunligini, keyinchalik ularning o'rnini yanada zararli va tajovuzkor klonlar egallashini ko'rsatdi. populyatsiyaning tajovuzkorligi o'sish sur'ati qanchalik yuqori bo'lsa, mezbon o'simlikning navi shunchalik chidamli emas.
Populyatsiya o'sishi bilan savdo navlariga (R1-R4) va tanlab neytral (R5-R11) ga kiritilgan tanlangan muhim genlarning konsentratsiyasi ortadi. Shunday qilib, 1993 yilda Moskva yaqinidagi populyatsiyada o'rtacha virulentlik iyul oyining oxiridan avgust oyining o'rtalariga qadar 8,2 dan 9,4 gacha o'sdi va eng katta o'sish tanlangan neytral virusli gen R5 (virusli klonlarning 31 dan 86 foizigacha) uchun kuzatildi (Smirnov, 1996 ).
Aholining o'sish sur'atlarining pasayishi aholining parazitar faolligining pasayishi bilan birga keladi. Shuning uchun depressiv yillarda irqlarning umumiy soni ham, yuqori darajada virulent irqlarning nisbati ham epifitotiklarga qaraganda pastroq (Borisenok, 1969). Agar epifitotik ob-havo balandligida kech blight uchun noqulay bo'lgan bo'lsa va kartoshka yuqishi kamaysa, juda zaharli va agressiv klonlarning konsentratsiyasi ham kamayadi (Rybakova va boshq., 1987).
Populyatsiyaning virulentligi va tajovuzkorligiga ta'sir qiluvchi genlarning chastotalarining ko'payishi aralash populyatsiyada ko'proq virusli va tajovuzkor klonlarning tanlanishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Tanlovni namoyish qilish uchun neytral mutatsiyalarni tahlil qilish usuli ishlab chiqilgan bo'lib, u xamirturush populyatsiyalarida muvaffaqiyatli ishlatilgan (Adams va boshq., 1985) va Fusarium graminearum (Wiebe va boshq., 1995).
P. infestansining dala populyatsiyasida blastikidin S ga chidamli mutantlarning chastotasi populyatsiyaning agressivligi o'sishi bilan parallel ravishda pasayib ketdi, bu esa populyatsiya o'sishi davrida dominant klonlarning o'zgarishini ko'rsatadi (Rybakova va boshq., 1987).
Ildizda qishlash bosqichi
Kartoshka ildiz mevalarida qishlash paytida P. infestans shtammlarining virulentligi va tajovuzkorligi pasayadi va zaharlanishning pasayishi tajovuzkorlikka qaraganda sekinroq sodir bo'ladi (Rybakova va Dyakov, 1990). Aftidan, aholi sonining tez o'sishi uchun qulay sharoitda (r-selektsiya), "ortiqcha" virulentlik genlari va yuqori agressivlik foydalidir, shuning uchun epifitotiklarning rivojlanishi eng zaharli va tajovuzkor klonlarni tanlash bilan birga keladi. Atrof muhitning to'yinganligi sharoitida, ko'payish tezligi emas, balki noqulay sharoitda mavjudotning davomiyligi (K-selektsiya) muhim rol o'ynaganda, "ortiqcha" virulentlik va tajovuzkorlik genlari fitnesni pasaytiradi va bu genlar bilan klonlar birinchi bo'lib yo'q bo'lib ketadi, shuning uchun o'rtacha tajovuzkorlik va aholining zo'ravonligi pasaymoqda.
Tuproqdagi vegetatsiya fazasi
Ushbu bosqich hayot tsiklidagi eng sirli (Andrivon, 1995). Uning mavjudligi faqat spekulyativ tarzda - uzoq vaqt davomida (ba'zan bir oydan ko'proq vaqt davomida) patogen bilan sodir bo'ladigan narsalar haqida ma'lumot yo'qligi sababli - kartoshka ko'chatlari paydo bo'lishidan boshlab ulardagi kasallikning birinchi joylari paydo bo'lishigacha e'lon qilingan. Kuzatishlar va tajribalar asosida qo'ziqorilarning hayotning ushbu davridagi harakati qayta tiklandi (Xirst va Stedman, 1960; Boguslavskaya, Filippov, 1976).
Tuproqdagi yuqtirilgan ildiz mevalarida qo'ziqorin sporulyatsiyasi paydo bo'lishi mumkin. Hosil bo'lgan sporalar gifalar bilan unib chiqadi, ular tuproqda uzoq vaqt vegetatsiya qilishi mumkin. Birlamchi (tuplarda hosil bo'lgan) va ikkilamchi (tuproqdagi mitseliyada) sporalar kapillyar oqimlar bilan tuproq yuzasiga ko'tariladi, lekin kartoshkani pastki barglari tushib, tuproq yuzasi bilan aloqa qilgandan keyingina yuqtirish qobiliyatini oladi. Bunday barglar (ya'ni kasallikning birinchi dog'lari ularda uchraydi) darhol shakllanmaydi, ammo kartoshka cho'qqilarining uzoq muddatli o'sishi va rivojlanishidan keyin.
Shunday qilib, saprotrofik o'simlik fazasi P. infestansning hayot tsiklida ham bo'lishi mumkin. Agar hayot tsiklining parazitlik bosqichida tajovuzkorlik fitnesning eng muhim tarkibiy qismi bo'lsa, unda saprotrofik fazani tanlash ba'zi fitopatogen zamburug'lar uchun eksperimental tarzda ko'rsatilgandek parazitlik xususiyatlarini kamaytirishga qaratilgan (qarang: Carson, 1993). Shuning uchun, tsiklning ushbu bosqichida tajovuzkor xususiyatlarni eng intensiv ravishda yo'qotish kerak. Ammo hozircha yuqoridagi taxminlarni tasdiqlash uchun to'g'ridan-to'g'ri tajribalar o'tkazilmadi.
Mavsumiy o'zgarishlar nafaqat P. infestansining patogen xususiyatlariga, balki politsiklik fazada (epifitotiyalar paytida) o'sib boradigan fungitsidlarga chidamliligiga ham ta'sir qiladi va qishda saqlash paytida pasayadi (Derevyagina va boshq., 1991; Kadish va Koen, 1992). Ta'sir qilingan ildiz mevalarni ekish bilan dalada kasallikning birinchi dog'lari paydo bo'lishi o'rtasidagi davrda metalaksilga nisbatan qarshilikning ayniqsa kuchli pasayishi kuzatildi.
Maxsus ixtisoslashuv va uning evolyutsiyasi
P. infestans ikki tijorat ahamiyatiga ega bo'lgan ekinlar, kartoshka va pomidorda epidemiya keltirib chiqaradi. Kartoshkada epifitotiyalar qo'ziqorin yangi joylarga kirgandan ko'p o'tmay boshlandi. Pomidorning mag'lubiyati, shuningdek, kartoshkada infektsiya paydo bo'lganidan ko'p o'tmay qayd etilgan, ammo pomidorda epifitotiyalar faqat yuz yil o'tgach - XNUMX-asrning o'rtalarida qayd etilgan. Hallegli va Niderxauzer AQShda pomidorni mag'lub etish haqida yozadilar
(1962): «100 yildagi og'ir epifitotiyadan so'ng taxminan 1845 yil davomida pomidorning chidamli navlarini olishga kam yoki deyarli urinishlar qilinmadi. Kechiktirilgan zararkunanda birinchi marta pomidorlarda 1848 yildayoq qayd etilgan bo'lsa-da, bu kasallik 1946 yilda kuchli avj olguncha bu o'simlikda selektsionerlarning jiddiy e'tiboriga aylanmadi. Rossiya hududida 60-asrda pomidorning kechqurun kasalligi qayd etilgan. «Uzoq vaqt davomida tadqiqotchilar ushbu kasallikka ahamiyat berishmadi, chunki bu kasallik katta iqtisodiy zarar etkazmadi. Ammo 70-1979-yillarda. Sovet Ittifoqida, asosan, Quyi Volga mintaqasida, Ukrainada, Shimoliy Kavkazda, Moldaviyada pomidorga qarshi kechki blight epifitotiyalari kuzatilmoqda ... ”(Balashova, XNUMX).
O'shandan beri pomidor pichan kasalligi yiliga aylanib, sanoat va uy sharoitida etishtirishning butun hududiga tarqaldi va bu ekinga katta iqtisodiy zarar etkazdi. Nima bo'ldi? Nima uchun kartoshkada parazitning birinchi ko'rinishi va bu hosilning epifitotik zararlanishi deyarli bir vaqtning o'zida sodir bo'ldi va nima uchun epifitotikning pomidorda paydo bo'lishi uchun bir asr kerak bo'ldi? Ushbu farqlar Janubiy Amerikadagi yuqumli kasallik manbasini emas, balki meksikalikni qo'llab-quvvatlaydi. Agar Phytophthora infestans turi Meksikaning Solanum jinsiga mansub tuberimon turlarining paraziti sifatida shakllangan bo'lsa, unda nima uchun Meksikaning turlari bilan bir xil turdagi o'simliklarga mansub ekilgan kartoshka shunchalik kuchli ta'sirga tushgan, ammo parazit bilan birgalikda va o'ziga xos bo'lmagan qarshilik mexanizmlarini rivojlantirmaganligi sababli.
Pomidor jinsning boshqa qismiga kiradi, uning almashinish turi tuberoz turlaridan sezilarli farqlarga ega, shuning uchun pomidor P. infestansning oziq-ovqat ixtisoslashuvidan tashqarida emasligiga qaramay, uning mag'lubiyatining intensivligi jiddiy iqtisodiy yo'qotishlarga etarli emas edi.
Pomidorda epifitotiyalarning paydo bo'lishi parazitning jiddiy genetik o'zgarishi bilan bog'liq bo'lib, parazitizm paytida uning fitnesini (patogenligini) oshirdi. Bizning fikrimizcha, pomidorni parazitlash uchun ixtisoslashgan yangi shakl - bu kartoshkada keng tarqalgan T1 irqiga chidamli gilos pomidorining navlariga (Red Cherry, Ottava) ta'sir ko'rsatadigan M. Gallegli ta'riflagan T0 poygasi (Gallegly, 1952). Ko'rinishidan, T0 irqini T1 irqiga aylantirgan va pomidorni engish uchun juda moslashgan klonlarning paydo bo'lishiga olib kelgan mutatsiya (yoki bir qator mutatsiyalar). Ko'pincha sodir bo'ladigan bo'lsa, patogenlikning ko'payishi bir xostga boshqasiga pasayishi bilan birga keldi, ya'ni kartoshka (T0 irqi) va pomidorga (T1 poygasi) boshlang'ich, hali to'liq bo'lmagan o'ziga xos ixtisoslashuv paydo bo'ldi.
Ushbu taxmin uchun qanday dalillar mavjud?
- Kartoshka va pomidorda paydo bo'lishi. Pomidor barglarida T1 poygasi ustunlik qiladi, kartoshka barglarida esa kam uchraydi. S.F.Bagirova va T.A. 1991-1992 yillarda Moskva viloyatida Oreshonkova (nashr qilinmagan), kartoshka ekishida T1 poygasining paydo bo'lishi 0%, pomidor ekishida esa 100%; 1993-1995 yillarda - mos ravishda 33% va 90%; 2001 yilda - 0% va 67%. Shunga o'xshash ma'lumotlar Isroilda olingan (Koen, 2002). T1 irqining izolatlari va T0 va T1 izolatlari aralashmasi bilan kartoshka ildiz mevalarini yuqtirish tajribalari shuni ko'rsatdiki, T1 irqining izolatlari ildizlarda kam saqlanib qoladi va ularning o'rnini T0 irqi izolyatsiyalari egallaydi (Dyakov va boshq., 1975; Rybakova, 1988).
2) Pomidor ekishdagi T1 poygasining dinamikasi. Pomidor barglarining asosiy infektsiyasi barglarda hosil bo'lgan birinchi dog'lardagi infektsiyani tahlil qilishda ustun bo'lgan T0 irqining izolatlari tomonidan amalga oshiriladi. Bu parazitlar migratsiyasining umumiy qabul qilingan sxemasini tasdiqlaydi: Kartoshkadan yuqtirishning asosiy massasi T0 irqidan iborat, shu bilan birga kartoshkada saqlanib qolgan oz miqdordagi T1 klonlari pomidorda bir marta T0 irqini siqib chiqaradi va epifitotik davr oxiriga kelib to'planadi. Bundan tashqari, T1 poyasi bilan pomidor barglarini yuqtirishning muqobil manbasi bo'lishi mumkin, bu kartoshka tupi va barglari kabi kuchli emas, balki doimiydir. Shuning uchun bu manba pomidorni yuqtirgan populyatsiyaning genetik tuzilishiga zaif ta'sir qiladi, ammo keyinchalik T1 irqining to'planishini aniqlaydi (Rybakova, 1988; Dyakov va boshq., 1994).
3) Kartoshka va pomidorga nisbatan tajovuzkorlik. T0 va T1 irqlari bilan pomidor va kartoshka barglarini sun'iy ravishda yuqtirish shuni ko'rsatdiki, birinchisi pomidorga qaraganda kartoshka uchun, ikkinchisi pomidor uchun kartoshkaga nisbatan ko'proq tajovuzkor. Ushbu tafovutlar "o'z" bo'lmagan irqning izolyatsiyasini aralashgan populyatsiyadan issiqxonadagi barglarga o'tish paytida (Dyakov va boshq., 1975) va dala uchastkalarida siljishida namoyon bo'ladi (Leberton va boshq., 1999); minimal yuqumli yuk, kechikish davri, yuqumli dog'lar hajmi va spora ishlab chiqarishdagi farqlar (Rybakova, 1988; Dyakov va boshq., 1994; Legard va boshq., 1995; Forbes va boshq., 1997; Oyarzun va boshq., 1998; Leberton va boshqalar. al., 1999; Vega-Sanches va boshq., 2000; Knapova, Gisi, 2002; Sussuna va boshq., 2004).
T1 irqi izolatlarining qarshilik genlariga ega bo'lmagan pomidor navlariga nisbatan tajovuzkorligi shunchalik yuqori bo'ladiki, bu izolatlar yuqtirilgan to'qimalarni nekratsizlashtirmasdan ozuqa muhitida bo'lgani kabi barglardagi sporani hosil qiladi (Dyakov va boshq., 1975; Vega-Sanches va boshq., 2000).
4) Kartoshka va pomidor uchun viruslilik. T1 poygasi gilos pomidor navlariga Ph1 qarshilik geni bilan ta'sir qiladi, T0 poygasi bu navlarni yuqtirishga qodir emas, ya'ni. torroq virulentlikka ega. Differentsiatorlarga nisbatan
Kartoshkaning R-genlari teskari bog'liqdir, ya'ni. pomidor barglaridan ajratilgan shtammlar "kartoshka" shtammlariga qaraganda kamroq virusli (11-jadval).
5) neytral markerlar. Kartoshka va pomidorda parazitlik qiladigan P. infestans populyatsiyasidagi neytral markerlarning tahlili ham ko'p yo'nalishli intraspesifik tanlovdan dalolat beradi. Braziliyalik P. infestans populyatsiyasida pomidor barglari izolatlari US-1 klon chizig'iga, kartoshka barglaridan esa BR-1 qatoriga mansub edi (Suassuna va boshq., 2004). Florida shtatida (AQSh) 1994 yildan buyon kartoshkada US-90 kloni hukmronlik qila boshladi (8% dan ortiq) va pomidorda US-11 va US-17 klonlari mavjud va ikkinchisining izolatlari kartoshkadan ko'ra pomidor uchun ko'proq tajovuzkor (Vaynartner) , Tombolato, 2004). Kartoshka va pomidor izolatlaridagi genotip chastotalarida (DNK barmoq izlari) sezilarli farqlar AQShda 1200-1989 yillarda to'plangan 1995 P. infestans shtammlari uchun o'rnatildi (Deahl va boshq., 1995).
AFLP usuli yordamida 74-1996 yillarda kartoshka va pomidor barglaridan yig'ilgan 1997 ta shtammni ajratish mumkin bo'ldi. Frantsiya va Shveytsariyada, 7 guruhda. Kartoshka va pomidor shtatlari aniq farq qilmagan, ammo "kartoshka" shtatlari "pomidor" larnikiga qaraganda genetik jihatdan xilma-xil bo'lgan. Birinchisi ettita klasterda, ikkinchisi esa faqat to'rttasida topilgan, bu ikkinchisining ko'proq ixtisoslashgan genomini ko'rsatadi (Knapova va Gisi, 2002).
6) Izolyatsiya mexanizmlari. Agar ikkita uy egasi o'simlik turidagi parazit populyatsiyasi ixtisoslashuvning "o'z" egasiga torayishiga qarab rivojlansa, populyatsiyalararo genetik almashinuvni oldini oladigan turli pre- va postmeiotik mexanizmlar paydo bo'ladi (Dyakov va Lekomtseva, 1984).
Bir nechta tadqiqotlar ota-ona shtammlari manbasining duragaylanish samaradorligiga ta'sirini o'rganib chiqdi. Ekvadorda Solanum jinsining turli turlaridan ajratilgan shtammlar kesib o'tilganda (Oliva va boshq., 2002), yovvoyi tungi uyqudan (EC-2 klon chizig'i) A2 juftlashuvchi turi bo'lgan shtammlar pomidor shtammlari bilan eng yomonini kesib o'tganligi aniqlandi (EC chizig'i). -3) va eng samarali kartoshka shtammlari bilan kesib o'tgan (EC-1).
Barcha duragaylarning patogen bo'lmaganligi aniqlandi. Mualliflarning ta'kidlashicha, gibridlanishning past foizli ulushi va duragaylarning patogenligini pasayishi populyatsiyalarning reproduktiv izolatsiyasining postmeiotik mexanizmlari bilan bog'liq.
Bagirova va boshqalarning tajribalarida (1998) ko'p miqdordagi kartoshka va pomidor shtammlari T0 va T1 irqlari xususiyatlari bilan kesib o'tilgan. Pomidordan ajratilgan T1xT1 shtammlarining eng unumdor xochlari (mikroskopning 36 ta oosporasi, oospora niholining 44%), eng kam samaradorligi turli xostlardan ajratilgan T0xT1 irqlari xochlari edi (kam miqdordagi rivojlanayotgan va unib chiqadigan oosporalar, abort va rivojlanmagan oosporalarning katta qismi) ... Kartoshkadan ajratilgan T0 irqining izolatlari orasidagi xochlarning samaradorligi oraliq edi. T0 poygasi shtammlarining asosiy qismi kartoshkaga ta'sir qilganligi sababli, u qishlashning ishonchli manbai - kartoshka tupiga ega, natijada kartoshkadan populyatsiya uchun yuqumli birliklarni qishlash kabi oosporalarning ahamiyati past. Moslashtirilgan "pomidor shakli" pomidorda oospora shaklida qishlashi mumkin (quyida ko'rib chiqing) va shuning uchun jinsiy jarayonning yuqori mahsuldorligini saqlaydi. T1 yuqori unumdorligi tufayli pomidorda birlamchi infektsiya uchun mustaqil imkoniyatga ega bo'ladi. Knapova va boshq. (Knapova va boshq., 2002) tomonidan olingan natijalarni xuddi shunday talqin qilish mumkin. Pomidor shtammlari bilan kartoshkadan ajratilgan shtammlarning xochlari eng ko'p oosporalar berdi - har kvadrat metr uchun 13,8. o'rta (5-19 tarqalishi bilan) va oosporalarning o'sishining oraliq foizi (6,3-0 tarqalishi bilan 24). Pomidordan ajratilgan shtammlarning kesishishi oosporalarning eng past foizini (7,6 gacha tarqalishi bilan 4), ularning unib chiqishining eng yuqori foizini (12) berdi. Kartoshkadan ajratilgan shtammlar orasidagi xochlar oraliq miqdordagi oosporalarni (10,8 yuqori ma'lumot tarqalishi bilan - 8,6-0) va oosporalarning unib chiqishi eng past foizini (30) berdi. Shunday qilib, kartoshkadan olingan shtammlar pomidornikiga qaraganda unumdorroq, ammo interpopulyatsiya xochlari intrapopulyatsiyadan yomonroq natija bermadi. Ehtimol, yuqoridagi ma'lumotlar bilan farqlar Bagirova va boshq. rus tadqiqotchilari yigirmanchi asrning 2,7-yillari boshlarida ajratilgan shtammlar bilan, shveytsariyalik tadqiqotchilar - 90-yillarning oxirida ajratilgan shtammlar bilan ishlagani bilan izohlanadi.
Kam unumdorlik uchun asos shtammlarning heteroploidiyasi bo'lishi mumkin. Agar jinsiy jarayon va oospore nasli bilan birlamchi infektsiya muntazam bo'lgan Meksika populyatsiyalarida P. Infestansning o'rganilgan shtammlarining aksariyati diploid bo'lsa, u holda qadimgi dunyo mamlakatlarida ploidiyaning intrapopulyatsiya polimorfizmi (di-, tri- va tetraploid shtammlari, shuningdek heteroploid yadroli heterokaryotik shtammlar) kuzatiladi. va har xil juftlashuv turlariga ega bo'lgan shtammlar, ya'ni. o'zaro serhosil, yadro ploidi bilan farq qiladi (Therrien va boshq., 1989, 1990; Whittaker va boshq., 1992; Ritch, Daggett, 1995). Anteridiya va oogoniyadagi yadrolarning xilma-xilligi unumdorlikning past bo'lishiga sabab bo'lishi mumkin.
Anastomozlar paytida gifalar orasidagi yadro almashinuviga kelsak, buni vegetativ nomuvofiqlik oldini oladi, bu esa jinssiz populyatsiyani ko'plab genetik jihatdan ajratilgan klonlarga bo'linadi (Poedinok va Dyakov, 1987; Gorbunova va boshq., 1989; Anikina va boshq., 1997b).
7) Populyatsiyalarning yaqinlashishi. Yuqorida keltirilgan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, "kartoshka" va "pomidor" P. infestans shtammlari o'rtasida duragaylash mumkin. Turli xil xostlarning o'zaro qayta infektsiyasi, agressivligi pasaygan bo'lsa ham.
1993 yilda qo'shni kartoshka va pomidor dalalaridan ajratilgan holda populyatsiya markerlarini o'rganish shuni ko'rsatdiki, pomidor barglaridan ajratilgan izolatlarning to'rtdan bir qismi qo'shni kartoshka maydonidan ko'chirilgan (Dolgova va boshq., 1997). Nazariy jihatdan, populyatsiyalarning ikkita xostdagi divergentsiyasi kuchayib, ixtisoslashgan intraspesifik shakllar paydo bo'lishiga olib keladi (f.sp. kartoshka va f.sp. pomidor), ayniqsa oospores o'simlik qoldiqlarida saqlanib qolishi mumkin deb taxmin qilish mumkin edi (Drenth va boshq., 1995 ; Bagirova, Dyakov, 1998) va pomidor urug'lari (Rubin va boshq., 2001). Binobarin, hozirgi vaqtda pomidor kartoshka ildiz mevalaridan mustaqil ravishda bahorni tiklash manbasiga ega.
Biroq, hamma narsa boshqacha sodir bo'ldi. Oosporalar bilan qishlash parazitga hayot tsiklining eng tor bosqichidan - tuproqdagi o'simliklarning monotsiklik bosqichidan qochishga imkon berdi, bu davrda parazitlik xususiyatlari pasayib, yozda politsiklik fazada asta-sekin tiklanadi.
Jadval 11. Virusli genlarning P. infestans shtammlarida kartoshka differentsiator navlariga chastotalari
Ishlab chiqaruvchi mamlakati | Izd | Shtatlardagi virusli genlarning o'rtacha soni | muallif | |
kartoshkadan | pomidordan | |||
Frantsiya | 1995 | 4.4 | 3.3 | Leberton va boshq., 1999 |
1996 | 4.8 | 3.6 | Leberton, Andrivon, 1998 yil | |
Frantsiya, Shveytsariya | 1996-97 | 6.8 | 2.9 | Knapova, Gisi, 2002 yil |
AQSh | 1989-94 | 5 | 4.8 | Goodwin va boshq., 1995 y |
AQSh, Zap. Vashington shahar | 1996 | 4.6 | 5 | Dorrance va boshq., 1999 |
1997 | 6.3 | 3.5 | " | |
Ekvador | 1993-95 | 7.1 | 1.3 | Oyarzun va boshq., 1998 y |
Isroil | 1998 | 7 | 4.8 | Cohen, 2002 |
1999 | 6 | 5.7 | " | |
2000 | 6.7 | 6.1 | " | |
Rossiya, Mosk. mintaqa | 1993 | 8.9 | 6.7 | Smirnov, 1996 yil |
Rossiya, turli mintaqalar | 1995 | 9.4 | 8 | Kozlovskaya va boshqalar. |
1997 | 9.2 | 9.2 | " | |
2000 | 8.7 | 4.8 | " |
Oosporalarni unib chiqadigan birlamchi zoosporangiya va zoosporalar parazitlik faolligini yuqori darajasiga ega, ayniqsa, agar oosporalar partenogenetik ravishda qarama-qarshi turdagi juftlik bilan shtammning feromonlari ta'sirida hosil bo'lgan bo'lsa. Shuning uchun oosporalar bilan zararlangan urug'lardan etishtirilgan pomidor ko'chatlaridagi yuqumli material pomidor uchun ham, kartoshka uchun ham juda patogen hisoblanadi.
Ushbu o'zgarishlar epidemiologik nuqtai nazardan quyidagi muhim o'zgarishlarda ifodalangan aholining yana bir qayta tuzilishiga olib keldi:
- Yuqtirilgan pomidor ko'chatlari kartoshkani birlamchi yuqtirishning muhim manbasiga aylandi (Filippov, Ivanyuk, shaxsiy xabarlar).
- Kartoshkada epifitotiyalar odatdagidan taxminan bir oy oldin, iyun oyidayoq kuzatila boshlandi.
- Kartoshka ekishida T1 irqining ulushi oshdi, bu ilgari u erda juda oz miqdorda uchragan (Ulanova va boshq., 2003).
- Pomidor barglaridan ajratilgan shtammlar endi kartoshka shtammlaridan virulentlik genlari kartoshka differentsiatorlarida farq qilmaydi va nafaqat pomidorda, balki kartoshkada ham tajovuzkorligi bilan "kartoshka" shtatlaridan ustun kela boshladi (Lavrova va boshq., 2003; Ulanova va boshq.). , 2003).
Shunday qilib, divergentsiya o'rniga populyatsiyalarning yaqinlashishi, ikkala turga nisbatan yuqori virulentligi va tajovuzkorligi bo'lgan ikkita mezbon o'simliklarda bitta populyatsiya paydo bo'ldi.
xulosa
Shunday qilib, 150 yildan ortiq vaqt davomida P. infestansini intensiv ravishda o'rganganiga qaramay, biologiyada, shu qatorda madaniy solanaceous o'simliklarning eng muhim kasalliklarini qo'zg'atuvchisi populyatsiyasi biologiyasida ko'p narsa noma'lum bo'lib qolmoqda. Hayotiy tsiklning individual bosqichlarining o'tishi populyatsiyalar tuzilishiga qanday ta'sir qilishi, agressivlik va zaharlanishning kanalizatsiya qilingan o'zgaruvchanligining genetik mexanizmlari, tabiiy populyatsiyalardagi reproduktiv va klon reproduktiv tizimlarning nisbati, vegetativ nomuvofiqlik qanday meros bo'lib o'tganligi, kartoshka va pomidorning ushbu ekinlarning asosiy infektsiyasida va ularning parazit populyatsiyasi tarkibiga ta'siri qanday. Hozirgacha parazitning agressivligini o'zgartirish yoki o'ziga xos bo'lmagan kartoshka qarshiligini yo'q qilishning genetik mexanizmlari kabi muhim amaliy masalalar hal qilinmagan. Kartoshkaning kech blightiga oid tadqiqotlarning chuqurlashishi va kengayishi bilan parazit tadqiqotchilar oldida yangi muammolarni keltirib chiqarmoqda. Shu bilan birga, eksperimental qobiliyatlarning yaxshilanishi, genlar va oqsillar bilan manipulyatsiyaga yangi uslubiy yondashuvlarning paydo bo'lishi bizni qo'yilgan savollarning muvaffaqiyatli echimiga umid qilishimizga imkon beradi.
Maqola "Kartoshkani himoya qilish" jurnalida chop etilgan (3 yil 2017-son)