CHOROBOTWÓRCZO IZOLATÓW PHYTOPHTHORA SPP. UZYSKANYCH Z CIEKÓW I ZBIORNIKÓW WODNYCH

Transkrypt

1 INFRASTRUKTURA I EKOLOGIA TERENÓW WIEJSKICH INFRASTRUCTURE AND ECOLOGY OF RURAL AREAS Nr 6/2011, POLSKA AKADEMIA NAUK, Oddzi w Krkowie, s Komisj Technicznej Infrstruktury Wsi Chorobotwórczo izoltów... Mgdlen Ptszek, Leszek B.Orlikowski, Aleksndr Trzewik, Teres Orlikowsk, Leszek Lenc CHOROBOTWÓRCZO IZOLATÓW PHYTOPHTHORA SPP. UZYSKANYCH Z CIEKÓW I ZBIORNIKÓW WODNYCH PATHOGENICITY OF PHYTOPHTHORA SPP. ISOLATES OBTAINED FROM WATERCOURSES AND WATER RESERVOIRS Streszczenie Bdno chorobotwórczo izoltów Phytophthor spp. uzysknych z cieków i zbiorników wodnych w stosunku do Ligustrum vulgre, Chmecypris lwsonin, Lvndul ngustifoli i Rhododendron sp. ród em izoltów by y 3 stwy zloklizowne n terenie szkó ek ozdobnych, 3 rzeki orz kn odwdnij cy w szkó ce. Wszystkie nlizowne izolty P. citrophthor i P. cinnmomi kolonizow y tknki testownych ro lin w wrunkch lbortoryjnych i szklrniowych. Nie stwierdzono ró nic w ptogeniczno ci izoltów z ro lin ywicielskich, w porównniu do kultur uzysknych z wody. S ow kluczowe: Phytophthor, izolty, ród wody, ro liny, chorobotwórczo Summry Pthogenicity of Phytophthor isoltes obtined from wter reservoirs nd wtercourses towrd Ligustrum vulgre, Chmecypris lwsonin, Lvndul ngustifoli nd Rhododendron sp. ws evluted. Tested isoltes were detected form 3 wter ponds situted in ornmentl nurseries, 3 rivers nd dringe cnl in nursery. All of nlysed isoltes of P. citrophthor nd P. cinnmomi colonized tested plnt tissues in the lbortory nd greenhouse conditions. There were no differences in pthogenicity of isoltes from host plnts in comprison to cultures from different wter sources. Key words: Phytophthor, isoltes, wter sources, ro liny, colonistion 187

2 Mgdlen Ptszek, Leszek B.Orlikowski, Aleksndr Trzewik, Teres Orlikowsk, Leszek Lenc WST P W osttnich ltch corz wi cej uwgi po wi c si wodzie, jko jednemu z istotnych róde wyst powni i rozprzestrzenini gtunków Phytophthor w rodowisku. Bker i Mtkin [1978] podj, e orgnizmy tworz ce zoosporngi i zoospory, w tym Pythium i Phytophthor, s njliczniej wyst puj cymi w wodzie czynnikmi chorobotwórczymi wielu gtunków ro lin. Wed ug Hong i Moormn [2005], wod u ywn do podlewni i sk on przez gtunki rodzju Phytophthor jest g ównym, je li nie jedynym, ród em tej grupy ptogenów w szkó kch, sdch czy wrzywnikch. Pierwsze wyniki bd, przeprowdzonych w Instytucie Sdownictw i Kwicirstw nd rol wody jko ród Phytophthor, wskz y n wyst pownie w ciekch i zbiornikch wodnych g ównie P. citricol [Orlikowski i in. 2007]. Dotychczs brkow o dnych o szkodliwo ci izoltów ró nych gtunków Phytophthor dl ro lin i jest to celem niniejszych bd. 188 METODYKA ród wody: Izolty Phytophthor uzyskno z 3 stwów zloklizownych n terenie szkó ek ro lin ozdobnych, kn u w szkó ce orz 3 rzek: Kurówki i Jsie c (przep ywj ce przez tereny ogrodnicze i rolnicze, miejscmi przez zgjniki) orz Okrzeszy, przep ywj cej przez tereny rolnicze i lsy. Wykrywnie Phytophthor w wodzie: do detekcji Phytophthor spp. u yto metod pu pkow [Orlikowski 2006] z zstosowniem li ci ró necznik odm. Nov Zembl. Do p dów ró necznik zwierj cych co njmniej 8 li ci, przywi zywno sznurek d ugo ci 4 m i pu pk wrzucno do wody ok. 2 m od brzegu. Po up ywie 4-6 dni pu pki wyjmowno i w plstikowych workch przewo ono do lbortorium. Li cie pu pkowe odk no i ich frgmenty wyk dno n po ywk PDA. Szlki inkubowno w oko o 25 o C w ci gu 48 h. Frgmenty kolonii, wyrstj cych wokó wy o onych skrwków, przeszczepino n skosy z po ywk PDA. Nst pnie kultury segregowno, oczyszczno i wybrne izolty reprezentcyjne Phytophthor spp. oznczno do gtunku n podstwie cech morfologicznych [Erwin, Ribeiro 1996] z wyniki identyfikcji potwierdzno stosuj c technik PCR [Trzewik i in. 2010]. Ocen chorobotwórczo ci wybrnych izoltów Phytophthor dl ro lin: do testów lbortoryjnych i szklrniowych u yto izolty P. cinnmomi i P. citrophthor pochodz ce z cieków orz zbiorników wodnych i dl porównni z ro lin ywicielskich. Chorobotwórczo bdnych kultur okre lno w stosunku do ró necznik, cyprysik, lwendy i ligustru. W wrunkch lbortoryjnych blszki li ciowe i frgmenty p dów, umieszczone w kuwetch wy o onych wilgotn bibu filtrcyjn i przykrytych nylonow sitk, inokulowno kr kmi po ywki przero ni tymi bdnymi ptogenmi [Orlikowski

3 Chorobotwórczo izoltów... Szkut 2002]. D ugo i rednic nekrozy mierzono w przedzile od 3-5 dni inkubcji w C. W do widczenich szklrniowych ro liny sdzono do substrtu torfowego, zk onego przez izolty Phytophthor [Orlikowski 1999]. W ci gu miesi c uprwy ocenino liczb zmierj cych ro lin. Do widczeni lbortoryjne i szklrniowe z o ono w uk dzie bloków kompletnie losownych, w 4 powtórzenich, po 5 ro lin lub ich frgmentów. WYNIKI BADA I ICH OMÓWIENIE Chorobotwórczo izoltów Phytophthor cinnmomi. Chmecypris lwsonin. Wszystkie bdne izolty kolonizow y li cie i frgmenty p dów cyprysik Lwson (rys. 1). Nekroz rozwij si n wierzcho kch p dów cyprysik niezle nie od izoltu u ytego do inokulcji. Nie stwierdzono istotnych ró nic w wielko ci nekrozy zrówno po 3, jk i 7 dnich od inokulcji tknek przez testowne izolty (rys. 1). 3 dni/3 dys 5 dni/5 dys D ugo nekrozy [mm]/length of necrosis [mm] Chmecypris lwsonin rzek/river Jsieniec rzek/river Kurówk rzek/river Okrzesz ród o izoltów/sources of isoltes stw/wter pond PD Uwg: rednie w s upkch, oznczone t sm liter, nie ró ni si istotnie (5%) wg. testu Duncn; Mens in columns, followed by the sme letter, do not differ t 5% of significnce cc. to Duncn s multiple rnge test Rysunek 1. Kolonizcj wierzcho kowych cz ci p dów cyprysik Lwson przez izolty Phytophthor cinnmomi Figure 1. Colonistion of top prts of shoots of Lwson cypress by Phytophthor cinnmomi isoltes Lvndul ngustifoli. W do widczeniu szklrniowym, po 3 tygodnich od sdzeni ro lin do zk onego pod o, wszystkie izolty powodow y zmiernie lwendy, le kultur z rzeki Jsieniec spowodow wi dni cie i zmiernie oko o 4/5 ro lin, podczs gdy izolt z ro liny ywicielskiej tylko 2/5 ro lin (tb. 1). 189

4 Mgdlen Ptszek, Leszek B.Orlikowski, Aleksndr Trzewik, Teres Orlikowsk, Leszek Lenc Tbel 1. Wp yw ró nych izoltów Phytophthor cinnmomi n rozwój zgnilizny p dów lwendy; liczb por onych ro lin (n=5) Tble 1. Influence of different Phytophthor cinnmomi isoltes on the development of stem bse rot of Lvndul ngustifoli; number of disesed plnts (n=5) ród o izoltu Dni od sdzeni / Dys fter plnting Source of isoltes 1 3 Lvndul ngustifoli 0,8 b 2,0 b rzek/river Jsieniec 2,5 c 3,5 c rzek/river Okrzesz 0 0,8 stw/wter pond PD 1,0 b 2,0 b Uwg: rednie w kolumnch, oznczone t sm liter, nie ró ni si istotnie (5%) wg. testu Duncn; Mens in columns, followed by the sme letter, do not differ t 5% of significnce cc. to Duncn s multiple rnge test Rhododendron sp. W do widczeniu lbortoryjnym z ró necznikiem odm. Nov Zembl 7 testownych izoltów P. cinnmomi zsiedl o blszki li ciowe i p dy tej ro liny. Ró nice sttystyczne w tempie kolonizcji by y niewielkie. Izolt z rzeki Okrzesz powodow niezncznie szybszy rozwój nekrozy n blszkch li ciowych, ni eli inne kultury P. cinnmomi (rys. 2). Z kolei w testch szklrniowych njmniejsz liczb ro lin z objwmi chorobowymi po 4 tygodnich od ich sdzeni, obserwowno w pod o ch inokulownych kulturmi P. cinnmomi ze stwu PD ro lin ozdobnych orz kn u C, do którego sp yw ndmir wody ze szkó ki (tb. 2). blszki li ciowe/lef bldes p dy/stems D ugo / rednic nekrozy [mm]/length/dim of necroses [mm] b rzek/river Jsieniec -c -c rzek/river Kurówk c -c rzek/river Okrzesz bc -c -c stw/wter Rhododendron pond PD sp. ród o izoltów/source of isoltes Uwg: rednie w s upkch, oznczone t sm liter, nie ró ni si istotnie (5%) wg. testu Duncn; Mens in columns, followed by the sme letter, do not differ t 5% of significnce cc. to Duncn s multiple rnge test 190 Rysunek 2. Wspó zle no pomi dzy ród em izoltów Phytophthor cinnmomi, kolonizcj blszek li ciowych i p dów ró necznik Figure 2. Reltionship between source of Phytophthor cinnmomi isoltes nd colonistion of Rhododendron sp. lef bldes nd stem prts

5 Chorobotwórczo izoltów... Tbel 2. Wspó zle no pomi dzy izoltmi Phytophthor cinnmomi z wody, rozwojem nekrozy n ró necznikch; liczb por onych ro lin (n=5) Tble 2. Reltionship between Phytophthor cinnmomi isoltes from wter nd necroses development on Rhododendron sp.; number of disesed plnts (n=5) ród o izoltów Tygodnie od sdzeni / Weeks fter plnting Source of isoltes 1 4 rzek Jsieniec 2,5 cd 4,3 c rzek Kurówk 1,8 bc 4,0 c rzek Okrzesz 0 4,0 c kn C w szkó ce 0,3 1,8 b stw PD w szkó ce 0,8 b 1,0 stw D w szkó ce 3,3 d 5,0 c Rhododendron sp. 2,0 b-d 3,8 c Uwg: rednie w kolumnch, oznczone t sm liter, nie ró ni si istotnie (5%) wg. testu Duncn; Mens in columns, followed by the sme letter, do not differ t 5% of significnce cc. to Duncn s multiple rnge test Chorobotwórczo izoltów Phytophthor citrophthor Ligustrum vulgre. Testowne izolty kolonizow y tknki ligustru, przy czym nekroz rozwij si istotnie szybciej n frgmentch p dów ni eli n blszkch li ciowych. Istotnie njszybszy rozwój nekrozy obserwowno n tknkch zinokulownych izoltem P. citrophthor z rzeki Kurówki (rys 3). blszki li ciowe/lef bldes p dy/stems 30 d d d e D ugo / rednic nekrozy [mm]/length/dim of necroses [mm] Ligustrum vulgre b kn /cnl C stw/wter pond C2 ród o izoltów/sources of isoltes b c rzek/river Kurówk Uwg: rednie w s upkch, oznczone t sm liter, nie ró ni si istotnie (5%)wg testu Duncn; Mens in columns, followed by the sme letter, do not differ t 5% of significnce cc. to Duncn s multiple rnge test Rysunek 3. Wspó zle no pomi dzy izoltmi Phytophthor citrophthor z wody kolonizcj li ci i cz ci p dów ligustru po 4 dnich od inokulcji Figure 3. Reltionship between Phytophthor citrophthor isoltes from wter nd colonistion of Ligustrum vulgre leves nd stem prts 4 dys fter inocultion 191

6 Mgdlen Ptszek, Leszek B.Orlikowski, Aleksndr Trzewik, Teres Orlikowsk, Leszek Lenc W Polsce zgdnieniem chorobotwórczo ci izoltów Phytophthor z ró nych gtunków ro lin orz z wody zj to si przed kilku lty. Powodem zpocz tkowni tkich bd by y obserwcje zmierj cych wierzcho ków p dów ywotnik, ó kni ci p dów bukszpnu i plmisto ci li ci ró necznik, brdzo szybko rozszerzj ce si n c e blszki li ciowe, w komercyjnych szkó kch pojemnikowych ro lin ozdobnych [Orlikowski 2006]. Stwierdzono wówczs, i przyczyn choroby jest powszechnie wyst puj cy gtunek P. citricol, który w opisywnych bdnich izolowno z 3 zbiorników wodnych, usytuownych poni ej poziomu szkó ki, z których pobierno wod do zrszni ro lin. Z wyników bd opublikownych przez utor wynik, e wod wykorzystywn do podlewni ro lin by potencjlnym ród em Phytophthor w szkó ce i przyczyn zmierni omwinych ro lin. Wspomniny gtunek izolowno równie w 2007 roku z 4 rzek, 2 zbiorników wodnych i kn u meliorcyjnego. Stosownie do podlewni wody ze zbiornik w szkó ce sk onej zrodnikmi P. citricol, spowodow o pojwienie si objwów zrzy wierzcho ków p dów [Orlikowski i in. 2007]. W bdnich Orlikowskiego i in. [2010] testowno ptogeniczno P. citricol w stosunku do 4 gtunków ro lin. Ró neczniki orz olsz okz y si njbrdziej wr liwymi ro linmi n tego ptogen. Innym gtunkiem tego rodzju, wykrytym w 2 bdnych rzekch, by P. rmorum. Izolty tego gtunku uzyskne z rzek Rwki i Ner kolonizow y tknki 12 bdnych gtunków ro lin, przy czym njbrdziej wr liwymi okz y si ró neczniki i lilk, njmniej wierzb iw i cis [Orlikowski i in. 2007]. Wiele witowych doniesie o wyst powniu Phytophthor spp. w wodzie dotyczy obiektów z zmkni tym obiegiem wody. W szkó kch ndmir wody sp ywj cy z kontenerowni gromdzony jest w zbiorniku i uzupe niny wod z rzeki lub studni g binowych, nst pnie ponownie wykorzystywny do podlewni [Bush i in. 2003]. G ównym ryzykiem zwi znym z wykorzystniem systemu z zmkni tym obiegiem wody jest mo liwo rozprzestrzenini ptogenów, g ównie rodzju Phytophthor, które dostj si do wody wrz z resztkmi pod o i frgmentmi li ci. Przy powtórnym u yciu znieczyszczonej wody, dochodzi do infekcji kolejnych, zdrowych ro lin [Bush i in. 2003, Orlikowski 2006]. O wyst powniu i szkodliwo ci gtunków Phytophthor omwinych w niniejszej prcy dowodz bdni Klotz i in. [1959], którzy wykrywli P. citrophthor w kn ch i zbiornikch sk d pobierno wod do nwdnini drzew cytrusowych w po udniowej Klifornii. Z kolei Thomson i Allen [1974] izolwli ten gtunek ze zbiornik wykorzystywnego do oczyszczni wody stosownej do podlewni uprw cytrusowych. Gtunek ten powodow typowe objwy gumozy orz br zow zgnilizn p dów, korzeni i owoców ro lin. Wyniki bd przeprowdzonych przez McDonld i in. [1994] wykz y njcz stsze wyst pownie P. citrophthor, nst pnie, P. citricol, P. cinnmomi w zbiornikch wodnych 3 klifornijskich szkó ek, gdzie gromdzono sp ywj cy z nich ndmir wody. P. cinnmomi izolowno równie ze 192

7 Chorobotwórczo izoltów... strumieni, zbiorników wodnych i kn ów odprowdzj cych ndmir wody ze szkó ki urwinowej. Przedstwione dne orz uzyskne wyniki bd nd chorobotwórczo ci izoltów Phytophthor z wody wskzuj n brdzo du e zgro enie ró nych gtunków ro lin w szkó kch, jk równie dziko rosn cych wzd u cieków wodnych orz n wod jko istotne ród o tych ptogenów. WNIOSKI 1. Stwierdzono ptogeniczno kultur Phytophthor cinnmomi z 3 rzek, 2 stwów i kn u odwdnij cego w stosunku do cyprysik Lwson, lwendy i ró necznik 2. Izolty Phytophthor citrophthor z rzeki, stwu i kn u w szkó ce kolonizow y blszki li ciowe i frgmenty p dów ligustru 3. Uzyskne wyniki potwierdzj istniej ce ju dne wskzuj ce n wod jko ród o Phytophthor spp. BIBLIOGRAFIA Bker K.F., Mtkin O.A. Detection nd control of pthogens in wter. Ornmentls Northwest. 1978, Apr-My: Bush E.A. Hong C.X., Stromberg E.L. Fluctutions of Phytophthor nd Pythium spp. in components of recycling irrigtion system. Plnt Dis. 87, 2003, s Erwin D.C., Ribeiro O.K. Phytophthor diseses worldwide. APS Press, St. Pul Minnesot. 1996, 562 pp. Hong C.X., Moormn G.W. Plnt pthogens in irrigted wter: chllenges nd opportunities. Criticl Rev. in Pl. Sci.,24, 2005, s Klotz L. J., Wong P. P., DeWolfe T. A. Survey of irrigtion wter for the presence of Phytophthor spp. pthogenic to citrus. Plnt Dis. Rep. 43, 1959, s McDonld J.D., Ali- Shtyeh M.S., Kbshim J. Occurrence of Phytophthor species in recirculted nursery irrigtion effluents. Plnt Dis. 78, 1994, s Orlikowski L.B. Selective medium for the evlution of biocontrol gents efficcy in the control of soil-borne pthogens. Bull. Pol. Acd. Sci., Biol. Sci. 47, 1999, s Orlikowski L.B. Reltionship between source of wter used for plnt sprinkling nd occurrence of Phytophthor shoot rot nd tip blight in continer-ornmentl nurseries. J. Plnt Prot. Res. 46, 2006, s Orlikowski L.B., Trzewik A., Orlikowsk T. Wter s potentil source of Phytophthor citricol. J.Plnt Prot. Res., 47, 2007, s Orlikowski L.B., Ptszek M., Trzewik A., Orlikowsk T., Wojtkowsk M. Wyst pownie Phytophthor spp. w wodzie i chorobotwórczo wybrnych izoltów Phytophthor citricol dl ro lin. Zesz. Probl. Post. Nuk Rol. 554, 2010, s Orlikowski L.B., Szkut G. First record of Phytophthor rmorum in Polnd. Phytopthol. Pol. 25, 2002, s Thomson S.V., Allen R.M.. Occurrence of Phytophthor species nd other potentil plnt pthogens in recycled irrigtion wter. Plnt. Dis. Reptr. 58, 1974, s Trzewik A. Ptszek M., Orlikowsk T., Orlikowski L.B. Wykorzystnie techniki PCR w identyfikcji Phytophthor do gtunku. Post. w Ochr. Ro./Prog. in Plnt Prot., 48, 2010, s

8 Mgdlen Ptszek, Leszek B.Orlikowski, Aleksndr Trzewik, Teres Orlikowsk, Leszek Lenc Bdni zost y sfinnsowne przez Ministerstwo Nuki I Szkolnictw Wy szego, decyzj Nr 475/N-COST/2009/0 Mgdlen Ptszek Leszek B. Orlikowski Aleksndr Trzewik Teres Orlikowsk Instytut Ogrodnictw Konstytucji 3-go Mj 1/3, Skierniewice Leszek Lenc Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy Kordeckiego 20, Bydgoszcz Recenzent: Prof. dr hb. Czes w Rzeknowski