Biologická ochrana rastlín. Vladimír Farkaš Chemický ústav SAV, Bratislava

Transkript

1 Biologická ochrana rastlín Vladimír Farkaš Chemický ústav SAV, Bratislava

2 Potato blight, Ireland (zemiaková pohroma)

3 Príznaky

4 Phytophtora infestans Mycélium a sporangiá

5 Masívne používanie chemických hnojív a pesticídov

6 Ohrozenie kvality životného prostredia

7 Alternatívy? 1. Odrody odolné voči chorobám (získané selekciou, krížením, genetickými manipuláciami) 2. Využitie biologických metód (mikroorganizmov) na skvalitnenie pôdy, prevenciu a ochranu rastlín

8 Biologická ochrana a prevencia alternatíva k chemickej ochrane rastlín Trichoderma

9 Mechanizmy mikrobiálneho antagonizmu 1. Súperenie o priestor a živiny 2. Mykoparazitizmus 3. Súperenie o Fe2+ (siderofóry) 4. Antibióza (Produkcia antibiotík, toxínov, toxických plynov) 5. Tvorba lytických enzýmov (proteázy, chitinázy, glukanázy)

10 Mykoparazitizmus Trichma Huba Trichoderma v interakcii s fytopatogénnou hubou Pythium

11 Účinok antibiotík, toxínov Normálne hýfy Hypervetvenie hýf a lýza

12 Interakcie (cross-talk) účastníkov Rastlina Patogén Antagonista

13 Patogén: Enzýmy (celulázy, pektinázy, xylanázy...) Perforácia BS -lýza (Fragmenty BS = elicitory) Rastlina: -Inhibítory hydroláz -Reparácia bunk. stien kalózou -Hydrolázy (chitináza) Fytoalexíny, (pevné a plynné) -Nekrotizácia buniek ( spálená zem ) -Indukovaná systémová rezistencia

14 Huba Trichoderma

15 Trichoderma harzianum Trichoderma atroviride Fruktifikačné štruktúry Spóry (konídie)

16 Charakteristika huby Trichoderma 1. Rozšírená v rhizosfére vo všetkých druhoch pôd a zemepisných pásmach 2. Kolonizuje korene rastlín (endofyt) 3. Antagonizuje väčšinu fytopatogénnych húb 4. Rozkladá rastlinnú biomasu (celulázy, xylanázy, pektinázy) 5. Produkuje látky stimulujúce rast rastlín (gibereliny) 6. Produkuje elicitory indukovanej systémovej rezistencie rastlín 7. Rozkladá rezíduá chemických látok v pôde bioremediácia)

17 Účinok celulázy Trichoderma na vlákna buničiny

18 Príprava antagonistov rodu Trichoderma Etapy: 1. Izolácia zo vzoriek pôdy, rozter 2.Testovanie účinnosti in vitro voči vybraným fytopatogénom 3. Rast na selektívnych médiách obsahujúcich bunkové steny patogéna (napr. Fusarium) 4. Laboratórna optimalizácia rôznych spôsobov sporulácie 5. Poloprevádzková produkcia inokúl (spór) 6. Laboratórne a poľné testy účinnosti

19 Stratégia prípravy aktívnych antagonistov

20 Izolácia z pôdy: 1. rozter

21 In vitro testovanie izolátutrichoderma voči vybraným fungálnym fytopatogénom F. eguisetum F. culmorum F. oxysporum Rh. solani Botrytis cinerea T. roseum F. graminis F. poae

22 Trichoderma sp. vs. Monilia fructigena

23 Prevencia rizománie cukrovej repy Korene Listy

24 Kauzatívny agens Elektrónová mikrofotografia častíc vírusu spôsobujúceho rizomániu repy

25 Vektor: huba Polymyxa betae Cystosorusy huby Polymyxa betae v koreňoch cukrovej repy

26 Testovanie izolátov Trichoderma pri ochrane korienkov repy voči Polymyxa betae, prenášačovi vírusu rizománie cukrovej repy (BNYVV) Mycélium a cystosorusy huby Polymyxa betae v koreňoch repy pestovanej v pôde infikovanej vírusom BNYVV. Mikrofotografia korienkov cukrovej repy, pestovanej v rovnakej pôde ošetrenej hubou Trichoderma resei. Cystosorusy nie sú prítomné.

27

28 Produkcia inokúl (spór) huby Trichoderma a. Submerzná kultivácia b. Polosuchá fermentácia c. Suchá fermentácia

29 Submerzná kultivácia v laboratórnom fermentore

30 Submerzná kultivácia v poloprevádzkovom merítku

31 Mycélium a chlamydospóry izolátu Trichoderma spp. I6-II v 3-dňovej submerznej kultivácii vo fermentore.

32 Suchá povrchová kultivácia

33 Kultivácia na tuhom substráte v mikroténových vreckách Pred inokuláciou Po 10 dňoch

34 Spórová suspenzia, 10 9 spór/ml

35 Využitie huby Trichoderma na prevenciu hubovitých chorôb (husto siate obilniny, repka, slnečnica, kukurica, zemiaky cukr. repa) proti hubám rodov Fusarium, Sclerotinium, Pythium, Rhizoctonia, Phytophtora, atď. Spôsoby aplikácie -Do pôdy pred sejbou (10 12 spór/ha = 10 4 spór/cm 2 ) -Do pôdy po zbere úrody, zaoranie -Morenie osiva -Postrekom na nadzemné časti rastlín (menej účinné)

36 Chemický ústav SAV, Bratislava Doc. Ing. Vladimír Farkaš, DrSc Ing. Lucia Michalisková-Jakubíková, PhD Ing. Marek Nemčovič, PhD Ľudmila Fischerová Ústav experimentálnej fytopatológie a entomológie SAV, Ivánka pri Dunaji RNDr. Valéria Šubíková, PhD Ing. Anton Janitor, PhD RNDr. Edita Kollerová T. Bohunická M. Viteková Výskumný ústav lesnícky, B. Štiavnica Ing. Andrej Kunca, PhD AZOTER, s. r. o., N. Zámky Ing. Pavol Klempa Ing. Arpád Pollák Riešitelia a spolupracovníci Ing. Roman Leontovič, PhD BIOMO, s. r. o., Trnava Ing. Jozef Drímal, PhD

37 Ďakujem za pozornosť!