Ս.Ն. Էլանսկի, Լ.Յու. Կոկաեւան, Ն.Վ. Statsyuk, Yu.T. Դյակով
Ներածություն
Oomycete Phytophthora infestans (մոնտ.) De Bary- ը `ուշ հիվանդության պատճառը` կարտոֆիլի և լոլիկի տնտեսապես ամենակարևոր հիվանդությունը, ավելի քան մեկուկես դար է գրավել է տարբեր երկրների հետազոտողների ուշադրությունը: XNUMX-րդ դարի կեսերին հանկարծակի հայտնվելով Եվրոպայում ՝ դա առաջացրեց կարտոֆիլի համաճարակ, որը մնացել է շատ սերունդների հիշողության մեջ:
Մինչ այժմ այն հաճախ անվանում էին «իռլանդական սովի սունկ»: Առաջին համաճարակներից գրեթե հարյուր տարի անց հայտնաբերվել է մեքսիկական վայրի կարտոֆիլի տեսակներ, որոնք դիմացկուն են ուշ հիվանդությունից, մշակվել են մշակովի կարտոֆիլով դրանց հատման մեթոդներ (Muller, 1935), և ստացվել են ուշ ուշակայուն սորտեր (Պուշկարև, 1937): Այնուամենայնիվ, դրանց առևտրային մշակումը սկսելուց անմիջապես հետո կուտակվեցին ուշ հիվանդության հարուցիչի ցեղեր, որոնք վիրուսային էին դիմացկուն սորտերի նկատմամբ: և վայրի մեքսիկական կարտոֆիլից սորտերի մեջ դիմադրության նոր գեների ներդրումը սկսեց արագորեն կորցնել արդյունավետությունը:
Միատարր (ուղղահայաց) դիմադրության օգտագործման անհաջողությունները բուծողներին ստիպում էին որոնել ոչ սպեցիֆիկ պոլիգենիկ (հորիզոնական) դիմադրության շահագործման ավելի բարդ եղանակներ: Վերջին տարիներին բարձր ագրեսիվ ցեղերը սկսել են կուտակվել մակաբույծի առանձին պոպուլյացիաների մեջ ՝ առաջացնելով նույնիսկ ոչ սպեցիֆիկ դիմադրության էրոզիա: Ֆունգիցիդներին դիմացկուն շտամների հայտնվելը խնդիրներ է առաջացրել կարտոֆիլից պաշտպանող քիմիական նյութերի օգտագործման մեջ:
Քիմիական կազմի, գերակառուցվածքի և նյութափոխանակության մեջ օոմիցետների և սնկերի միջև զգալի տարբերությունների պատճառով ֆունգիցիդները, հատկապես համակարգային, որոնք օգտագործվում են բույսերը սնկային հիվանդություններից պաշտպանելու համար, անարդյունավետ են օոմիցետների դեմ:
Հետևաբար, ուշ աղտոտվածությունից քիմիական պաշտպանության գործում օգտագործվել է գործողությունների լայն սպեկտրի շփման պատրաստուկներով բազմակի (մինչև 12 անգամ մեկ սեզոն կամ ավելի) ցողում: Հեղափոխական քայլ էր ֆենիլամիդների օգտագործումը, որոնք թունավոր են օոմիցետների համար և համակարգված տարածվում են բույսերի մեջ: Այնուամենայնիվ, դրանց լայն կիրառումն արագորեն հանգեցրեց սնկային պոպուլյացիաների դիմացկուն շտամների կուտակմանը (Davidse et al., 1981), ինչը զգալիորեն բարդացրեց բույսերի պաշտպանությունը: P. infestans- ը գործնականում բարեխառն գոտու միակ մակաբույծն է, որից վնասը, որից օրգանական գյուղատնտեսությունը չի կարող չեզոքացվել առանց պաշտպանության քիմիական միջոցների օգտագործման (Van Bruggen, 1995):
Վերոնշյալը բացատրում է այն մեծ ուշադրությունը, որը տարբեր երկրներից հետազոտողները տալիս են P. infestans- ի պոպուլյացիաների ուսումնասիրությանը, դրանց առատության դինամիկային և գենետիկական կազմին, ինչպես նաև փոփոխականության գենետիկական մեխանիզմներին:
R. INFESTANS– ի կյանքի ցիկլը
Oomycete Phytophthora infestans– ը զարգացնում է միջբջջային միկելիում ՝ կարտոֆիլի տերևների ներսում ՝ ավստրիայով: Սնուցելով տերեւի հյուսվածքները ՝ դա առաջացնում է մուգ բծերի առաջացում, որոնք թաց եղանակին դառնում են սեւ ու փչանում: Ուժեղ պարտությամբ ամբողջ տերևը սատկում է: Կերակրման մի ժամանակահատվածից հետո միկելիում ՝ սպորանգիոֆորների վրա, դուրս են գալիս աճեր, որոնք արտաքինով աճում են ստոմատների միջոցով: Թաց եղանակին նրանք սպիտակ ծաղկում են կազմում տերևների ներքևի մասի բծերի շուրջ: Սփորանգիոֆորների ծայրերում ձեւավորվում են կիտրոնաձև զոոսպորանգիաներ, որոնք կոտրվում և տեղափոխվում են անձրևաջրերի միջոցով (նկ. 1): Dropsրի կաթիլների մեջ ընկնելով կարտոֆիլի տերևի մակերևույթին ՝ սպորանգիան բողբոջում է 6-8 զոոսպորներով, որոնք շարժումից մի ժամանակ հետո կլորացվում են, պատվում պատյանով և բողբոջում են բողբոջային խողովակով: Outիլը ստոմատներից ներթափանցում է տերեւի հյուսվածքի մեջ: Որոշակի պայմաններում սպորանգիան կարող է աճող խողովակի մեջ աճել անմիջապես տերևային հյուսվածքի մեջ: Բարենպաստ պայմաններում վարակվելուց մինչև նոր սպորտաձևերի ձևավորումը ընդամենը 3-4 օր է:
Հողի վրա զտվելով և հողի միջով զտվելով, սպորանգիան ընդունակ է վարակել պալարները: Պահպանման ընթացքում ուժեղ տուժած պալարները փչանում են. թույլ ազդեցության դեպքում վարակը կարող է պահպանվել մինչև հաջորդ սեզոնը: Բացի այդ, ուշ աղիքի հարուցիչը կարող է ձմռանը պահպանվել օոսպորների (հաստ պատերով հանգստացող սեռական սպորներ) տեսքով ՝ բույսերի բեկորների և լոլիկի սերմերի հողում: Օոսպորները ձեւավորվում են բույսերի կենդանի օրգանների վրա, երբ տարբեր տեսակի զուգավորման շտամներ հանդիպում են ավելորդ խոնավության հետ: Գարնանը սեքսուալ սպորուլացիան ձեւավորվում է տնկված վարակված պալարների և օոսպորներով բույսերի մնացորդների վրա. Զոոսպորները մտնում են հող և առաջացնում բույսերի ստորին տերևների վարակ Որոշ դեպքերում միկելիումը կարող է աճել վարակված պալարից բույսի կանաչ մասի երկայնքով և սովորաբար հայտնվել ցողունի վերին մասում:
Օոմիցետների և սնկերի մեծ մասի միջև զգալի տարբերություն կայանում է նրանց կյանքի ցիկլում դիպլոֆազի գերակշռության մեջ `գամետիկ մեյոզով և զիգոտների (օոսպորների) բողբոջմամբ` առանց նվազեցման միջուկային մասնատման: Այս հատկությունը, գումարած երկբևեռ հետերոտալիզմը, որը փոխարինում է երկսեռությունը, կարծես հնարավորություն կտա օոմիցետներին կիրառել ավելի բարձր էվկարիոտների պոպուլյացիաների ուսումնասիրման համար մշակված մոտեցումները (պանմիքսիայի վերլուծություն և պոպուլյացիաների ստորաբաժանում, ներբանկային և միջբնակեցման գեների հոսքեր և այլն): Այնուամենայնիվ, երեք գործոններ թույլ չեն տալիս ամբողջովին փոխանցել այդ մոտեցումները P. infestans- ի պոպուլյացիաների ուսումնասիրության մեջ:
1. Հիբրիդային օոսպորների հետ մեկտեղ, պոպուլյացիայում ձեւավորվում են ինքնաբերական և պարթենոգենետիկ օոսպորներ (Fife and Shaw, 1992; Anikina et al., 1997a; Savenkova, Cherepnikoba-Anirina, 2002; Smirnov, 2003), և դրանց կազմավորման հաճախականությունը կարող է բավարար լինել ազդելու համար: թեստի արդյունքների վրա:
2. P. infestans- ում սեռական գործընթացն աննշան ներդրում է ունենում բնակչության թվաքանակի դինամիկայում, քանի որ բորբոսը բազմանում է հիմնականում վեգետատիվ սպորներով ՝ կազմելով սննդանյութերի վրա ավանդական մեթոդով զուգավորման տիպի վերլուծության արդյունքների ավելի քան 90% -ը: ... աճող սեզոն սեռական սպորուլյացիայի մի քանի սերունդ (պոլիկլիկ հիվանդության զարգացում): Օոսպորները կարևոր դեր են խաղում օրգանիզմի պահպանման գործում այն ժամանակահատվածում, երբ կանաչ բույսեր չկան (ձմռանը) և տնկիների առաջնային վարակում: Դրանից հետո, ամռան ընթացքում, տեղի է ունենում կլոնային վերարտադրություն և սեռական ռեկոմբինացիայի արդյունքում առաջացած անհատական կլոնների քանակի աճ կամ, ընդհակառակը, նվազում, ինչը հիմնականում որոշվում է ավելի հարմարեցվածների ընտրությամբ: Հետեւաբար, բնակչության մեջ առանձին կլոնների հարաբերակցությունը էպիֆիտոտիկայի սկզբում և վերջում կարող է բոլորովին այլ լինել:
3. Նկարագրված ցիկլը բնորոշ է P. infestans- ի բնիկ բնակչությանը իրենց հայրենիքում `Կենտրոնական Ամերիկայում: Աշխարհի այլ տարածքներում սեռական գործընթացը հայտնի չէր ավելի քան 100 տարի. Վարակված կարտոֆիլի պալարներում վեգետատիվ միկելիումը ձմռան փուլն էր: Կյանքի ցիկլը լիովին տհաճ էր, և տարածումը առանցքային բնույթ ուներ. Միայնակ վարակված տնկված պալարներից վարակը փոխանցվում էր տերևներին ՝ կազմելով հիվանդության առաջնային օջախներ, որոնք կարող էին միաձուլվել հիվանդության զանգվածային զարգացման ընթացքում:
Այսպիսով, որոշ շրջաններում կարող է լինել սեռական և անսեռ ցիկլերի փոփոխություն, իսկ մյուսներում ՝ միայն անսեռ ցիկլ:
P. INFESTANS- ի ծագումը
P. infestans- ը Եվրոպայում հայտնվեց XIX դարի առաջին կեսի վերջին: Քանի որ կարտոֆիլը հարավային Ամերիկայի հյուսիսարևելյան մասում է, ենթադրվում էր, որ մակաբույծը այնտեղից տեղափոխվել է Եվրոպա ՝ Չիլիի ջրիմուռի բումի ընթացքում: Այնուամենայնիվ, Մեքսիկայի Տոլուկա հովտում գտնվող Ռոկֆելլեր կենտրոնի կարտոֆիլի կայարանում կատարված ուսումնասիրությունները ստիպեցին վերանայել այս տեսակետը (Niederhauser, 1991, 1993):
1. Տոլուկա հովտում կարտոֆիլի տեղական պալարախտավոր տեսակները (Solanum demissum, S. bulbocastanum և այլն) ունեն ուղղաձիգ դիմադրության գեների տարբեր բազմություններ `զուգորդված ոչ սպեցիֆիկ դիմադրության բարձր մակարդակի հետ, ինչը ցույց է տալիս մակաբույծի հետ երկարատև համաեվոլյուցիա: Հարավային Ամերիկայի տեսակները, ներառյալ բերքի կարտոֆիլը, չունեն կայունության գեներ:
2. Տոլուկա հովտում կան A1 և A2 զուգակցման տիպերով մեկուսարաններ, որոնց արդյունքում լայն տարածում ունի P. infestans- ի խաչասեռ բնակչությունը. մինչ մշակված կարտոֆիլի հայրենիքում ՝ Հարավային Ամերիկայում, մակաբույծը տարածվում է կլոնալ եղանակով:
3. Տոլուկա հովտում ամեն տարի տեղի է ունենում ուշ հիվանդության համաճարակներ: Ուստի Հյուսիսային Ամերիկայի հետազոտողների շրջանում (Քորնելի համալսարան) հաստատվում է կարծիքը Mesoamerica- ի (Կենտրոնական Ամերիկա) ՝ որպես կարտոֆիլի ֆիտոֆթորայի ծննդավայրի մասին (Goodwin et al., 1994):
Հարավային Ամերիկայի հետազոտողները չեն կիսում այս կարծիքը: Նրանք կարծում են, որ մշակված կարտոֆիլն ու դրա մակաբույծ P. infestans- ը ունեն ընդհանուր հայրենիք ՝ հարավամերիկյան Անդերը: Նրանք իրենց տեսակետը հաստատեցին միտոքոնդրիալ գենոմի (mtDNA) և RAS և β- տուբուլինի միջուկային գեների ԴՆԹ պոլիմորֆիզմների վերլուծության մոլեկուլային ուսումնասիրությունների միջոցով (Gomez-Alpizar et al., 2007): Նրանք ցույց տվեցին, որ աշխարհի տարբեր մասերից հավաքված շտամները բխում են երեք տարբեր տոհմական գծերից, որոնք (երեքն էլ) հայտնաբերված են Հարավային Ամերիկայի Անդերում: Անդյան հապլոտիպերը երկու տողերի հետնորդներ են. Ամենահին mtDNA տոհմի մեկուսարանները հայտնաբերվում են վայրի Solanaceae- ում `Էկվադորի Anarricomenum հատվածից, մինչդեռ երկրորդ գծի մեկուսացումները տարածված են կարտոֆիլի, լոլիկի և վայրի գիշերային ստվերների վրա: Toluca- ում նույնիսկ հազվագյուտ հապլոտիպերը սերվում են միայն մեկ տոհմից. Toluca շտամների գենետիկ փոփոխականությունը (որոշ փոփոխական տեղանքների ցածր ալելային հաճախականություն) հուշում է հիմնարար ազդեցության մասին, որը պայմանավորված է վերջին դրեյֆով:
Բացի այդ, Անդերում հայտնաբերվել է P. andina նոր տեսակ, որը մորֆոլոգիապես և գենետիկորեն նման է P. infestans– ին, ինչը, ըստ հեղինակների, մատնանշում է Անդերը ՝ որպես Phytophthora սեռի տեսակների սպեցիֆիկացման թեժ կետ: Վերջապես, Եվրոպայում և ԱՄՆ-ում, P. infestans- ի բնակչությունը ներառում է երկու Անդյան տոհմը, իսկ Տոլուկայում `միայն մեկը:
Այս հրատարակությունը արձագանքեց տարբեր երկրների մի խումբ հետազոտողների, ովքեր մեծ փորձարարական աշխատանք կատարեցին նախորդ ուսումնասիրությունը վերանայելու համար (Goss et al., 2014): Այս աշխատանքում, նախ, ԴՆԹ պոլիմորֆիզմներն ուսումնասիրելու համար օգտագործվել են ավելի տեղեկատվական միկրոարբանյակային ԴՆԹ-ի հաջորդականություններ. երկրորդ ՝ կլաստերիզմի, միգրացիոն ուղիների, բնակչության տարաձայնությունների ժամանակի և այլնի վերլուծության համար: օգտագործվել են ավելի առաջադեմ մոդելներ (F- վիճակագրություն, բեյզյան մերձեցումներ և այլն), և, երրորդ, օգտագործվել է ոչ միայն Անդյան P. andina տեսակի հետ, որում հաստատվել է հիբրիդային բնույթ (P. infestans x Phytophthora sp.) , ինչպես նաև մեքսիկական էնդեմիկ տեսակների P. mirabilis, P. Ipomoeae և Phytophthora Phaseoli - նույն կլեյդին պատկանող P. infestans գենետիկորեն մոտ (Kroon et al., 2012): Այս վերլուծությունների արդյունքում միանշանակ ցույց տվեց, որ ուսումնասիրության մեջ ներգրավված Phytophthora սեռի բոլոր տեսակների ֆիլոգենետիկ ծառի արմատային մասը, բացառությամբ հիբրիդային P. andina- ի, պատկանում է մեքսիկական շտամներին, և միգրացիոն հոսքն ուղղություն ունի Մեքսիկա - Անդեր, և ոչ հակառակը, և դրա սկիզբը համընկնում է եվրոպականին: Նոր աշխարհի գաղութացում (300-600 տարի առաջ): Այսպիսով, կարտոֆիլի պարտության համար մասնագիտացված P. infestans տեսակների առաջացումը տեղի է ունեցել պալարային գիշերային ստվերների ձեւավորման երկրորդական գենետիկ կենտրոնում, այսինքն. Կենտրոնական Ամերիկայում:
P. INFESTANS– ի գենոմ
2009 թ.-ին գիտնականների միջազգային խումբը դասավորեց P infestans- ի ամբողջական գենոմը (Haas et al, 2009), որի չափը 240 ՄԲ էր: Սա մի քանի անգամ ավելին է, քան սերտորեն առնչվող P. sojae (95 Մբ) տեսակների մոտ, որոնք առաջացնում են սոյայի հատիկների արմատային փչացում և P. Ramorum (65 Մբ) ՝ ազդելով ծառի այնպիսի արժեքավոր տեսակների վրա, ինչպիսիք են կաղնին, հաճարենին և որոշ այլ տեսակներ: Ձեռք բերված տվյալները ցույց տվեցին, որ գենոմը պարունակում է կրկնվող հաջորդականությունների մեծ թվով օրինակներ `74%: Գենոմը պարունակում է 17797 սպիտակուցային կոդավորող գեներ, որոնց մեծ մասը բջիջների գործընթացներում ներգրավված գեներ են, ներառյալ ԴՆԹ վերարտադրությունը, սպիտակուցների արտագրումը և թարգմանությունը:
Phytophthora սեռի գենոմների համեմատությունը ցույց տվեց գենոմի անսովոր կազմակերպություն, որը բաղկացած է պահպանված գեների հաջորդականությունների բլոկներից, որոնցում գենի խտությունը համեմատաբար բարձր է և կրկնվող հաջորդականությունների պարունակությունը համեմատաբար ցածր է, և առանձին շրջաններ ՝ ոչ պահպանված գենային հաջորդականությամբ, ցածր գենի խտությամբ և կրկնվող շրջանների մեծ պարունակությամբ: Պահպանողական բլոկներին բաժին է ընկնում P. infestans սպիտակուցային կոդավորող բոլոր գեների 70% -ը (12440): Պահպանողական բլոկների շրջանակներում գեները սովորաբար սերտորեն տարածվում են միջերկրածովային միջին հեռավորության վրա `604 bp: Պահպանողական բլոկների միջև ընկած հատվածներում միջգենային հեռավորությունն ավելի մեծ է (3700 bp) ՝ կրկնվող տարրերի խտության աճի պատճառով: Արագ զարգացող էֆեկտորների արտազատման գեները տեղակայված են գեներով աղքատ շրջաններում:
P. Infestans գենոմի հաջորդականության վերլուծությունը ցույց տվեց, որ գենոմի մոտավորապես մեկ երրորդը պատկանում է շարժական տարրերին: P. infestans գենոմը տրանսպոզոնների զգալիորեն տարբեր ընտանիքներ է պարունակում, քան մյուս հայտնի գենոմները: P. infestans տրանսպոսոնների մեծ մասը պատկանում է գնչուների ընտանիքին:
Պաթոգենեզում ներգրավված հատուկ գեների մեծ թվով ընտանիքներ հայտնաբերվել են P. infestans գենոմում: Դրանց զգալի մասը կոդավորում են էֆեկտոր սպիտակուցները, որոնք փոխում են ընդունող բույսի ֆիզիոլոգիան և նպաստում դրա վարակմանը: Դրանք պատկանում են երկու լայն կատեգորիաների. Ապոպլաստիկ էֆեկտորներ, որոնք գործում են միջբջջային տարածություններում (ապոպլաստներ) և ցիտոպլազմային էֆեկտորներ, որոնք բջիջներ են մտնում ձոստրիայի միջոցով: Ապոպլաստիկ էֆեկտորները ներառում են գաղտնի հիդրոլիտիկ ֆերմենտներ ՝ պրոտեազներ, լիպազներ և գլիկոսիլազներ, որոնք ոչնչացնում են բուսական բջիջները. ընդունող բույսերի պաշտպանական ֆերմենտների ինհիբիտորները, և նեկրոզացնող տոքսինները, ինչպիսիք են Nep1- ի նման սպիտակուցները (NPLs) և Pcf- ի նման փոքր ցիստեինով հարուստ սպիտակուցները (SCR):
P. infestans էֆեկտոր գեները բազմաթիվ են և սովորաբար ավելի մեծ են, քան ոչ պաթոգեն գեները: Առավել հայտնի են ցիտոպլազմային էֆեկտորները RXLR և Crinkler (CNR): Օոմիցետների բնորոշ ցիտոպլազմային էֆեկտորները RXLR սպիտակուցներն են: Մինչ այժմ հայտնաբերված RXLR էֆեկտորների բոլոր գեները պարունակում են Arg-XLeu-Arg ամիներմինալ խումբ, որտեղ X- ը ամինաթթու է: Ուսումնասիրության արդյունքում առաջարկվել է, որ P. infestans գենոմում կան 563 RXLR գեներ, ինչը 60% -ով ավելին է, քան P. sojae- ում և P. ramorum- ում: P. infestans գենոմում RXLR գեների մոտավորապես կեսը բնորոշ է տեսակներին: RXLR էֆեկտորներն ունեն հաջորդականությունների լայն տեսականի: Նրանց մեջ հայտնաբերվել է մեկ մեծ և 150 փոքր ընտանիք: Ի տարբերություն հիմնական պրոտեոմի, RXLR էֆեկտոր գեները սովորաբար տեղակայված են գենոմի աղքատ գեներով և կրկնակի հարուստ շրջաններում: Այս շրջանների դինամիզմը որոշող շարժական տարրերը նպաստում են այս գեների ռեկոմբինացիային:
Բջջային հյուսվածքի նեկրոզի պեպտիդները կոդավորող P. infestans գրառումների մեջ ի սկզբանե հայտնաբերվել են ցիտոպլազմային CRN էֆեկտորները: Նրանց հայտնաբերումից ի վեր քիչ բան է հայտնի դարձել այդ էֆեկտորների ընտանիքի մասին: P. Infestans գենոմի վերլուծության արդյունքում հայտնաբերվել է 196 CRN գեների հսկայական ընտանիք, որը զգալիորեն ավելի մեծ է, քան P. sojae (100 CRN) և P. ramorum (19 CRN): RXLR- ների նման, CRN- ն էլ մոդուլային սպիտակուցներ են և բաղկացած են խիստ պահպանված N- վերջավոր LFLAK տիրույթից (50 ամինաթթու) և հարակից DWL տիրույթից, որոնք պարունակում են տարբեր գեներ: CRN- ների մեծ մասը (60%) ունեն ազդանշանային պեպտիդ:
Ուսումնասիրվել է ընդունող բույսի բջջային պրոցեսները խաթարելու տարբեր CRN- ների հնարավորությունը: Բույսերի նեկրոզի վերլուծության ժամանակ CRN2 սպիտակուցների հեռացումը հնարավորություն տվեց բացահայտել 234 ամինաթթուներից բաղկացած C- վերջավոր շրջանը (դիրքեր 173-407, DXG տիրույթ) և առաջացնելով բջիջների մահ: P. infestans CRN գեների վերլուծությունը ցույց է տվել չորս տարբեր C- վերջավոր շրջաններ, որոնք նույնպես բջջային մահ են առաջացնում բույսի ներսում: Դրանք ներառում են նոր հայտնաբերված DC տիրույթները (P. Infestans- ն ունի 18 գեներ և 49 կեղծ ֆիրմաներ), ինչպես նաև D2 (14 և 43) և DBF (2 և 1) տիրույթները, որոնք նման են սպիտակուցային կինազներին: Բույսում արտահայտված CRN տիրույթների սպիտակուցները պահպանվում են (ազդանշանային պեպտիդների բացակայության դեպքում) բուսական բջիջում և խթանում բջիջների մահը ներբջջային մեխանիզմով: CRN տիրույթ պարունակող ևս 255 հաջորդականություն, ամենայն հավանականությամբ, չի գործում որպես գեներ:
RXLR և CRN էֆեկտորների գեների ընտանիքների քանակի և չափի աճը, ենթադրաբար, պայմանավորված էր ոչ ալլալային հոմոլոգային ռեկոմբինացիայով և գենի կրկնօրինակմամբ: Չնայած այն հանգամանքին, որ գենոմը պարունակում է մեծ թվով ակտիվ շարժական տարրեր, էֆեկտոր գեների փոխանցման ուղղակի ապացույցներ դեռ չկան:
Բնակչության կառուցվածքի ուսումնասիրության մեջ օգտագործված մեթոդներ
Բնակչության գենետիկական կառուցվածքի ուսումնասիրությունը ներկայումս հիմնված է դրա բաղադրիչ շտամների մաքուր մշակույթների վերլուծության վրա: Բնակչության վերլուծությունը `առանց մաքուր մշակույթները մեկուսացնելու, նույնպես իրականացվում է հատուկ նպատակների համար, ինչպիսիք են, օրինակ, բնակչության ագրեսիվության ուսումնասիրությունը կամ դրանում ֆունգիցիդներին դիմացկուն շտամների առկայությունը (Ֆիլիպով և այլն, 2004 թ., Դերեվիգինա և այլք, 1999 թ.): Հետազոտության այս տեսակը ներառում է հատուկ մեթոդների օգտագործում, որոնց նկարագրությունը դուրս է գալիս այս վերանայման շրջանակից: Շտամների համեմատական վերլուծության համար օգտագործվում են մի շարք մեթոդներ ՝ հիմնված ինչպես ԴՆԹ կառուցվածքի վերլուծության, այնպես էլ ֆենոտիպիկ դրսեւորումների ուսումնասիրության վրա: Բնակչության համեմատական վերլուծությունը պետք է գործ ունեն մեկուսարանների մեծ քանակի հետ, ինչը որոշակի պահանջներ է դնում օգտագործվող մեթոդների վրա: Իդեալում, նրանք պետք է համապատասխանեն հետևյալ պահանջներին (Քուք, Լիս, 2004, Մյուլլեր, Վոլֆենբարգեր, 1999 թ.).
- լինեն էժան, հեշտ իրականացվող, ժամանակի զգալի ծախսեր չեն պահանջում, հիմնված լինեն ընդհանուր առմամբ հասանելի տեխնոլոգիաների վրա (օրինակ ՝ PCR);
- պետք է առաջացնի բավականաչափ մեծ թվով անկախ կոդոմինանտ նշիչի հատկություններ.
- ունեն բարձր վերարտադրելիություն.
- օգտագործել հետազոտվող հյուսվածքի նվազագույն քանակը.
- հատուկ լինեն սուբստրատին (մշակույթում առկա աղտոտվածությունը չպետք է ազդի արդյունքների վրա);
- չեն պահանջում վտանգավոր ընթացակարգերի և խիստ թունավոր քիմիական նյութերի օգտագործում:
Unfortunatelyավոք, վերը նշված բոլոր պարամետրերին համապատասխանող մեթոդներ չկան: Մեր ժամանակներում շտամների համեմատական ուսումնասիրության համար օգտագործվում են մեթոդներ, որոնք հիմնված են ֆենոտիպային հատկությունների վերլուծության վրա. Կարտոֆիլի և լոլիկի սորտերի (կարտոֆիլի և լոլիկի ցեղեր) virulence, զուգավորման տեսակը, պեպտիդազի և գլյուկոզա-6-ֆոսֆատային իզոմերազի իզոֆերմենտների սպեկտրները և ԴՆԹ կառուցվածքի վերլուծության վրա. Երկարության պոլիմորֆիզմ սահմանափակող ֆրագմենտ (RFLP), որը սովորաբար լրացվում է հիբրիդացման զոնդով RG 57, միկրոարբանյակային կրկնությունների վերլուծություն (SSR և InterSSR), պատահական սկզբնավորմամբ ուժեղացում (RAPD), սահմանափակող բեկորների ուժեղացում (AFLP), շարժական տարրերի հաջորդականության համահունչ նախաներկներով ուժեղացում (օրինակ ՝ Ինտեր SINE PCR), միտոքոնդրիումի ԴՆԹ հապլոտիպերի որոշում:
P. Infestans- ի հետ աշխատանքում օգտագործվող շտամների համեմատական ուսումնասիրության մեթոդների համառոտ նկարագրություն
Ֆենոտիպային մարկերային գծեր
«Կարտոֆիլի» ցեղեր
«Կարտոֆիլի» ցեղերը սովորաբար ուսումնասիրված և օգտագործվող նշաններ են: «Պարզ կարտոֆիլ» ցեղերն ունեն մեկ գեն `կարտոֆիլի վիրուսայնության համար,« բարդ »` առնվազն երկու: Բլեքը և ուրիշները (1953), ամփոփելով իրենց հասանելի բոլոր տվյալները, պարզեցին, որ ֆիտոֆթորայի ցեղն ի վիճակի է վարակել բույսերը P. infestans վիրուսային գենին / գեներին համապատասխանող դիմադրության գեով / գեներով և գտել 1, 2, 3 և 4 ցեղեր, որոնք վարակում են բույսերը: համապատասխանաբար R1, R2, R3 և R4 գեներով, այսինքն. մակաբույծի և տանտիրոջ փոխազդեցությունը տեղի է ունենում գենի համար գենի սկզբունքի համաձայն: Բացի այդ, Սևը, Gallegly- ի և Malcolmson- ի մասնակցությամբ, հայտնաբերեց R5, R6, R7, R8, R9, R10 և R11 դիմադրության գեները, ինչպես նաև համապատասխան ցեղերը (Black, 1954; Black & Gallegly, 1957; Malcolmson & Black, 1966; Malcolmson, 1970):
Տարբեր շրջաններից հարուցիչի ցեղային կազմի վերաբերյալ տվյալների լայն զանգված կա: Առանց այս տվյալների մանրամասն վերլուծության, մենք ցույց կտանք միայն ընդհանուր միտումը. Որտեղ օգտագործվել են նոր դիմադրողական գեներով սորտեր կամ դրանց համակցություններ, սկզբում նկատվել է ուշացած թուլացում, բայց հետո հայտնվել են համապատասխան վիրուսային գեների ցեղեր և ընտրվել, և վերսկսվել են վերջին հիվանդության բռնկումները: Առաջին 4 դիմադրողական գեների նկատմամբ հատուկ վիրուսայնություն (R1-R4) հազվադեպ էր նկատվում հավաքածուներում, որոնք հավաքվել էին մինչ այդ գեներով սորտերի մշակումը ներմուծումը, բայց վիրուսային շտամների քանակը կտրուկ աճեց, երբ հարուցիչը մակաբուծեց այս գեները կրող սորտերի վրա: Մինչդեռ 5-11 գեները բավականին տարածված էին հավաքածուներում (Shaw, 1991):
Աճող սեզոնի ընթացքում տարբեր ցեղերի հարաբերակցության ուսումնասիրությունը, որն իրականացվել է 1980-ականների վերջին, ցույց է տվել, որ հիվանդության զարգացման սկզբում բնակչության շրջանում գերակշռում են ցածր ագրեսիվությամբ և 1-2 վիրուսային գեներով կլոնները:
Հետագայում, ուշ փչոցի զարգացման հետևանքով, բուն կլոնների կոնցենտրացիան նվազում է, և բարձր ագրեսիվությամբ «բարդ» ցեղերի քանակը մեծանում է: Վերջինիս առաջացումը սեզոնի ավարտին հասնում է 100% -ի: Պալարները պահեստավորելիս նկատվում է ագրեսիվության նվազում և անհատական վիրուսային գեների կորուստ: Կլոնների փոխարինման դինամիկան կարող է առաջանալ տարբեր տեսակների մեջ ՝ տարբեր ձևերով (Ռիբակովա և Դյակով, 1990): Այնուամենայնիվ, 2000-2010 թվականների մեր ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին, որ բարդ ցեղերը հայտնաբերվում են էպիֆիտոտիկների հենց սկզբից և՛ կարտոֆիլից, և՛ լոլիկից մեկուսացված շտամների մեջ: Դա, հավանաբար, պայմանավորված է Ռուսաստանում P. Infestans- ի բնակչության թվաքանակի փոփոխությամբ:
1988-1995 թվականներին տարբեր շրջաններում բոլոր կամ գրեթե բոլոր վիրուսային գեների հետ «սուպերռեսների» առաջացման հաճախականությունը հասնում էր 70-100% -ի: Նման իրավիճակ է արձանագրվել, օրինակ, Բելառուսում, Լենինգրադի, Մոսկվայի մարզերում, Հյուսիսային Օսիայում և Գերմանիայում (Իվանիուկ և այլք, 2002 ա, 2002 բ. Պոլիտիկո, 1994; Շոբեր-Բուտին և ուրիշներ, 1995):
«Լոլիկ» մրցավազքեր
Լոլիկի սորտերում հայտնաբերվել է միայն ուշ գայթակղությանը դիմադրության 2 գեն `Ph1 (Gallegly & Marvell, 1955) և Ph2 (Al-Kherb, 1988): Ինչպես կարտոֆիլի ցեղերի դեպքում, լոլիկի և P. infestans- ի փոխազդեցությունը տեղի է ունենում գեն առ գեն հիմքի վրա: T0 ցեղը վարակում է սորտեր, որոնք չունեն դիմադրության գեներ (արդյունաբերականորեն օգտագործվող սորտերի մեծ մասը), T1 ցեղը վարակում է սորտեր Ph1 գենով (Օտտավա), իսկ T2 ցեղը վարակում է սորտեր Ph2 գենով:
Ռուսաստանում կարտոֆիլի վրա հայտնաբերվել է գրեթե բացառապես T0; Սեզոնի սկզբում T0- ը գերակշռում էր լոլիկի վրա, բայց հետագայում այն փոխարինվեց T1 մրցավազքով (Dyakov et al., 1975, 1994): 2000 թվականից հետո շատ բնակչության շրջանում կարտոֆիլի վրա T1- ը սկսեց առաջանալ էպիֆիտոտիկների հենց սկզբում: Միացյալ Նահանգներում կարտոֆիլի շտամները ոչ պաթոգեն էին լոլիկի, ինչպես նաև T0, T1 և T2 ցեղերի համար, մինչդեռ T1 և T2 գերակշռում էին լոլիկների վրա (Vartanian & Endo, 1985; Goodwin et al., 1995):
Atingուգավորման տեսակը
Ուսումնասիրությունն իրականացնելու համար անհրաժեշտ է ստուգիչ (հղումային) շտամներ `հայտնի զուգավորման տեսակների` A1 և A2: Փորձանման մեկուսացումը նրանց հետ զույգերով պատվաստվում է Petri ուտեստներում վարսակի ագարի միջավայրով: 10 օրվա ընթացքում ինկուբացիայից հետո թիթեղները հետազոտվում են շտամների շփման գոտում գտնվող միջավայրում օոսպորների առկայության կամ բացակայության համար: Կա 4 տարբերակ. Շտամը պատկանում է A1 զուգավորման տիպին, եթե այն կազմում է օոսպորներ A2 փորձարկչի հետ, A2- ին, եթե օոսպորներ է կազմում A1 փորձարկչի հետ, A1A2- ին, եթե ձևավորում է օսպորներ երկու փորձարկողների հետ, կամ ստերիլ է (00), եթե չի կազմում օոսպորներ առանց փորձարկողի (վերջին երկու խմբերը հազվադեպ են):
Matուգավորման տեսակները ավելի արագ որոշելու համար փորձեր են արվել հայտնաբերել գենոմի այն շրջանները, որոնք կապված են զուգավորման տեսակի հետ, նպատակ ունենալով դրանց հետագա օգտագործման համար որոշել զուգավորման տեսակը PCR- ով: Նման կայքի նույնականացման առաջին հաջող փորձերից մեկը կատարվել է ամերիկացի հետազոտողների կողմից (Judelson et al., 1995): Օգտագործելով RAPD մեթոդը ՝ նրանք կարողացան պարզել W16 շրջանը, որը զուգորդվում է զուգակցված տիպի երկու խաչաձեւ մեկուսացման սերունդների հետ և դրա ուժեղացման համար (W24-16 (1 '-AACACGCACAAGGCATATAAATGTA-5') և W3-16 (2 ' -GCGTAATGTAGCGTAACAGCTCTC-5 ') PCR արտադրանքի սահմանափակումից հետո HaeIII սահմանափակման ֆերմենտով հնարավոր է եղել առանձնացնել մեկուսարաններ A3 և A1 զուգակցման տեսակների հետ:
Կորեացի հետազոտողները ձեռնարկեցին զուգավորման տեսակները որոշելու PCR նշաններ ստանալու մեկ այլ փորձ (Kim, Lee, 2002): Նրանք հայտնաբերել են հատուկ ապրանքներ ՝ օգտագործելով AFLP մեթոդը: Արդյունքում, մշակվել են PHYB-1 (առաջ) (5'-GATCGGATTAGTCAGACGAG-3 ') և PHYB-2 (5'-GCGTCTGCAAGGCGCATTTT-3') մի զույգ նախաներկեր, ինչը թույլ է տալիս ընտրովի ուժեղացնել գենոմի շրջանը `կապված A2 զուգավորման տիպի հետ: Դրանից հետո նրանք շարունակեցին այս աշխատանքը և նախագծեցին 5 'AAGCTATACTGGGACAGGGT-3' (INF-1, առաջ) և 5'-GCGTTCTTTCGTATTACCAC-3 '(INF-2) նախաներկեր ՝ թույլ տալով Mat-A1 շրջանի ընտրովի ուժեղացում, զուգակցման տեսակ ունեցող շտամների բնութագրիչ Ա 1 Matուգակցման տեսակների PCR ախտորոշման օգտագործումը լավ արդյունքներ ցույց տվեց Չեխիայում (Mazakova et al., 2006), Թունիսում (Jmour, Hamada, 2006) և այլ մարզերում P. infestans- ի բնակչության ուսումնասիրության ժամանակ: Մեր լաբորատորիայում (Mytsa, Elansky, չհրապարակված) վերլուծվել են 34 P. P. infestans շտամներ, որոնք մեկուսացված են կարտոֆիլի և լոլիկի հիվանդ օրգաններից Ռուսաստանի տարբեր մարզերում (Կոստրոմա, Ռյազան, Աստրախան և Մոսկվայի մարզեր): Ավելի քան 90% -ից հատուկ նախածանցերի օգտագործմամբ PCR- ի վերլուծության արդյունքները համընկնում էին սննդային միջավայրի վրա ավանդական մեթոդով զուգավորման տեսակի վերլուծության արդյունքների հետ:
Աղյուսակ 1. Sib 1 կլոնի ներսում դիմադրության փոփոխականությունը (Elansky et al., 2001)
Նմուշների հավաքման վայրը | Վերլուծված մեկուսարանների քանակը | Sensitiveգայուն (S), թույլ դիմացկուն (SR) և դիմացկուն (R) շտամների քանակ, հատ (%) | ||
S | SR | R | ||
Գ.Վլադիվոստոկ | 10 | 1 (10) | 4 (40) | 5 (50) |
Գ. Չիտա | 5 | 0 | 0 | 5 (100) |
Իրկուտսկ | 9 | 9 (100) | 0 | 0 |
Գ. Կրասնոյարսկ | 13 | 12 (92) | 1 (8) | 0 |
Եկատերինբուրգ քաղաք | 15 | 8 (53) | 1 (7) | 6 (40) |
Օ. Սախալին | 66 | 0 | 0 | 66 (100) |
Օմսկի մարզ | 18 | 0 | 0 | 18 (100) |
Մետալաքսիլային դիմադրությունը ՝ որպես պոպուլյացիայի մարկեր
1980-ականների սկզբին տարբեր շրջաններում նկատվել են ուշ մարելու հզոր բռնկումներ, որոնք առաջացել են մետալաքսիլակայուն P. infestans շտամներից: Շատ երկրներում կարտոֆիլի ֆերմերային տնտեսությունները զգալի վնասներ են կրել (Dowley & O'Sullivan, 1981; Davidse et al., 1983; Derevyagina, 1991): Այդ ժամանակից ի վեր աշխարհի շատ երկրներում անցկացվել է P. infestans- ի պոպուլյացիաների ֆենիլամիդակայուն շտամների առաջացման մշտական մոնիտորինգ: Բացի ֆենիլամիդ պարունակող դեղամիջոցների օգտագործման հեռանկարների գործնական գնահատումից, պաշտպանական միջոցառումների համակարգի կառուցումից և epiphytoties- ի կանխատեսումից, այդ դեղերի նկատմամբ դիմադրությունը դարձել է այս պաթոգենի պոպուլյացիաների համեմատական վերլուծության համար լայնորեն օգտագործվող նշիչ հատկություններից մեկը: Այնուամենայնիվ, բնակչության համեմատական ուսումնասիրություններում մետալաքսիլին դիմադրության օգտագործումը պետք է իրականացվի `հաշվի առնելով այն փաստը, որ. 1 - դիմադրության գենետիկական հիմքը դեռ ճշգրիտ որոշված չէ, 2 - մետալաքսիլին դիմադրությունը ընտրովիորեն կախված հատկություն է, որը կարող է տարբեր լինել` կախված ֆենիլամիդների օգտագործումից, 3 `տարբեր մեկ կլոնային գծում մետալաքսիլային շտամների նկատմամբ զգայունության աստիճանը (աղյուսակ. 1):
Իզոզիմների սպեկտրներ
Իզոզիմային մարկերները սովորաբար անկախ են արտաքին պայմաններից, ցույց են տալիս Մենդելի ժառանգականությունը և գերակշռում են ՝ թույլ տալով տարբերակել հոմո- և հետերոզիգոտները: Սպիտակուցների օգտագործումը որպես գենային նշաններ հնարավորություն է տալիս բացահայտել ինչպես գենետիկական նյութի մեծ վերակազմակերպումները, ներառյալ քրոմոսոմային և գենոմային մուտացիաները, այնպես էլ ամինաթթուների առանձին փոխարինումները:
Սպիտակուցների էլեկտրաֆորետիկ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ֆերմենտների մեծ մասը գոյություն ունեն օրգանիզմներում `էլեկտրոֆորետիկ շարժունակությամբ տարբերվող մի քանի ֆրակցիաների տեսքով: Այս ֆրակցիաները տարբեր լոկուսների (իզոզիմներ կամ իզոզիմներ) կամ նույն լոկուսի տարբեր ալելների (ֆերոզիմներ կամ ալոենցիմներ) կողմից ֆերմենտների բազմակի ձևավորման կոդավորման արդյունք են: Այսինքն ՝ իզոզիմները մեկ ֆերմենտի տարբեր ձևեր են: Տարբեր ձևերն ունեն նույն կատալիտիկ ակտիվությունը, բայց փոքր-ինչ տարբերվում են պեպտիդում և լիցքավորված ամինաթթուների առանձին փոխարինումներով: Նման տարբերությունները բացահայտվում են էլեկտրոֆորեզի ժամանակ:
P. infestans շտամներն ուսումնասիրելիս օգտագործվում են երկու սպիտակուցների `պեպտիդազի և գլյուկոզա-6-ֆոսֆատային իզոմերազի իզոֆերմենտների սպեկտրները (այս ֆերմենտը մոնոմորֆ է Ռուսաստանի բնակչության շրջանում. Հետևաբար, դրա ուսումնասիրության մեթոդները ներկայացված չեն այս աշխատանքում): Էլեկտրական դաշտում դրանք իզոզիմների բաժանելու համար ուսումնասիրված օրգանիզմներից մեկուսացված սպիտակուցային պատրաստուկները կիրառվում են էլեկտրական դաշտում տեղադրված գելաթիթեղի վրա: Գելի մեջ անհատական սպիտակուցների ցրման արագությունը կախված է լիցքից և մոլեկուլային քաշից. Հետևաբար, էլեկտրական դաշտում սպիտակուցների խառնուրդը բաժանվում է առանձին ֆրակցիաների, որոնք հնարավոր է պատկերացնել հատուկ ներկերի միջոցով:
Պեպտիդազի իզոենզիմների ուսումնասիրությունն իրականացվում է ցելյուլոզա-ացետատ, օսլա կամ պոլիակրիլամիդային գելերի վրա: Ամենահարմարը Helena Laboratories Inc.- ի արտադրած ցելյուլոզա ացետատային գելերի օգտագործման վրա հիմնված մեթոդն է: Այն չի պահանջում մեծ քանակությամբ փորձանմուշներ, այն թույլ է տալիս մեկին էլեկտրաֆորեզից հետո ձեռք բերել հակապատկերային ժապավեններ էլեկտրոֆորեզից հետո և՛ ֆերմենտի տեղերի համար, դրա իրականացման համար մեծ ժամանակ և նյութական ծախսեր չեն պահանջվում (նկ. 2):
Միցելիումի մի փոքր կտոր տեղափոխվում է 1,5 մլ միկրոխողովակ, դրան ավելացնում են 1-2 կաթիլ թորած ջուր: Դրանից հետո նմուշը համասեռացվում է (օրինակ, էլեկտրական փորվածքով միկրոխողովակի համար հարմար պլաստիկ կցորդով) և նստում 25 վայրկյան ցենտրիֆուգի վրա 13000 պտ / վրկ: Յուրաքանչյուր միկրոխողովակից 8 մկլ: գերբնական նյութը տեղափոխվում է կիրառիչի ափսե:
Cellելյուլոզա ացետատի գելը հանվում է բուֆերային տարայից, ցրվում է ֆիլտրի թղթի երկու թերթի միջև և աշխատանքային շերտով տեղադրվում է կիրառիչի պլաստիկ հիմքի վրա: Սալիկից լուծույթը կիրառիչը փոխանցում է գելի վրա 2-4 անգամ: Գելը տեղափոխվում է էլեկտրոֆորեզի խցիկ,
Աղյուսակ 2. Պեպտիդազի իզոֆերմենտների վերլուծության ժամանակ ցելյուլոզա ացետատային գելի ներկման համար օգտագործվող լուծույթի կազմը `գելի եզրին դրվում է ներկի մի կաթիլ (բրոմոֆենոլի կապույտ):
TRIS HCl, 0,05 Մ, Ph 8,0 2 մլ
Պերօքսիդազ, 1000 U / մլ 5 կաթիլ
o-dianisidine, 4 մգ / մլ 8 կաթիլ
MgCl2, 20 մգ / մլ 2 կաթիլ
Gly-Leu, 15 մգ / մլ 10 կաթիլ
L-amino-acid oxidase, 20 u / ml 2 կաթիլ
Էլեկտրոֆորեզն իրականացվում է 20 րոպե: 200 Վ-ում `էլեկտրոֆորեզից հետո գելը տեղափոխվում է նկարչական սեղան և ներկվում հատուկ ներկարարական լուծույթով (աղյուսակ 2): 10 մլ 1,6% DIFCO ագարը նախապես հալեցնում են միկրոալիքային վառարանում, հովացնում են 60 ° C, որից հետո 2 մլ ագարը խառնվում է ներկի խառնուրդով և լցնում գելի վրա: Գծերը հայտնվում են 15-20 րոպեի ընթացքում: L- ամինաթթու օքսիդազի ռեակտիվը ավելացվում է անմիջապես լուծումը հալված ագարի հետ խառնելուց անմիջապես առաջ:
Ռուսաստանի բնակչության շրջանում Pep 1 լոկուսը ներկայացված է 100/100 և 92/100 գենոտիպերով: 92/92 հոմոզիգոտը չափազանց հազվադեպ է (մոտ 0,1%): Locus Rehr 2-ը ներկայացված է 100/100, 100/112 և 112/112 երեք գենոտիպերով, և բոլոր 3 տարբերակները բավականին տարածված են (Elanky and Smirnov, 2003, նկ. 2):
Գենոմի հետազոտություն
Սահմանափակող բեկորի երկարության պոլիմորֆիզմ ՝ հետագա հիբրիդացումով (RFLP-RG 57)
Ընդհանուր ԴՆԹ-ն մշակվում է Eco R1 սահմանափակող ֆերմենտով, ԴՆԹ-ի բեկորները էլեկտրոֆորեզով բաժանվում են ագարոզային գելի մեջ: Միջուկային ԴՆԹ-ն շատ մեծ է և ունի բազմաթիվ կրկնվող հաջորդականություններ, ինչը դժվարացնում է սահմանափակող ֆերմենտների գործողությամբ ստացված բազմաթիվ բեկորների ուղղակիորեն վերլուծությունը: Հետևաբար, գելի մեջ առանձնացված ԴՆԹ-ի բեկորները տեղափոխվում են հատուկ թաղանթ և օգտագործվում RG 57 զոնդով հիբրիդացման համար, որը ներառում է ռադիոակտիվ կամ ցերեկային լույսի պիտակներով պիտակավորված նուկլեոտիդներ: Այս զոնդը հիբրիդանում է կրկնվող գենոմային հաջորդականությունների հետ (Goodwin et al., 1992, Forbes et al., 1998): Լույսի կամ ռադիոակտիվ նյութի վրա հիբրիդացման արդյունքների պատկերացումից հետո ձեռք է բերվում բազմաբնակարանային հիբրիդացման պրոֆիլ (մատնահետք), որը ներկայացված է 25-29 բեկորներով (Forbes et al., 1998): Անսեռ (կլոնային) սերունդները կունենան նույն պրոֆիլները: Էլեկտրաֆորեթոգրամայի վրա գոտիների դասավորությամբ կարելի է դատել համեմատված օրգանիզմների նմանությունների և տարբերությունների մասին:
Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ հապլոտիպեր
Էուկարիոտային բջիջների մեծ մասում mtDNA- ն ներկայացվում է երկշղթանյա շրջանաձեւ ԴՆԹ մոլեկուլի տեսքով, որը, ի տարբերություն էուկարիոտիկ բջիջների միջուկային քրոմոսոմների, կրկնօրինակում է կիսապահպանողականորեն և կապված չէ սպիտակուցային մոլեկուլների հետ:
P. infestans- ի միտոքոնդրիալ գենոմը հաջորդականացվեց, և մի շարք աշխատանքներ նվիրված էին սահմանափակման բեկորների երկարությունների վերլուծությանը (Carter et al, 1990, Goodwin, 1991, Gavino, Fry, 2002): Այն բանից հետո, երբ Griffith- ը և Shaw- ը (1998) մշակեցին պարզ և արագ մեթոդ `mtDNA հապլոտիպերը որոշելու համար, այս նշիչը դարձավ ամենատարածվածներից մեկը P. Infestans- ի ուսումնասիրություններում: Մեթոդի էությունը բաղկացած է երկու միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի բեկորների հաջորդական ուժեղացումից (ընդհանուր գենոմից)` F2-R2 սկզբնաղբյուրներով և F4-R4 (աղյուսակ 3) և դրանց հետագա սահմանափակումը MspI (1-ին բեկոր) և EcoR1 (2-րդ բեկոր) ֆերմենտներով: Մեթոդը թույլ է տալիս բացահայտել 4 հապլոտիպ `Ia, IIa, Ib, IIb: II տեսակը I տիպից տարբերվում է 1881 bp չափի ներդիրի առկայությամբ և P2 և P4 տարածաշրջաններում սահմանափակման տեղանքի այլ տեղակայմամբ (նկ. 3):
1996 թվականից Ռուսաստանի տարածքում հավաքված շտամների մեջ նշվում էին միայն Ia և IIa հապլոտիպերը (Elansky et al., 2001, 2015): Դրանք կարելի է նույնականացնել էլեկտրական դաշտում F2-R2 այբբենարանով սահմանափակող արտադրանքի տարանջատումից հետո (նկ. 4, 5): MtDNA- ի տեսակները օգտագործվում են շտամների և պոպուլյացիաների համեմատական վերլուծության մեջ: Մի շարք ուսումնասիրությունների ընթացքում միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի տեսակներն օգտագործվել են կլոնային գծերը մեկուսացնելու և P. infestans մեկուսարանները անձնագրավորելու համար (Botez et al., 2007; Shein et al., 2009): Օգտագործելով PCR-RFLP մեթոդը, եզրակացվեց, որ mtDNA- ն տարասեռ է նույն P. infestans շտամում (Elansky and Milyutina, 2007): Ամրապնդման պայմանները. 1x (500 վրկ. 94 ° C), 40x (30 վրկ. 90 ° C, 30 վրկ. 52 ° C, 90 վրկ. 72 ° C); 1x (5 ր. 72 ° C): Արձագանքի խառնուրդ. (20 մկլ) ՝ 0,2 U Taq ԴՆԹ պոլիմերազ, 1x 2,5 մմ MgCl2-Taq բուֆեր, 0,2 մմ յուրաքանչյուր dNTP, 30 pM այբբենարան և վերլուծված ԴՆԹ 5 նգ, դեոնիզացված ջուր ՝ մինչև 20 մկլ:
PCR արտադրանքի սահմանափակումն իրականացվում է 4-6 ժամվա ընթացքում `37 ° C ջերմաստիճանի պայմաններում: Սահմանափակող խառնուրդ (20 մկլ) ՝ 10x MspI (2 μl), 10x սահմանափակող բուֆեր (2 μl), deionized ջուր (6 μl), PCR արտադրանք (10 μl):
Աղյուսակ 3. Նախաներկեր, որոնք օգտագործվում են mtDNA պոլիմորֆ շրջանների ուժեղացման համար
Լոկուս | Նախասրահ | Նախաներկի երկարությունը և տեղադրումը | PCR արտադրանքի երկարությունը | Սահմանափակել |
---|---|---|---|---|
P2 | F2: 5 '- TTCCCTTTGTCCTCTACCGAT | 21; 13619-13639թթ | 1070 | MspI |
R2: 5'- TTACGGCGGTTTAGCACATACA | 22; 14688-14667թթ | |||
P4 | F4: 5 '- TGGTCATCCAGAGGTTTATGTT | 22; 9329-9350թթ | 964 | ԷԿՈՌԻ |
R4:5 - CCGATACCGATACCAGCACCAA | 22; 10292-10271թթ |
Պատահական հիմքի ուժեղացում (RAPD)
RAPD իրականացնելիս օգտագործվում է մեկ նախաներկ (երբեմն միանգամից մի քանի պրայմեր) կամայական նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ, սովորաբար 10 երկարությամբ երկարությամբ, GC նուկլեոտիդների բարձր պարունակությամբ (50% -ից) և ցածր փխրեցման ջերմաստիճանով (մոտ 35 ° C): Նման նախաներկերը «վայրէջք» են կատարում գենոմի բազմաթիվ լրացուցիչ տեղերում: Ամպլիկացումից հետո ստացվում են մեծ քանակությամբ ամպլիկոններ: Դրանց թիվը կախված է օգտագործվող այբբենարան (ներ) -ից և ռեակցիայի պայմաններից (MgCl2- ի կոնցենտրացիան և փխրեցման ջերմաստիճանը):
Ամպլիկոնների արտացոլումը կատարվում է պոլիակրիլամիդի կամ ագարոզայի գելի մեջ թորման միջոցով: RAPD վերլուծություն անցկացնելիս անհրաժեշտ է ուշադիր հետեւել վերլուծված նյութի մաքրությանը, քանի որ Այլ կենդանի օբյեկտներով աղտոտումը կարող է հանգեցնել արտեֆակտերի քանակի զգալի աճի, որոնք բավականին շատ են մաքուր նյութի վերլուծության ժամանակ (Perez et al, 1998): Այս մեթոդի օգտագործումը P. infestans գենոմի ուսումնասիրության մեջ արտացոլված է բազմաթիվ աշխատություններում (Judelson, Roberts, 1999, Ghimire et al., 2002, Carlisle et al., 2001): Ռեակցիայի պայմանների և նախաներկերի ընտրությունը (ուսումնասիրվել է 51 10-նուկլեոտիդային պրայմեր) բերված են հոդվածում ՝ Abu-El Samen et al., (2003):
Մանրադիտակի կրկնության վերլուծություն (ՊՍՀ)
Մանրադիտակի կրկնությունները (պարզ հաջորդականության կրկնություններ, SSR) տանդեմորեն կրկնվող կարճ հաջորդականություններ են 1-3 (երբեմն ևս 6) նուկլեոտիդների, որոնք առկա են բոլոր էվկարիոտների միջուկային գենոմներում: Հաջորդական կրկնությունների քանակը կարող է տատանվել 10-ից 100-ի սահմաններում: Միկրո արբանյակային լոկուսները տեղի են ունենում բավականին բարձր հաճախականությամբ և քիչ թե շատ հավասարաչափ բաշխված են գենոմի ողջ տարածքում (Lagercrantz et al., 1993): Միկրոարբանյակային հաջորդականությունների բազմիմաստությունը կապված է հիմնական մոտիվի կրկնությունների քանակի տարբերությունների հետ: Մանրադիտակի մարկերները գերակշռող են, ինչը հնարավորություն է տալիս օգտագործել դրանք բնակչության կառուցվածքի վերլուծության, ազգակցական կապի, գենոտիպի միգրացիայի ուղիների և այլնի համար Այս նշիչների այլ առավելությունների շարքում պետք է նշել դրանց բարձր բազմամորֆությունը, լավ վերարտադրելիությունը, չեզոքությունը և ավտոմատ վերլուծություն և գնահատում իրականացնելու ունակությունը: Միկրոարբանյակային կրկնությունների պոլիմորֆիզմի վերլուծությունն իրականացվում է PCR ուժեղացման միջոցով `օգտագործելով միկրոարբանյակային լոկուսների կողքին եզակի հաջորդականություններին լրացնող նախաներկեր: Սկզբնապես վերլուծությունը կատարվում էր պոլիակրիլամիդային գելի վրա արձագանքման արտադրանքի տարանջատմամբ: Ավելի ուշ, Կիրառական կենսահամակարգերի աշխատակիցները առաջարկեցին օգտագործել լյումինեսցենտով պիտակավորված նախաներկեր `ռեակցիայի արտադրանքի հայտնաբերման համար` ավտոմատ լազերային դետեկտորի միջոցով (Diehl et al., 1990), ապա նաև ստանդարտ ավտոմատ ԴՆԹ-ի հաջորդականացնողներ (Ziegle et al., 1992): Տարբեր ցերեկային լյումինեսցենտ ներկերով նախաներկերի պիտակավորումը հնարավորություն է տալիս վերլուծել միանգամից մի քանի մարկեր մեկ գծի վրա և, համապատասխանաբար, էապես բարձրացնել մեթոդի արտադրողականությունը և բարձրացնել վերլուծության ճշգրտությունը:
Առաջին հրատարակությունները, որոնք նվիրված էին ՊՍՍ վերլուծության օգտագործմանը P. infestans- ի ուսումնասիրության համար, հայտնվեցին 2000-ականների սկզբին: (Կնապովա, Գիսի, 2002): Հեղինակների առաջարկած ոչ բոլոր մարկերներն են ցույց տվել պոլիմորֆիզմի բավարար աստիճան, այնուամենայնիվ, նրանցից երկուսը (4B և G11) ներառվել են Lees- ի և այլոց կողմից առաջարկված 12 SSR մարկերների շարքում (2006) և հետագայում ընդունվել են Eucablight հետազոտական ցանցի կողմից (www.eucablight .org) որպես P. infestans- ի ստանդարտ: Մի քանի տարի անց հրապարակվեց ուսումնասիրություն P. infestans ԴՆԹ-ի մուլտիպլեքսային վերլուծության համակարգի ստեղծման վերաբերյալ, որը հիմնված է ութ SSR մարկերների վրա (Li et al., 2010): Վերջապես, նախկինում առաջարկված բոլոր մարկերները գնահատելուց և դրանցից ամենաարդյունավետը ընտրելուց, ինչպես նաև այբբենարանները, լյումինեսցենտային պիտակները և ուժեղացման պայմանները օպտիմիզացնելուց հետո, հեղինակների նույն խումբը ներկայացրեց մեկ փուլով մուլտիպլեքս վերլուծության համակարգ, ներառյալ 12 մարկեր (Աղյուսակ 4; Li et al.): , 2013 ա): Այս համակարգում օգտագործված նախաներկերն ընտրվել և պիտակավորվել է չորս ցերեկային լյումինեսցենտային նշիչներից մեկով (FAM, VIC, NED, PET) այնպես, որ նույն պիտակներով նախածանցերի ալելի չափերի միջակայքերը չհամընկնեն:
Հեղինակները վերլուծությունն իրականացրել են PTC200 ուժեղացուցիչի վրա (MJ Research, ԱՄՆ) ՝ օգտագործելով QIAGEN մուլտիպլեքսային PCR հավաքածուներ կամ QIAGEN Typeit միկրոսբանյակային PCR հավաքածուներ: Ռեակցիայի խառնուրդի ծավալը 12.5 μL էր: Ամրապնդման պայմանները հետևյալն էին. QIAGEN մուլտիպլեքսային PCR- ի համար `95 ° C (15 րոպե), 30x (95 ° C (20 վրկ), 58 ° C (90 վրկ), 72 ° C (60 վրկ), 72 ° C (20 րոպե); QIAGEN տիպի միկրոարբանյակային PCR- ի համար. 95 ° C (5 րոպե), 28x (95 ° C (30 վրկ), 58 ° C (90 վրկ), 72 ° C (20 վրկ), 60 ° C (30 ր)
PCR- ի արտադրանքի տարանջատումն ու արտացոլումը կատարվել է `օգտագործելով ABI3730 ավտոմատ մազանոթային ԴՆԹ անալիզատոր (Applied Biosystems):
Աղյուսակ 4. P. Infestans- ի գենոտիպավորման համար օգտագործվող 12 ստանդարտ SSR մարկերների բնութագրերը (Li et al., 2013a)
Անվանում | Ալելների քանակը | Չափերի տիրույթ ալելներ (bp) | Նախաներկեր |
PiG11 | 13 | 130-180 | F՝ NED-TGCTATTTATCAAGCGTGGG R՝ GTTTCAATCTGCAGCCGTAAGA |
Pi02 | 4 | 255-275 | F: NED-ACTTGCAGAACTACCGCCC R: GTTTGACCACTTTCCTGGTTC |
PinfSSR11 | 4 | 325-360 | F: NED-TTAAGCCACGACATGAGCTG R: GTTTAGACAATTGTTTTTGTGGTCGC |
D13 | 16 | 100-185 | F: FAM-TGCCCCCTGCTCACTC R: GCTCGAATTCATTTTACACACACTTG |
PinfSSR8 | 4 | 250-275 | F: FAM-AATCTGATCGCAACTGAGGG R: GTTTACAAGATACACACGGGGCTCC |
PinfSSR4 | 7 | 280-305 | FAM-TCTTGTTCGAGTATGGCGACG R՝ GTTTCACTTCGGGAGAAAGGCTTC |
Pi04 | 4 | 160-175 | F՝ VIC-AGCGGCTTACCGATGG R՝ GTTTCAGCGGCTGTTTCGAC |
Pi70 | 3 | 185-205 | F: VIC-ATGAAATACGTCAATGCTCG R: CGTTGGATATTTCTATTTCTTCG |
PinfSSR6 | 3 | 230-250 | F: GTTTTGGTGGGGCTGAAGTTTT R: VIC-TCGCCACAAGATTTATTCCG |
Pi63 | 3 | 265-280 | F: VIC-ATGACGAAGATGAAAGTGAGG R: CGTATTTTCCTGTTTATCTCTACACC |
PinfSSR2 | 3 | 165-180 | F՝ PET-CGACTTCTACATCAACCGGC R՝ GTTTGCTTGGACTGCGTCTTTAGC |
Pi4B | 5 | 200-295 | F: PET-AAAATAAAGCCTTTGGTTCA R: GCAAGCGAGGTTGTAGATT |
Վերլուծության արդյունքների արտացոլման օրինակ է ներկայացված Նկարում: 6. Արդյունքները վերլուծվել են GeneMapper 3.7 ծրագրաշարի միջոցով `ստացված տվյալները համեմատելով հայտնի մեկուսարանների տվյալների հետ: Վերլուծության արդյունքների մեկնաբանությունը պարզեցնելու համար յուրաքանչյուր ուսումնասիրության մեջ անհրաժեշտ է ներառել 1-2 հղումային մեկուսացում `հայտնի գենոտիպով:
Հետազոտության առաջարկվող մեթոդը փորձարկվել է զգալի թվով դաշտային նմուշների վրա, որից հետո հեղինակները ստանդարտացրել են արձանագրությունները երկու կազմակերպությունների `Jamesեյմս Հաթոնի ինստիտուտի (Միացյալ Թագավորություն) և Վագենինգենի համալսարանի և հետազոտությունների (Նիդեռլանդներ) լաբորատորիաների միջև, որոնք, պարզեցվածի համար, ստանդարտ FTA քարտերի օգտագործման հնարավորության հետ մեկտեղ: P. infestans ԴՆԹ նմուշների հավաքագրումն ու առաքումը հնարավորություն տվեց խոսել այս զարգացման առևտրային օգտագործման հնարավորության մասին: Բացի այդ, P. infestans- ի մեկուսարանների գենոտիպավորման արագ և ճշգրիտ մեթոդը, օգտագործելով բազմաբնույթ SSR վերլուծություն, հնարավորություն տվեց իրականացնել այս հարուցիչի պոպուլյացիաների ստանդարտացված ուսումնասիրություններ համաշխարհային մասշտաբով և Eucablight նախագծի շրջանակներում (www.eucablight.org), , ներառյալ միկրոարբանյակային վերլուծության արդյունքները, հնարավորություն տվեց հետևել նոր գենոտիպերի առաջացմանը և տարածմանը ամբողջ աշխարհում:
Ամրացված սահմանափակման բեկորի երկարության պոլիմորֆիզմ (AFLP): AFLP (ուժեղացված բեկորի երկարության պոլիմորֆիզմ) `հատուկ նախաներկեր օգտագործող պատահական մոլեկուլային մարկեր ստեղծելու տեխնոլոգիա է: AFLP- ում ԴՆԹ-ն բուժվում է երկու սահմանափակող ֆերմենտների համադրությամբ: Հատուկ ադապտերները կապվում են սահմանափակող բեկորների կպչուն ծայրերին:
Այս բեկորները այնուհետև ուժեղանում են ՝ օգտագործելով ադապտերների հաջորդականության և սահմանափակման վայրի լրացնող նախաներկեր և դրանց 3 'ծայրերում լրացուցիչ կրելով մեկ կամ մի քանի պատահական հիմքեր: Ստացված բեկորների ամբողջությունը կախված է սահմանափակող ֆերմենտներից և պատահականորեն ընտրված նուկլեոտիդներից ՝ նախաներկերի 3'-ծայրերում (Vos et al., 1995): AFLP - գենոտիպավորումն օգտագործվում է տարբեր օրգանիզմների գենետիկական տատանումներն արագ ուսումնասիրելու համար:
Մեթոդի մանրամասն նկարագրությունը տրված է Mueller, Wolfenbarger, 1999, Savelkoul et al., 1999 աշխատություններում: Չինացի հետազոտողների կողմից կատարվել են շատ աշխատանքներ, համեմատելով AFLP- ի և SSR- ի մեթոդների հետ: Ուսումնասիրվել են Հյուսիսային Չինաստանի հինգ շրջաններում հավաքված 48 P. infestans մեկուսարանների ֆենոտիպային և գենոտիպային բնութագրերը: Հիման վրա AFLP սպեկտրների, ութ տարբեր ԴՆԹ գենոտիպեր են հայտնաբերվել, ի տարբերություն SSR գենոտիպերի, որոնց համար ոչ մի բազմազանություն չի հայտնաբերվել (Guo et al., 2008):
Բջջային տարրերի հաջորդականությանը համահունչ այբբենարաններով ուժեղացում
Retrotransposons- ի հաջորդականություններից ստացված մարկերները շատ հարմար են գենետիկ քարտեզագրման, գենետիկ բազմազանության և էվոլյուցիոն գործընթացների ուսումնասիրության համար (Schulman, 2006): Եթե այբբենարանները պատրաստվում են լրացնելով որոշակի շարժական տարրերի կայուն հաջորդականությունները, հնարավոր է ուժեղացնել նրանց միջև տեղակայված գենոմային շրջանները: Ուշ հիվանդության հարուցիչի ուսումնասիրություններում հաջողությամբ օգտագործվել է գենոմի շրջանների ուժեղացման մեթոդը ՝ SINE- ի (կարճ ցրված միջուկային տարրեր) ռետրոազոնի հիմնական հաջորդականությանը լրացնող այբբենարան (Լավրովա և Էլանսկի, 2003): Օգտագործելով այս մեթոդը, տարբերություններ են հայտնաբերվել նույնիսկ մեկ մեկուսարանի անսեռ սերունդներում: Այս կապակցությամբ եզրակացություն է արվել, որ միջՍԻՆԵ - ՊՇՌ մեթոդը խիստ սպեցիֆիկ է, և Ֆիտոֆթորայի գենոմում ՍԻՆԵ տարրերի շարժման արագությունը բարձր է:
P. infestans- ի գենոմում հայտնաբերվել են կարճ ռետրոտրանսպոզոնների (SINE) 12 ընտանիքներ. Ուսումնասիրվել է կարճ ռետրոտրանսպոզոնների տեսակների բաշխումը, հայտնաբերվել են այնպիսի տարրեր (SINE), որոնք հայտնաբերվել են միայն P. infestans- ի գենոմում (Lavrova, 2004):
Բնակչության ուսումնասիրություններում շտամների համեմատական ուսումնասիրության մեթոդների կիրառման առանձնահատկությունները
Ուսումնասիրություն պլանավորելիս պետք է հստակորեն հասկանալ, թե ինչ նպատակներ է հետապնդում և կիրառել համապատասխան մեթոդներ: Այսպիսով, որոշ մեթոդներ հնարավորություն են տալիս առաջացնել մեծ թվով անկախ նշանների նշաններ, բայց միևնույն ժամանակ ունեն ցածր վերարտադրողականություն և խիստ կախված են օգտագործվող ռեակտիվներից, ռեակցիայի պայմաններից և փորձանմուշի աղտոտումից: Հետեւաբար, մի խումբ շտամների յուրաքանչյուր ուսումնասիրության ժամանակ անհրաժեշտ է օգտագործել մի քանի ստանդարտ (հղումային) մեկուսարաններ, բայց նույնիսկ այս դեպքում մի քանի փորձերի արդյունքները համատեղելը շատ դժվար է:
Մեթոդների այս խումբը ներառում է RAPD, AFLP, InterSSR, InterSINE PCR: Ամրապնդումից հետո ստացվում են տարբեր չափերի ԴՆԹ-ի մեծ քանակությամբ բեկորներ: Techniquesանկալի է օգտագործել այդպիսի մեթոդները, եթե անհրաժեշտ է սերտորեն կապված շտամների (ծնողների, վայրի տիպի մուտանտի և այլնի) միջև տարբերություններ հաստատել, կամ այն դեպքերում, երբ փոքր նմուշի մանրամասն վերլուծություն է անհրաժեշտ: Այսպիսով, AFLP մեթոդը լայնորեն օգտագործվում է P. infestans- ի գենային քարտեզագրման մեջ (վան դեր Լի և ուրիշներ, 1997) և ներբնակեցման ուսումնասիրություններում (Knapova, Gisi, 2002, Cooke et al, 2003, Flier et al, 2003): Նման շտկումների տվյալների շտեմարան ստեղծելիս նման մեթոդներն անտեղի են օգտագործել, քանի որ Տարբեր լաբորատորիաներում վերլուծություններ անցկացնելիս գործնականում անհնար է միավորել արդյունքների հաշվառումը:
Չնայած թվացյալ պարզությանը և կատարման արագությանը (ԴՆԹ-ի մեկուսացում `առանց լավ մաքրման, ուժեղացման, արդյունքների արտացոլման), մեթոդների այս խումբը պահանջում է արդյունքների փաստաթղթավորման համար օգտագործել հատուկ մեթոդ` պոլիկրիլամիդային գելի մեջ թորում `պիտակավորված (ռադիոակտիվ կամ լուսաշող) նախածանցներով և լույսի կամ ռադիոակտիվ նյութի հետագա ազդեցությամբ: Էթիդիումի բրոմիդի ագարոզայի գելի պայմանական պատկերումը սովորաբար հարմար չէ այս մեթոդների համար, քանի որ տարբեր չափերի ԴՆԹ-ի մեծ քանակությամբ բեկորները կարող են միաձուլվել:
Ընդհակառակը, այլ մեթոդներ թույլ են տալիս գեներացնել փոքր թվով հատկություններ `շատ բարձր վերարտադրելիությամբ: Այս խումբը ներառում է միտոքոնդրիալ ԴՆԹ հապլոտիպերի ուսումնասիրություն (Ռուսաստանում նշվում է միայն երկու հապլոտիպ Ia և IIa), զուգավորման տեսակները (մեկուսարաններից շատերը բաժանվում են 2 տիպի. A1 և A2, ինքնաբերաբար պարարտ SF հազվադեպ է հայտնաբերվում) և պեպտիդազի իզոզիմային սպեկտրներ , բաղկացած յուրաքանչյուրից երկու իզոզիմներից) և գլյուկոզա-1-ֆոսֆատային իզոմերազից (Ռուսաստանում այս հատկության համար փոփոխականություն չկա, չնայած աշխարհի այլ երկրներում նկատվում է էական պոլիմորֆիզմ): Featuresանկալի է օգտագործել այս հատկությունները հավաքածուները վերլուծելիս, տարածաշրջանային և համաշխարհային շտեմարանները կազմելիս: Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի իզոզիմների և հապլոտիպերի վերլուծության դեպքում հնարավոր է ընդհանրապես անել առանց ստանդարտ շտամների, մինչդեռ զուգավորման տեսակների վերլուծության համար պահանջվում են երկու փորձանման մեկուսարաններ հայտնի զուգավորման տեսակների հետ:
Ռեակցիայի պայմանները և ռեակտիվները կարող են ազդել միայն արտադրանքի հակադրության վրա էլեկտրոֆորեթոգրամայի վրա. Այս տեսակի ուսումնասիրություններում արտեֆակտների դրսևորումը դժվար թե լինի:
Ներկայումս Ռուսաստանի եվրոպական մասում բնակչության մեծամասնությունը ներկայացված է զուգակցման երկու տիպի շտամներով (աղյուսակ 6), նրանց մեջ կան միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի Ia և IIa տեսակների մեկուսարաններ (աշխարհում հայտնաբերված mtDNA- ի այլ տեսակներ Ռուսաստանում չեն հայտնաբերվել 1993 թվականից հետո): Պեպտիդազի իզոզիմների սպեկտրները ներկայացված են երկու գենոտիպերով Pep1 լոկուսում (100/100, 92/92 և heterozygote 92/100, իսկ 92/92 գենոտիպը ծայրաստիճան հազվադեպ է (<0,3%)) և երկու գենոտիպ Pep 2 լոկուսում (100/100) , 112/112 և հետերոզիգոտ 100/112, 112/112 գենոտիպով ավելի հազվադեպ է հանդիպում, քան 100/100, բայց նաև բավականին հաճախ):
6 թվականից հետո գլյուկոզա-1993-ֆոսֆատային իզոմերազի իզոզիմների սպեկտրում փոփոխականություն չկար (կլոնային գծի անհետացում US-1). Բոլոր ուսումնասիրված մեկուսարաններն ունեին 100/100 գենոտիպ (Էլանսկի և Սմիրնով, 2002):
Մեթոդների երրորդ խումբը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել անկախ նշիչի նիշերի բավարար խումբ `բարձր վերարտադրելիությամբ: Այսօր այս խմբում ընդգրկված է RFLP-RG57 զոնդը, որն արտադրում է տարբեր չափերի 25-29 ԴՆԹ-ի բեկորներ: RFLP-RG57- ը կարող է օգտագործվել ինչպես նմուշներ վերլուծելիս, այնպես էլ տվյալների բազան կազմելիս: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը շատ ավելի թանկ է, քան նախորդները, այն ժամանակատար է և պահանջում է բավականաչափ մեծ քանակությամբ բարձր մաքրված ԴՆԹ: Հետեւաբար, հետազոտողը ստիպված է սահմանափակել փորձարկված նյութի ծավալը:
Անցյալ դարի 57-ականների սկզբին RFLP-RG90- ի զարգացումը զգալիորեն ուժեղացրեց բնակչության ուսումնասիրությունները ուշ հիվանդության հարուցիչի վերաբերյալ: Այն դարձավ մեթոդի հիմքը, որը հիմնված էր «Կլոնալ գծերի» ընտրության և վերլուծության վրա (տե՛ս ստորև): RFLP-RG57- ի հետ միասին կլոնային գծերը պարզելու համար օգտագործվում են զուգավորման տեսակը, ԴՆԹ մատնահետքերը (RFLP-RG57 մեթոդ), պեպտիդազի և գլյուկոզա -6-ֆոսֆատ իզոմերազի իզոֆերմենտների սպեկտրները և միտոքոնդրիալ ԴՆԹ տիպը: Նրա շնորհիվ դա ցույց տրվեց, 1994 թ.), Հին բնակչության փոխարինումը նորերով (Դրենտ և այլք, 1993 թ., Սուջովսկի և այլք, 1994 թ., Գուդվին և այլք, 1995 ա), բացահայտեց աշխարհի շատ երկրներում գերակշռող կլոնային գծեր: Այս մեթոդի կիրառմամբ ռուսական շտամների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել եվրոպական մասի շտամների բարձր գենոտիպային բազմամորֆություն և Ռուսաստանի Ասիայի և Հեռավոր Արևելքի մասերի բնակչության մոնոմորֆիզմ (Elansky et al, 2001): Եվ այժմ այս մեթոդը մնում է հիմնականը P. infestans- ի բնակչության ուսումնասիրություններում: Այնուամենայնիվ, դրա լայն տարածմանը խոչընդոտում է կատարման ընթացքում բավականին բարձր գինը և աշխատուժի ինտենսիվությունը:
Մեկ այլ խոստումնալից տեխնիկա, որը հազվադեպ է օգտագործվում P. infestans ուսումնասիրություններում, միկրոարբանյակային կրկնության (ՍՍՌ) վերլուծությունն է: Ներկայումս այս մեթոդը լայնորեն օգտագործվում է կլոնային գծերը մեկուսացնելու համար: Վերամշակումների վերլուծության համար լայնորեն օգտագործվել են (և շարունակում են օգտագործվել) լրամշակման այնպիսի ֆենոտիպային հատկանիշներ, ինչպիսիք են կարտոֆիլի սորտերին վիրուսային գեների առկայությունը (Avdey, 1995, Ivanyuk et al., 2002, Ulanova et al., 2003): Մինչ այժմ կարտոֆիլի սորտերի վիրուսայնության գեները կորցրել են իրենց արժեքը որպես բնակչության ուսումնասիրության գծանշիչ հատկություններ `մեկուսարանների ճնշող մեծամասնության մեջ առավելագույն (կամ դրան մոտ) վիրուսային գեների տեսքի պատճառով: Միևնույն ժամանակ, համապատասխան Ph1 գենը կրող լոլիկի սորտերի համար T1 վիրուսային գենը հաջողությամբ օգտագործվում է որպես նշագծիչ հատկություն (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al., 2003):
Բազմաթիվ ուսումնասիրությունների ժամանակ ֆունգիցիդների դիմադրությունը օգտագործվում է որպես մարկեր: Այս հատկությունը անցանկալի է օգտագործել պոպուլյացիայի ուսումնասիրություններում `դաշտում ֆունգիցիդներ պարունակող մետալաքսիլ- (կամ mefenoxam-) կիրառությունից հետո կլոնային գծերում դիմադրության մուտացիաների բավականին հեշտ տեսքի պատճառով: Օրինակ, Sib1 կլոնային գծում ցույց են տրվել դիմադրության մակարդակի զգալի տարբերություններ (Elansky et al., 2001):
Այսպիսով, զուգավորման տեսակը, պեպտիդազի իզոֆերմենտային սպեկտրը, միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի տիպը, RFLP-RG57, SSR- ը հավաքածուներում տվյալների բանկեր ստեղծելու և շտամների շտկման նախընտրելի հատկանիշներն են: Սահմանափակ նմուշները համեմատելու համար, եթե անհրաժեշտ է կիրառել նշիչի առավելագույն քանակի հատկություններ, կարող եք օգտագործել AFLP, RAPD, InterSSR, Inter-SINE PCR (Աղյուսակ 5): Այնուամենայնիվ, պետք է հիշել, որ այդ մեթոդները թույլ վերարտադրելի են, և յուրաքանչյուր անհատական փորձի ժամանակ (ուժեղացման էլեկտրոֆորեզի ցիկլ) անհրաժեշտ է օգտագործել մի քանի հղումային մեկուսարաններ:
Աղյուսակ 5. շտամների հետազոտության տարբեր մեթոդների համեմատություն P. infestans
չափանիշ | Տրանսպորտային միջոց | Իզոֆեր ոստիկանները | MtDNA | RFLP-RG57 | RAPD | ԽՍՀՄ | ՍՍՀ | AFLP | պտույտ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Տեղեկատվության քանակը | Н | Н | Н | С | В | В | С | В | В |
Վերարտադրելիություն | В | В | В | В | Н | Н | С | С | С |
Արտեֆակտների հնարավորությունը | Н | Н | Н | Н | В | С | Н | С | В |
Արժենալ | Н | С | Н | В | Н | Н | Н | С | Н |
Աշխատանքի ներդրում | Н | Н | Н | В | NS * | NS * | Н | С | NS * |
Վերլուծության արագությունը ** | В | Н | Н | С | Н | Н | Н | Н | Н |
Նշում. H - ցածր, C - միջին, B - բարձր; НС * - աշխատանքի ինտենսիվությունը ցածր է, երբ օգտագործվում են ագարոզա գել կամ ավտոմատ
գենոտիպ, միջին - պոլիակրիլամիդային գելի մեջ թորման միջոցով պիտակավորված նախաներկեր
** - չհաշված ԴՆԹ-ի մեկուսացման համար միկելիում աճեցնելու ժամանակը:
Բնակչության կառուցվածքը
Կլոնային գծեր
Վերամշակման կամ բնակչության կառուցվածքում դրա աննշան ներդրման բացակայության դեպքում բնակչությունը բաղկացած է որոշակի թվով կլոններից, որոնց միջև գենետիկ փոխանակումները չափազանց հազվադեպ են:
Նման բնակչություններում ավելի տեղեկատվական է ուսումնասիրել ոչ թե առանձին գեների հաճախականությունները, այլ գենոտիպերի հաճախությունները, որոնք ունեն ընդհանուր ծագում (կլոնային գծեր կամ կլոնային տոհմեր) և տարբերվում են միայն կետային մուտացիաներով: Անցյալ դարի 57-ականների սկզբին RFLP-RG90 մեթոդի ի հայտ գալուց ի վեր զգալիորեն արագացել են բնակչության ուշ ուսումնասիրության պաթոգենի և կլոնային գծերի վերլուծությունը: RFLP-RG57- ի հետ մեկտեղ կլոնային գծերը ճանաչելու համար օգտագործվում են զուգավորման տեսակ, պեպտիդազի և գլյուկոզա-6-ֆոսֆատ իզոմերազի իզոֆերմենտների սպեկտրներ և միտոքոնդրիալ ԴՆԹ տիպ: Ամենատարածված կլոնային գծերի բնութագրերը ներկայացված են Աղյուսակ 6-ում:
ԱՄՆ-1 կլոնը գերակշռում էր բնակչության շրջանում ամենուր մինչև 80-ականների վերջը, որից հետո այն սկսեց փոխարինվել այլ կլոններով և անհետացավ Եվրոպայից և Հյուսիսային Ամերիկայից: Այժմ այն հանդիպում է Հեռավոր Արևելքում (Ֆիլիպիններ, Թայվան, Չինաստան, Japanապոնիա, Կորեա, Կոհ և այլք, 1994 թ., Մոսա և ուրիշներ, 1993 թ.), Աֆրիկայում (Ուգանդա, Քենիա, Ռուանդա, Գուդվին և ուրիշներ, 1994 թ., Վեգա-Սանչես և այլն): al., 2000; Ochwo et al., 2002) և Հարավային Ամերիկայում (Էկվադոր, Բրազիլիա, Պերու, Forbes et al., 1997, Goodwin et al., 1994): Միայն Ավստրալիայում ԱՄՆ-1 գծին պատկանող շտամներ չեն հայտնաբերվել: Ըստ ամենայնի, P. infestans- ի մեկուսարանները Ավստրալիա եկան միգրացիայի մեկ այլ ալիքով (Goodwin, 1997):
6-ականների վերջին ԱՄՆ -70 կլոնը գաղթեց Մեքսիկայի հյուսիսից Կալիֆոռնիա և 32 տարի անց առանց հիվանդության համաճարակ առաջացրեց կարտոֆիլում և լոլիկում: Իր բարձր ագրեսիվության պատճառով այն տեղահանեց US-1 կլոնը և սկսեց գերակշռել ԱՄՆ-ի արևմտյան ափին (Goodwin et al., 1995a):
US-7 և US-8 գենոտիպերը հայտնաբերվել են ԱՄՆ-ում 1992-ին, իսկ արդեն 1994-ին լայնորեն տարածվել են ԱՄՆ-ում և Կանադայում: Դաշտային սեզոնի ընթացքում US-8 կլոնը ունակ է գրեթե ամբողջությամբ տեղահանել US-1 կլոնը կարտոֆիլի հողակտորներում, որոնք ի սկզբանե վարակվել էին հավասարապես կենտրոնացված երկու կլոններով (Միլլեր և sonոնսոն, 2000):
BC-1- ից BC-4 կլոնները հայտնաբերվել են Բրիտանական Կոլումբիայում `Goodwin et al., 1995b- ի մի շարք մեկուսարաններում): US-11 կլոնը լայնորեն տարածվեց ԱՄՆ-ում և փոխարինեց ԱՄՆ-1-ը Թայվանում: JP-1 և EC-1 կլոնները, US-1 կլոնների հետ միասին, համապատասխանաբար տարածված են Japanապոնիայում և Էկվադորում (Koh et al., 1994; Forbes et al., 1997):
SIB-1- ը կլոն է, որը Ռուսաստանում գերակշռում էր հսկայական տարածքի վրա `Մոսկվայի շրջանից մինչ Սախալին: Մոսկվայի շրջանում այն հայտնաբերվել է 1993 թ.-ին, և դաշտային որոշ բնակչություններ հիմնականում բաղկացած էին այս կլոնային գծի շտամներից ՝ խիստ դիմացկուն մետալաքսիլին: 1993-ից հետո այս կլոնի տարածվածությունը զգալիորեն նվազել է: 1997-1998 թվականներին Ուրալից դուրս SIB-1- ը հայտնաբերվել է ամենուր, բացառությամբ Խաբարովսկի տարածքի (SIB-2 կլոնը տարածված է այնտեղ): Տարբեր տեսակի զուգավորում ունեցող կլոնների տարածական տարանջատումը բացառում է Սիբիրում և Հեռավոր Արևելքում սեռական գործընթացը: Մոսկվայի շրջանում, ի տարբերություն Սիբիրի, բնակչությունը ներկայացված է բազմաթիվ կլոններով. գրեթե յուրաքանչյուր մեկուսարան ունի յուրահատուկ բազմալուսավոր գենոտիպ (Elansky et al., 2001, 2015): Այս բազմազանությունը չի կարող բացատրվել միայն աշխարհի տարբեր մասերից սնկային շտամների ներմուծմամբ `ներմուծված սերմնանյութով: Քանի որ բնակչության շրջանում զուգավորման երկու տեսակներն էլ լինում են, հնարավոր է, որ դրա բազմազանությունը նույնպես վերամշակման հետ է կապված: Այսպիսով, Բրիտանական Կոլումբիայում BC-2, BC-3 և BC-4 գենոտիպերի առաջացումը ենթադրվում է BC-1 և US-6 կլոնների հիբրիդացման պատճառով (Goodwin et al., 1995b): Հնարավոր է, որ հիբրիդային շտամները հայտնաբերվեն մոսկովյան բնակչության շրջանում: Օրինակ ՝ PE-լոկուսի համար MO-4, MO-8 և MO-11 հետերոզիգոտ շտամները կարող են լինել հիբրիդներ MO-12, MO-21, MO-22 շտամների միջև, ունենալով A2 զուգավորման տեսակ և հոմոզիգոտ PEP լոկուսի և շտամի մեկ ալելի համար MO-8, ունենալով A1 զուգավորման տեսակ և հոմոզիգոտ լոկուսի մյուս ալելի համար: Եվ եթե դա այդպես է, և P. infestans- ի ժամանակակից պոպուլյացիաներում նկատվում է սեռական պրոցեսի դերի բարձրացման միտում, ապա բազմալուսավոր կլոնների վերլուծության տեղեկատվական արժեքը կնվազի (Elansky et al., 2001, 2015):
Կլոնալ գծերի փոփոխություն
Մինչև 90-րդ դարի 20-ականները US-1 կլոնային գիծը լայն տարածում ուներ աշխարհում: Դաշտային և տարածաշրջանային բնակչության մեծ մասը բաղկացած էր բացառապես շտամներից `ԱՄՆ-1 գենոտիպով: Այնուամենայնիվ, մեկուսարանների միջև տարբերություններ էլ են նկատվել, որոնք, ամենայն հավանականությամբ, առաջացել են մուտացիայի գործընթացից: Մուտացիաները տեղի են ունեցել ինչպես միջուկային, այնպես էլ միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ում և, ի միջի այլոց, ազդել են ֆենիլամիդային դեղերի նկատմամբ դիմադրության մակարդակի և վիրուսային գեների քանակի վրա: Տողերը, որոնք մուտացիաներով տարբերվում են բուն գենոտիպերից, նշվում են լրացուցիչ թվերով `բուն գենոտիպի անվանմանը հաջորդող կետից հետո (օրինակ` ԱՄՆ -1.1 կլոնային գծի ԱՄՆ-1 մուտանտի տող): Մատնահետքերի ԴՆԹ գծերը US-1.5 և US-1.6 պարունակում են տարբեր չափերի լրասարքերի գծեր (Goodwin et al., 1995a, 1995b); US-6.3 կլոնային գիծը նույնպես տարբերվում է US-6- ից մեկ լրասարքի գծով (Goodwin, 1997, Աղյուսակ 7):
Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի ուսումնասիրության ընթացքում պարզվել է, որ կլոնային շարքում US-1 հայտնաբերվում է միայն միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի 1 տիպը (Carter et al., 1990): Այնուամենայնիվ, Պերուից և Ֆիլիպիններից այս կլոնային տոհմի շտամների ուսումնասիրության ընթացքում հայտնաբերվել են մեկուսարաններ, որոնց միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի տեսակները տարբերվում են 1b- ից ՝ ներդիրների և ջնջումների առկայությամբ (Goodwin, 1991, Koh et al., 1994):
Աղյուսակ 6. Որոշ P. infestans կլոնային գծերի բազմալուսավոր գենոտիպեր
Անվանում | Atingուգավորման տեսակը | Իզոզիմներ | ԴՆԹ մատնահետքեր | MtDNA տեսակ | |
GPI | Եռանդ | ||||
ԱՄՆ 1 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010110011E + 24 | Ib |
ԱՄՆ 2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
ԱՄՆ 3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111000000011E + 24 | - |
ԱՄՆ 4 | A1 | 100/100 | 92/92 | 1.0111010010011E + 24 | - |
ԱՄՆ 5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
ԱՄՆ 6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111110010011E + 24 | II բ |
ԱՄՆ 7 | A2 | 100/111 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 | Ia |
ԱՄՆ 8 | A2 | 100/111/122 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 | Ia |
ԱՄՆ 9 | A1 | 100/100 | 83/100 | * | - |
ԱՄՆ 10 | A2 | 111/122 | 100/100 | - | - |
ԱՄՆ 11 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0101110010011E + 24 | II բ |
ԱՄՆ 12 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | - |
ԱՄՆ 14 | A2 | 100/122 | 100/100 | 1.0000000000011E + 24 | - |
ԱՄՆ 15 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
ԱՄՆ 16 | A1 | 100/111 | 100/100 | 1.0001100010011E + 24 | - |
ԱՄՆ 17 | A1 | 100/122 | 100/100 | 1.0100010000011E + 24 | - |
ԱՄՆ 18 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
ԱՄՆ 19 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010000011E + 24 | Ia |
EC-1 | A1 | 90/100 | 96/100 | 1.1111010010011E + 24 | IIa |
ՍԻԲ-1 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
ՍԻԲ-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 | IIa |
ՍԻԲ-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 |
Նշում. * - տվյալներ չկան:
Աղյուսակ 7. Multilocus գենոտիպերը և դրանց մուտանտ գծերը
Անվանում | Atingուգավորման տեսակը | | ԴՆԹ մատնահետքեր (RG57) | Նշումներ | |
GPI | PEP-1 | ||||
ԱՄՆ 1 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101000110011 | Բնօրինակ գենոտիպ 1 |
ԱՄՆ 1.1 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101011001101000110011 | Մուտացիա PEP- ում |
ԱՄՆ 1.2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101010001101000110011 | Մուտացիա RG57- ում |
ԱՄՆ 1.3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101001001101000110011 | Մուտացիա RG57- ում |
ԱՄՆ 1.4 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101010001101000110011 | Մուտացիա RG57- ում և PEP- ում |
ԱՄՆ 1.5 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101010110011 | Մուտացիա RG57- ում |
ԱՄՆ 6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010110011 | Բնօրինակ գենոտիպ 2 |
ԱՄՆ 6.1 | A1 | 100/100 | 92 /92 | 1011111001001100010110011 | Մուտացիա PEP- ում |
ԱՄՆ 6.2 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011101001001100010110011 | Մուտացիա RG57- ում |
ԱՄՆ 6.3 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001011100010110011 | Մուտացիա RG57- ում |
ԱՄՆ 6.4 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1011011001001100010110011 | Մուտացիա RG57- ում և PEP- ում |
ԱՄՆ 6.5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010010011 | Մուտացիա RG57- ում |
BR-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1011101000001100001111011 | Բնօրինակ գենոտիպ 3 |
BR-1.1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1010101000001100001110011 | Մուտացիա RG57- ում |
Փոփոխություններ կան նաև իզոզիմների սպեկտրում: Որպես կանոն, դրանք առաջանում են այս ֆերմենտի համար ի սկզբանե հետերոզիգոտ օրգանիզմի մասնատումից `հոմոզիգոտ: 1993 թ.-ին լոլիկի մրգերի վրա մենք հայտնաբերեցինք ԱՄՆ-1-ին բնորոշ հատկություններ ունեցող շտամ `RG57 մատնահետք, միտոքոնդրիալ ԴՆԹ տիպ և գլյուկոզա-86-ֆոսֆատիզոմերազի համար 100/6 գենոտիպ, բայց դա հոմոզիգոտ էր (100/100) առաջին պեպտիդազի տեղաբաշխման փոխարեն այս կլոնային գծին բնորոշ 92/100 հետերոզիգոտ: Մենք անվանել ենք այս շտամի գենոտիպը MO-17 (Աղյուսակ 6): Մուտանտ տողերը US-1.1 և US-1.4 նույնպես տարբերվում են US-1- ից `առաջին պեպտիդազի լոկուսի մուտացիաներով (աղյուսակ 7):
Կարտոֆիլի և լոլիկի սորտերի համար վիրուսային գեների քանակի փոփոխության հանգեցնող մուտացիաները բավականին տարածված են: Դրանք նշվել են ԱՄՆ-1 կլոնային գծի մեկուսարանների շարքում `Նիդեռլանդներից (Դրենտ և այլք, 1994 թ.), Պերուից (Գուդվին և այլք, 1995 ա), Լեհաստանից (Սուջովսկի և ուրիշներ, 1991 թ.), Հյուսիսային Հյուսիսային Ամերիկայից (Գուդվին և այլք), ., 1995 բ): Կարտոֆիլի վիրուսային գեների քանակի տարբերություններ են նշվել նաև Կանադայում և ԱՄՆ-ում ԱՄՆ -7 և ԱՄՆ -8 կլոնային գծերի մեկուսարանների մեջ (Գուդվին և այլք, 1995 ա), Ռուսաստանի Ասիական մասում գտնվող SIB-1 գծի մեկուսարանների մեջ (Էլանսկի և այլք, 2001 թ.) )
Մոնոկլոնալ դաշտային պոպուլյացիայում հայտնաբերվել են մեկուսարաններ, որոնք ունեն մեծ տարբերություններ ֆենիլամիդային դեղամիջոցների դիմադրության մակարդակի վրա, բոլորը պատկանում էին Sib-1 կլոնային գծին (Elansky et al, 2001, Աղյուսակ 1): ԱՄՆ-1 կլոնային գծի գրեթե բոլոր շտամները խիստ զգայուն են մետալաքսիլի նկատմամբ. Այնուամենայնիվ, այս գծի խիստ դիմացկուն մեկուսիչները մեկուսացվել են Ֆիլիպիններում (Koh et al., 1994) և Իռլանդիայում (Goodwin et al., 1996):
P. infestans– ի ժամանակակից պոպուլյացիաները
Կենտրոնական Ամերիկա (Մեքսիկա)
P. infestans- ի բնակչությունը Մեքսիկայում զգալիորեն տարբերվում է աշխարհի այլ բնակչությունից, ինչը հիմնականում պայմանավորված է իր պատմական դիրքով: Այս բնակչության և դրա հետ կապված P. infestans- ի Phytophthora շերտի, ինչպես նաև Solanum սեռի տեղական տեսակների վերաբերյալ բազմաթիվ ուսումնասիրությունները հանգեցին այն եզրակացության, որ Մեքսիկայի կենտրոնական մասում հարուցիչի էվոլյուցիան տեղի է ունեցել ընդունող բույսերի էվոլյուցիայի հետ և կապված է սեռական ռեկոմբինացիայի հետ (Grünwald, Flier , 2005): Matուգավորման երկու տեսակները ներկայացված են բնակչության շրջանում և հավասար համամասնությամբ, և հողում օոսպորների առկայությունը կարտոֆիլի բույսերի և պալարների և վայրի հարակից սոլանման տեսակների վրա հաստատում է բնակչության շրջանում սեռական պրոցեսի առկայությունը (Fernández-Pavía et al., 2002): Տոլուկա հովտի և նրա շրջակայքի (հարուցիչի ծագման ենթադրյալ կենտրոն) վերջին ուսումնասիրությունները հաստատել են P. infestans- ի տեղական բնակչության բարձր գենետիկական բազմազանությունը (134 նմուշի 176 բազմալուսավոր գենոտիպ) և տարածաշրջանում մի քանի տարբերակված ենթաբազմությունների առկայությունը (Wang et al., 2017): Այս տարբերակմանը նպաստող գործոններն են կենտրոնական Մեքսիկայի լեռնաշխարհում բնորոշ ենթաբազմությունների տարածական բաժանումը, հովիտներում և լեռներում օգտագործվող մշակման պայմանների և կարտոֆիլի սորտերի տարբերությունները և վայրի պալարային Solanum տեսակների առկայությունը, որոնք կարող են հանդես գալ որպես այլընտրանքային տերեր (Fry et al. ., 2009):
Այնուամենայնիվ, հարկ է նշել, որ հյուսիսային Մեքսիկայում P. infestans- ի բնակչությունը բավականին կլոնային է և ավելի նման հյուսիսամերիկյան բնակչությանը, ինչը կարող է ցույց տալ, որ սրանք նոր գենոտիպերն են (Fry et al., 2009):
Հյուսիսային Ամերիկա
P. infestans- ի հյուսիսամերիկյան բնակչությունը միշտ ունեցել է շատ պարզ կառուցվածք, և դրանց կլոնային բնույթը հաստատվել է միկրոարբանյակային վերլուծության օգտագործումից շատ առաջ: Մինչև 1987 թվականը ԱՄՆ-1 կլոնային գիծը գերակշռում էր ԱՄՆ-ում և Կանադայում (Goodwin et al., 1995): 70-ականների կեսերին, երբ հայտնվեցին մետալաքսիլային հիմքով ֆունգիցիդներ, այս կլոնը սկսեց փոխարինվել Մեքսիկայից գաղթած այլ ավելի դիմացկուն գենոտիպերով (Goodwin et al., 1998): 90-ականների վերջին: ԱՄՆ -8 գենոտիպը ամբողջությամբ փոխարինեց ԱՄՆ-ում 1-ին գենոտիպին ԱՄՆ-ում և դարձավ կարտոֆիլի գերակշռող կլոնային գիծը (Fry et al., 2009; Fry et al., 2015): Այլ իրավիճակ էր լոլիկի հետ, որը անընդհատ պարունակում էր մի քանի կլոնային գծեր, և դրանց կազմը տարեցտարի փոխվում էր (Fry et al., 2009):
2009-ին ԱՄՆ-ում բռնկվեց լոլիկի վրա ուշ փչացման լայնամասշտաբ համաճարակ: Այս համաճարակի առանձնահատկությունը ԱՄՆ հյուսիս-արևելքի շատ վայրերում դրա գրեթե միաժամանակյա սկիզբն էր, և պարզվեց, որ դա կապված է մեծ պարտեզի կենտրոններում վարակված լոլիկի սածիլների զանգվածային վաճառքի հետ (Fry et al., 2013): Բերքի կորուստները հսկայական էին: Տուժած նմուշների միկրովարբանագիտական վերլուծությունից պարզվել է, որ համաճարակային շտամը պատկանել է ԱՄՆ -22 A2 տիպի կլոնային գծին: 2009-ին P. infestans- ի ամերիկյան բնակչության մեջ այս գենոտիպի մասնաբաժինը հասավ 80% -ի (Fry et al., 2013): Հետագա տարիներին ԱՄՆ-23 (հիմնականում լոլիկի վրա) և 24-ԱՄՆ (կարտոֆիլի վրա) ագրեսիվ գենոտիպերի համամասնությունը կայուն աճեց բնակչության շրջանում, այնուամենայնիվ, 2011 թվականից հետո ԱՄՆ-24-ի հայտնաբերման մակարդակը զգալիորեն նվազեց, և մինչ օրս պաթոգեն բնակչության մոտ 90% -ը Միացյալ Նահանգները ներկայացված է US-23 գենոտիպով (Fry et al., 2015):
Կանադայում, ինչպես Միացյալ Նահանգներում, 90-ականների վերջին: գերակշռող US-1 գենոտիպը փոխարինվեց US-8- ով, որի գերիշխող դիրքերը մնացին անփոփոխ մինչև 2008 թվականը: Կանադայում ուշ լորձաթաղանթի համաճարակներ կային ՝ կապված լոլիկի վարակված տնկիների վաճառքի հետ, բայց դրանք առաջացել էին US-2009 և US-2010 գենոտիպերի կողմից (Kalischuk et al., 23): Այս գենոտիպերի հստակ աշխարհագրական սահմանազատումը ուշագրավ էր. ԱՄՆ-8-ը գերակշռում էին Կանադայի արևմտյան նահանգներում (2012%), իսկ ԱՄՆ-23-ը `արևելյան նահանգներում (68%): Հետագա տարիներին ԱՄՆ-8-ը տարածվեց դեպի արևելյան շրջաններ, սակայն, ընդհանուր առմամբ, բնակչության մեջ նրա մասնաբաժինը փոքր-ինչ նվազեց երկրում `ԱՄՆ -83 և ԱՄՆ -23 գենոտիպերի տեսքի ֆոնի վրա (Պետեր և այլն, 22): Մինչ օրս ԱՄՆ-24-ը գերիշխող դիրք է պահպանում ամբողջ Կանադայում. US-2014- ը ներկա է Բրիտանական Կոլումբիայում, իսկ US-23- ը և US-8- ը Օնտարիոյում են (Պետերս, 23):
Այսպիսով, P. infestans- ի հյուսիսամերիկյան բնակչությունը հիմնականում կլոնային գծեր է: Անցած 40 տարիների ընթացքում հայտնաբերված կլոնային գենոտիպերի քանակը հասել է 24-ի: Չնայած այն հանգամանքին, որ բնակչության մեջ առկա են երկու տեսակի զուգավորման շտամներ, սեռական վերամարմնավորման արդյունքում նոր գենոտիպերի առաջացման հավանականությունը մնում է բավականին ցածր: Այնուամենայնիվ, վերջին 20 տարիների ընթացքում արձանագրվել է էֆեմերալ ռեկոմբինանտ պոպուլյացիաների առաջացման մի քանի դեպք (Gavino et al., 2000; Danies et al., 2014; Peters et al., 2014), և մի դեպքում հատման արդյունքը US-11 գենոտիպն էր , որը երկար տարիներ արմատավորված էր Հյուսիսային Ամերիկայում (Gavino et al., 2000): Մինչև 2009 թվականը, բնակչության կառուցվածքի փոփոխությունները կապված էին նոր, ավելի ագրեսիվ գենոտիպերի առաջացման հետ, հետագա միգրացիայով և նախկինում գերիշխող նախորդ նախորդների տեղահանմամբ: Ինչ է տեղի ունեցել 2009-2010թթ ԱՄՆ-ում և Կանադայում էպիֆիտոտիկներն առաջին անգամ ցույց տվեցին, որ գլոբալիզացիայի դարաշրջանում հիվանդության բռնկումները կարող են կապված լինել վարակված տնկանյութ վաճառելիս նոր գենոտիպերի ակտիվ տարածման հետ:
Հարավային Ամերիկա
Մինչ վերջերս, P. infestans- ի հարավամերիկյան բնակչության ուսումնասիրությունները ոչ կանոնավոր էին, ոչ էլ մասշտաբային: Հայտնի է, որ այս պոպուլյացիաների կառուցվածքը բավականին պարզ է և ներառում է 1-5 կլոնային տոհմեր յուրաքանչյուր երկրի համար (Forbes et al., 1998): Այսպիսով, 1998 թ.-ին կարտոֆիլի վրա հայտնաբերվել են US-1 (Բրազիլիա, Չիլի) BR-1 (Բրազիլիա, Բոլիվիա, Ուրուգվայ, Պարագվայ), EC-1 (Էկվադոր, Կոլումբիա, Պերու և Վենեսուելա), AR-1, AR գենոտիպերը -2, AR-3, AR-4 և AR-5 (Արգենտինա), PE-3 և PE-7 (հարավային Պերու): A2 տիպի զուգավորումը առկա էր Բրազիլիայում, Բոլիվիայում և Արգենտինայում և այն չի հայտնաբերվել Բոլիվիայի և Պերուի սահմանից այն կողմ ՝ Տիտիկակա լճի տարածքում, որի ետևում EC-1 A1 գենոտիպը գերակշռում էր Անդերում: Լոլիկի վրա ԱՄՆ-1-ը մնաց գերիշխող գենոտիպը ողջ Հարավային Ամերիկայում:
Իրավիճակը քիչ թե շատ պահպանվեց 2000-ականներին: Կարևոր կետ էր Հյուսիսային Անդերում հայտնաբերումը A2 տեսակի EC-2 նոր կլոնային գծի վայրի աճող կարտոֆիլի հարազատների (S. brevifolium և S. tetrapetalum) վրա (Oliva et al., 2010): Ֆիլոգենետիկ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս տողը լիովին նույնական չէ P. infestans- ին, թեև սերտորեն կապված է դրա հետ, որի կապակցությամբ առաջարկվել է այն դիտարկել, ինչպես նաև մեկ այլ տող ՝ EC-3, մեկուսացված լոլիկի ծառից ՝ Andes աճող S. betaceum, նոր տեսակ, որը կոչվում է P. andina; այնուամենայնիվ, այս տեսակի կարգավիճակը (անկախ տեսակ կամ P. infestans- ի հիբրիդ, որի որոշ դեռ անհայտ գիծ կա) դեռ պարզ չէ (Delgado et al., 2013):
Ներկայումս P. infestans- ի բոլոր հարավամերիկյան բնակչությունները կլոնային են: Չնայած զուգավորման երկու տեսակների առկայությանը, վերամշակված պոպուլյացիաներ չեն հայտնաբերվել: Լոլիկի վրա ԱՄՆ-1 գենոտիպը ամենուր է, ըստ երեւույթին տեղահանված կարտոֆիլից տեղահանված է, որի ճշգրիտ ծագումը դեռ անհայտ է: Բրազիլիայում, Բոլիվիայում և Ուրուգվայում առկա է BR-1 գենոտիպը. Պերուում, ԱՄՆ -1 և EC-1 հետ միասին, կան ևս մի քանի տեղական գենոտիպեր: Անդերում գերիշխող դիրքը պահպանում է EC-1 կլոնային գիծը, որի փոխհարաբերությունը վերջերս հայտնաբերված P. andina- ի հետ մնում է անհայտ: Միակ «անկայուն» վայրը, որտեղ 2003-2013թթ. տեղի ունեցան զգալի փոփոխություններ բնակչության շրջանում, դարձավ Չիլի (Acuña et al., 2012), որտեղ 2004-2005թթ. հարուցիչների պոպուլյացիան բնութագրվում է մետալաքսիլին և նոր միտոքոնդրիալ ԴՆԹ հապլոտիպին դիմադրողականությամբ (Ia նախկինում առկա Ib- ի փոխարեն): 2006-ից 2011 թվականներ Բնակչության մեջ գերակշռում էր 21 գենոտիպը (ըստ ՊՍR), որի մասնաբաժինը հասավ 90% -ի, որից հետո արմավենին անցավ 20 գենոտիպին, որի առաջացման հաճախականությունը հաջորդ երկու տարիներին պահպանվեց մոտ 67% (Acu Aca, 2015):
Եվրոպա
Եվրոպայի պատմության մեջ Հյուսիսային Ամերիկայից P. infestans- ի միգրացիայի առնվազն երկու ալիք է եղել. 1-րդ դարում: (Խոտաբույս -1) և 70-րդ դարի սկզբին (ԱՄՆ -1): XNUMX-ականներին մետալաքսիլ պարունակող ֆունգիցիդների ամենուր տարածումը: հանգեցրել է գերակշռող US-XNUMX գենոտիպի տեղահանմանը և նոր գենոտիպերով փոխարինմանը: Արդյունքում, Արևմտյան Եվրոպայի երկրների մեծ մասում հարուցիչի պոպուլյացիաները ներկայացվում էին հիմնականում մի քանի կլոնային գծերով:
Մանրադիտակի վերլուծության օգտագործումը պաթոգեն պոպուլյացիաների վերլուծության համար հնարավորություն տվեց հայտնաբերել լուրջ փոփոխություններ, որոնք տեղի են ունեցել Արևմտյան Եվրոպայում 2005-2008 թվականներին: 2005 թ.-ին Մեծ Բրիտանիայում հայտնաբերվեց նոր կլոնային գիծ, որը կոչվում էր 13_A2 (կամ «Կապույտ 13») և բնութագրվում է A2 զուգավորման տիպով , բարձր ագրեսիվություն և դիմադրություն ֆենիլամիդների նկատմամբ (Shaw et al., 2007): Նույն գենոտիպը հայտնաբերվել է 2004-ին Նիդեռլանդներում և Հյուսիսային Ֆրանսիայում հավաքված նմուշներում, ինչը ենթադրում է, որ այն գաղթել է ՄԹ մայրցամաքային Եվրոպայից, հնարավոր է ՝ սերմացու կարտոֆիլով (Cooke et al., 2007): Այս կլոնային գծի ներկայացուցիչների գենոմի ուսումնասիրությունը ցույց է տվել դրա հաջորդականության պոլիմորֆիզմի բարձր աստիճան (մինչև 2016 թվականը, նրա ենթաբջջային տատանումների թիվը հասել է 340-ի) և գենի արտահայտման մակարդակի տատանումների զգալի աստիճան, ներառյալ էֆեկտորների գեները բույսերի վարակի ժամանակ (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017): Այս հատկությունները, բիոտրոֆիկ փուլի ավելացված տևողության հետ մեկտեղ, կարող են առաջացնել ագրեսիվության բարձրացում 13_A2 և նրա ունակություն վարակելու նույնիսկ կարտոֆիլի սորտեր, որոնք դիմացկուն են ուշ հիվանդությունից:
Հաջորդ մի քանի տարիների ընթացքում գենոտիպը արագորեն տարածվեց Հյուսիսարևմտյան Եվրոպայի երկրներում (Մեծ Բրիտանիա, Իռլանդիա, Ֆրանսիա, Բելգիա, Նիդեռլանդներ, Գերմանիա) ՝ նախկինում գերակշռող 1_A1, 2_A1, 8_A1 գենոտիպերի միաժամանակյա տեղաշարժով (Montarry et al., 2010; Gisi et al. , 2011; Van den Bosch et al., 2011; Cooke, 2015; Cooke, 2017): Ըստ www.euroblight.net կայքի, 13_A2- ի մասնաբաժինը այս երկրների բնակչության մեջ հասել է 60-80% և ավելի; այս գենոտիպի առկայությունը գրանցվել է նաև Արևելյան և Հարավային Եվրոպայի որոշ երկրներում: Այնուամենայնիվ, 2009-2012թթ. 13_A2– ը կորցրեց իր գերիշխող դիրքերը Մեծ Բրիտանիայում և Ֆրանսիայում ՝ զիջելով 6_A1 շարքին (8_A1 Իռլանդիայում), իսկ Նիդեռլանդներում և Բելգիայում այն մասամբ փոխարինվեց 1_A1, 6_A1 և 33_A2 գենոտիպերով (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017; Stellingwerf, 2017):
Մինչ օրս P. infestans- ի Արեւմտյան Եվրոպայի բնակչության 70% -ը մոնոկլոնային է: Www.euroblight.net կայքի համաձայն ՝ Հյուսիսարևմտյան Եվրոպայի երկրներում (Մեծ Բրիտանիա, Ֆրանսիա, Գերակշռող գենոտիպերը
Նիդեռլանդներ, Բելգիա) մնում են, մոտավորապես հավասար համամասնությամբ, 13_A2 և 6_A1, և վերջինս գործնականում չի հանդիպում նշված տարածաշրջանից դուրս (բացառությամբ Իռլանդիայի), բայց արդեն ունի առնվազն 58 ենթաբլոկ (Cooke, 2017): 13_A2 տատանումները նկատելի թվերով առկա են Գերմանիայում, և պարբերաբար դիտվում են նաև Կենտրոնական և Հարավային Եվրոպայի երկրներում: 1_A1 գենոտիպը կազմում է Բելգիայի, մասամբ Նիդեռլանդների և Ֆրանսիայի բնակչության զգալի մասը: 8_A1 գենոտիպը կայունացել է եվրոպական բնակչության շրջանում 3-6% մակարդակի վրա, բացառությամբ Իռլանդիայի, որտեղ այն պահպանում է իր առաջատար դիրքը և բաժանված է երկու ենթակլոնների (Stellingwerf, 2017): Վերջապես, 2016 թ.-ին նկատվեց 36_A2 և 37_A2 նոր գենոտիպերի առաջացման հաճախականության աճ, որն առաջին անգամ գրանցվել է 2013-2014 թվականներին: մինչ օրս այդ գենոտիպերը հանդիպում են Նիդեռլանդներում և Բելգիայում, մասամբ ՝ Ֆրանսիայում և Գերմանիայում, ինչպես նաև Մեծ Բրիտանիայի հարավային մասում (Քուք, 2017): Արևմտյան Եվրոպայի բնակչության մոտավորապես 20-30% -ը տարեկան ներկայացվում է եզակի գենոտիպերով:
Ի տարբերություն Արևմտյան Եվրոպայի, 13_A2 գենոտիպի հայտնվելուն պես Հյուսիսային Եվրոպայի (Շվեդիա, Նորվեգիա, Դանիա, Ֆինլանդիա) բնակչությունը ներկայացված էր ոչ թե կլոնային գծերով, այլ մեծ թվով եզակի գենոտիպերով (Brurberg et al.,
2011): Արևմտյան Եվրոպայում 13_A2 ակտիվ տարածման ժամանակաշրջանում Սկանդինավիայում այս գենոտիպի առկայությունը չի նկատվել մինչև 2011 թվականը, երբ այն առաջին անգամ հայտնաբերվեց Հյուսիսային Յուտլանդիայում (Դանիա), որտեղ հիմնականում կարտոֆիլի արդյունաբերական սորտեր են աճեցվում ՝ մետալաքսիլ պարունակող ակտիվ օգտագործմամբ: ֆունգիցիդներ (Nielsen et al., 2014): Ըստ www.euroblight.net- ի ՝ 13_A2 գենոտիպը հայտնաբերվել է նաև Նորվեգիայից և Դանիայից մի քանի նմուշների մեջ 2014-ին, իսկ Նորվեգիայի մի քանի նմուշներում ՝ 2016-ին; Բացի այդ, 2013-ին Ֆինլանդիայում նկատվել է 6_A1 գենոտիպի փոքր քանակությամբ առկայություն: Սկանդինավիան նվաճելիս 13_A2 և այլ կլոնային գծերի ձախողման հիմնական պատճառը համարվում են այս տարածաշրջանի կլիմայական տարբերությունները Արևմտյան Եվրոպայի երկրներից:
Բացի այն, որ զով ամառներն ու ցուրտ ձմեռները նպաստում են ոչ այնքան վեգետատիվ միկելիումի գոյատևմանը, որքան օոսպորներին (Sjöholm et al., 2013), ձմռանը հողի սառեցումը (որը սովորաբար չի լինում Արևմտյան Եվրոպայի ավելի տաք երկրներում) նպաստում է օոսպորների բողբոջման և տնկման համաժամացմանը: կարտոֆիլ, որն ուժեղացնում է նրանց դերը որպես առաջնային վարակի աղբյուր (Brurberg et al., 2011): Հարկ է նաև նշել, որ հյուսիսային պայմաններում օոսպորներից վարակի զարգացումը գերակատարում է պալարային վարակի զարգացումը, որն ի վերջո կանխում է նույնիսկ ավելի ագրեսիվ, բայց հետագայում զարգացած կլոնային գծերի գերակշռումը (Յուեն, 2012): Արեւելյան Եվրոպայի երկրների (Լեհաստան, Բալթյան երկրներ) P. infestans- ի առավել ուսումնասիրված բնակչության կառուցվածքը շատ նման է Սկանդինավիայում:
Matուգավորման երկու տեսակները նույնպես առկա են այստեղ, և SSR վերլուծությամբ որոշված գենոտիպերի ճնշող մեծամասնությունը եզակի է (Chmielarz et al., 2014; Runno-Paurson et al., 2016): Ինչպես Հյուսիսային Եվրոպայում, կլոնային գծերի բաշխումը (առաջին հերթին ՝ 13_A2 գենոտիպի) գործնականում չի ազդել հարուցիչի տեղական բնակչության վրա, որոնք պահպանում են բազմազանության բարձր մակարդակ ՝ ընդգծված գերիշխող գծերի բացակայությամբ:
13_A2- ի առկայությունը երբեմն նկատվում է կարտոֆիլի առևտրային սորտեր ունեցող դաշտերում: Ռուսաստանում իրավիճակը զարգանում է նույն կերպ: P. infestans- ի մեկուսարանների միկրոշարքային վերլուծություն, որոնք հավաքվել են 2008-2011 թվականներին Ռուսաստանի եվրոպական մասի 10 տարբեր շրջաններում ցույց տվեց գենոտիպային բազմազանության բարձր աստիճան և եվրոպական կլոնային գծերի հետ համընկնումների լիակատար բացակայություն (Statsyuk et al., 2014): Մի քանի տարի անց, 2013-2014 թվականներին Լենինգրադի մարզում հավաքված P. infestans նմուշների ուսումնասիրությունը ցույց տվեց նրանց և նախորդ շրջանում հայտնաբերված գենոտիպերի զգալի տարբերությունները: Երկու ուսումնասիրություններում էլ արևմտաեվրոպական գենոտիպեր չեն հայտնաբերվել (Beketova et al., 2014; Kuznetsova et al., 2016):
P. infestans- ի արեւելյան Եվրոպայի բնակչության բարձր գենետիկ բազմազանությունը և դրանցում գերիշխող կլոնային գծերի բացակայությունը կարող են պայմանավորված լինել մի քանի պատճառներով: Նախ, ինչպես Հյուսիսային Եվրոպայում, դիտարկվող երկրների կլիմայական պայմանները նպաստում են օոսպորների ՝ որպես վարակի հիմնական աղբյուրի ձեւավորմանը (Ուլանովա և ուրիշներ. 2010, Chmielarz et al., 2014): Երկրորդ, կարտոֆիլի զգալի մասն այս երկրներում արտադրվում է փոքր մասնավոր ֆերմերային տնտեսություններում, որոնք հաճախ շրջապատված են անտառներով կամ վարակիչ նյութի ազատ տեղաշարժման այլ խոչընդոտներով (Chmielarz et al., 2014): Որպես կանոն, նման պայմաններում աճեցված կարտոֆիլը գործնականում չի բուժվում քիմիական նյութերով, և սորտերի ընտրությունը հիմնված է դրանց ուշ դիմադրության վրա, այսինքն. չկա մետալաքսիլին ագրեսիվության և դիմադրողականության ընտրողական ճնշում, ինչը զրկում է դիմացկուն գենոտիպերին, ինչպիսին է 13_A2- ը, այլ գենոտիպերի նկատմամբ առավելություններից (Chmielarz et al., 2014): Վերջապես, հողակտորների փոքր չափի պատճառով դրանց տերերը սովորաբար չեն վարվում բերքի ռոտացիայի միջոցով, տարիներ շարունակ նույն տեղում կարտոֆիլ աճեցնելով, ինչը նպաստում է գենետիկորեն բազմազան պատվաստանյութի կուտակմանը (Runno-Paurson et al., 2016; Elansky, 2015; Elansky et al. ., 2015):
Ասիա
Մինչ վերջերս, Ասիայի P. infestans բնակչության կառուցվածքը մնում էր համեմատաբար թույլ հասկացված: Հայտնի էր, որ այն ներկայացված է հիմնականում կլոնային գծերով, իսկ սեռական ռեկոմբինացիայի ազդեցությունը նոր գենոտիպերի առաջացման վրա շատ փոքր է: Այսպիսով, օրինակ, 1997-1998թթ. Ռուսաստանի ասիական մասում (Սիբիր և Հեռավոր Արևելք) հարուցիչի պոպուլյացիան ներկայացված էր ընդամենը երեք գենոտիպով ՝ SIB-1 գենոտիպի գերակշռությամբ (Elansky et al., 2001): Կլոնալ պաթոգեն գծերի առկայությունը ցույց է տրվել այնպիսի երկրներում, ինչպիսիք են Չինաստանը, Japanապոնիան, Կորեան, Ֆիլիպինները և Թայվանը (Koh et al., 1994; Chen et al., 2009): 1-ականների վերջին `90-ականների սկզբին, ԱՄՆ-2000 կլոնային գիծը, որը գերակշռում էր Ասիայի մի մեծ տարածքում: գրեթե ամենուր սկսեցին փոխարինել այլ գենոտիպերով, որոնք, իրենց հերթին, իրենց տեղը զիջեցին նորերին: Շատ դեպքերում, Ասիայի երկրներում բնակչության կառուցվածքի և կազմի փոփոխությունները կապված էին դրսից նոր գենոտիպերի միգրացիայի հետ: Այսպիսով, Japanապոնիայում, բացառությամբ JP-3 գենոտիպի, US-1- ից հետո հայտնված ճապոնական բոլոր մյուս գենոտիպերը (JP-1, JP-2, JP-3) ունեն քիչ թե շատ ապացուցված արտաքին ծագում (Akino et al., 2011) ... Չինաստանում ներկայումս կա երեք հիմնական պաթոգեն պոպուլյացիա, որոնք ունեն հստակ աշխարհագրական բաժանում: Այս պոպուլյացիաների միջեւ գոյություն չունի կամ շատ թույլ գեների հոսք է (Guo et al., 2010; Li et al., 2013b): 13_A2 գենոտիպը հայտնվել է Չինաստանի տարածքում ՝ հարավային նահանգներում (Յուննան և Սիչուան) 2005-2007 թվականներին, իսկ 2012-1014 թվականներին: տեսվել է նաև երկրի հյուսիս-արևելքում (Li et al., 2013b): Հնդկաստանում 13_A2- ը հայտնվել է ենթադրաբար Չինաստանում միաժամանակ, ամենայն հավանականությամբ վարակված սերմացու կարտոֆիլով (Chowdappa et al., 2015), և 2009-2010թթ. երկրի հարավում լոլիկի վրա ուշացած հիվանդության լուրջ էպիֆիտոտիկ հիվանդություն առաջացրեց, որից հետո այն տարածվեց կարտոֆիլի վրա, իսկ 2014-ին արևմտյան Բենգալում առաջացրեց ուշ հիվանդություն, ինչը հանգեցրեց շատ տեղացի ֆերմերների կործանման և ինքնասպանության (Fry, 2016):
Աֆրիկա
Մինչեւ 2008-2010թթ աֆրիկյան երկրներում P. infestans- ի համակարգված ուսումնասիրություններ չեն իրականացվել: Այս պահին P. infestans- ի աֆրիկյան բնակչությունը կարելի է բաժանել երկու խմբի, և այդ բաժանումը ակնհայտորեն կապված է Եվրոպայից սերմացու կարտոֆիլ ներմուծելու փաստի հետ:
Հյուսիսային Աֆրիկայում, որը Եվրոպայից ակտիվորեն ներմուծում է սերմացու կարտոֆիլ, A2 զուգավորման տիպը լայնորեն ներկայացված է գրեթե բոլոր տարածաշրջաններում, ինչը սեռական ռեկոմբինացիայի արդյունքում նոր գենոտիպերի առաջացման տեսական հնարավորություն է տալիս (Corbière et al., 2010; Rekad et al., 2017): Բացի այդ, Ալժիրում 13_A2, 2_A1 և 23_A1 գենոտիպերի առկայությունը նշվում է դրանցից առաջինի հստակ գերակշռությամբ, ինչպես նաև եզակի գենոտիպերի համամասնության անհետացման աստիճանական նվազմամբ (Rekad et al., 2017): Ի տարբերություն տարածաշրջանի մնացած մասերի, Թունիսում (բացառությամբ երկրի հյուսիս-արևելքի) հարուցիչի պոպուլյացիան ներկայացված է հիմնականում A1 զուգավորման տիպով (Harbaoui et al., 2014):
Այստեղ գերակշռում է կլոնային NA-01 գիծը: Ընդհանուր առմամբ, բնակչության շրջանում կլոնային գծերի համամասնությունը կազմում է ընդամենը 43%: Արևելյան և Հարավային Աֆրիկայում, որտեղ սերմերի ներմուծման ծավալները անհայտորեն փոքր են (Fry et al., 2009), P. infestans- ը ներկայացված է A1 տիպի ընդամենը երկու կլոնային տողերով ՝ US-1 և KE-1, իսկ վերջինս ակտիվորեն տեղափոխում է կարտոֆիլի վրա ( Pule et al., 2012; Njoroge et al., 2016): Մինչ օրս այս երկու գենոտիպերն էլ նկատելի են ենթաբջջային տատանումներով:
Ավստրալիա
Ավստրալիայում կարտոֆիլի ուշացած պաթոլոգիայի առաջին զեկույցը սկիզբ է առել 1907-ին, իսկ առաջին էպիֆիտոտիան, որը ենթադրաբար առաջացել է ամռան ամիսներին հորդառատ անձրևներից, տեղի է ունեցել 1909-1911 թվականներին: (Drenth et al., 2002): Ընդհանուր առմամբ, սակայն, ուշ հիվանդությունը երկրի համար չունի էական տնտեսական նշանակություն: Բարձր խոնավություն ապահովող եղանակային պայմաններով հրահրված ուշ պղտորման բռնկումները տեղի չեն ունենում ավելի հաճախ, քան 5-7 տարին մեկ անգամ և տեղայնացված են հիմնականում հյուսիսային Տասմանիայում և Վիկտորիայի կենտրոնական մասում: Վերոգրյալի կապակցությամբ P. infestans- ի Ավստրալիայի բնակչության կառուցվածքի ուսումնասիրությանը նվիրված հրապարակումները գործնականում բացակայում են: Վերջին մատչելի տեղեկատվությունը 1998-2000թթ. (Drenth et al., 2002): Հեղինակների կարծիքով, Վիկտորիայի բնակչությունը կլոնային գիծ էր US-1.3, ինչը անուղղակիորեն հաստատեց այս գենոտիպի միգրացիան ԱՄՆ-ից: Տասմանյան նմուշները դասակարգվել են որպես AU-3 տիպեր `տարբեր գենոտիպերից, որոնք այդ ժամանակ առկա էին աշխարհի այլ մասերում:
Ռուսաստանում ուշ հիվանդության զարգացման առանձնահատկությունները
Եվրոպայում վարակվել է հիվանդ սերմնաբջիջներով, հողում ձմեռող օոսպորներով, ինչպես նաև անցյալ տարվա դաշտերում («կամավոր» բույսեր) ձմեռած պալարներից աճեցված բույսերից քամու բերած զոոսպորանգիան կամ պալարների պահեստավորման էջանիշ: Դրանցից թափված պալարների կույտերի վրա աճեցված բույսերը համարվում են վարակի ամենավտանգավոր աղբյուրը: այնտեղ, բողբոջված պալարների քանակը հաճախ զգալի է, և նրանցից zoosporangia- ն կարելի է տեղափոխել երկար հեռավորությունների վրա: Մնացած աղբյուրները (օոսպորներ, «կամավոր» բույսեր) այնքան էլ վտանգավոր չեն, քանի որ ընդունված չէ նույն դաշտերում բույսեր աճեցնել ավելի հաճախ, քան 3-4 տարին մեկ անգամ: Հիվանդ սերմնաբջիջներից վարակը նույնպես նվազագույն է `սերմերի որակի վերահսկման լավ համակարգի շնորհիվ:
Ընդհանուր առմամբ, եվրոպական բնակչության շրջանում պատվաստանյութերի քանակը սահմանափակ է, և, հետեւաբար, համաճարակի աճը բավականին դանդաղ է և հաջողությամբ կարելի է վերահսկել ՝ օգտագործելով քիմիական ֆունգիցիդային պատրաստուկներ: Եվրոպական պայմաններում հիմնական խնդիրը վարակի դեմ պայքարն է այն փուլում, երբ սկսվում է zoosporangia- ի զանգվածային ցրումը ազդակիր բույսերից:
Ռուսաստանում իրավիճակն արմատապես այլ է: Կարտոֆիլի և լոլիկի բերքի մեծ մասն աճում է փոքր մասնավոր այգիներում. պաշտպանիչ միջոցառումներ կամ ընդհանրապես չեն իրականացվում դրանց վրա, կամ ֆունգիցիդային բուժումներն իրականացվում են անբավարար քանակով և սկսվում են գագաթներին ուշացած պայթյունի հայտնվելուց հետո: Արդյունքում, մասնավոր բուսական այգիները գործում են որպես վարակի հիմնական աղբյուր, որից զոոսպորանգիան քամու միջոցով տեղափոխվում է առևտրային տնկարկներ: Դա հաստատվում է Մոսկվայի, Բրյանսկի, Կոստրոմայի, Ռյազանի մարզերում կատարված մեր անմիջական դիտարկումներով. Մասնավոր այգիներում բույսերի վնասը նկատվում է նույնիսկ մինչև առևտրային տնկարկների ֆունգիցիդների մշակման մեկնարկը: Դրանից հետո խոշոր դաշտերում համաճարակը զսպվում է ֆունգիցիդային պատրաստուկների օգտագործմամբ, մինչդեռ մասնավոր այգիներում նկատվում է ուշ հիվանդության արագ զարգացում:
Առևտրային տնկարկների սխալ կամ «բյուջետային» բուժման դեպքում դաշտերում հայտնվում են ուշ աղտոտման օջախներ. հետագայում դրանք ակտիվորեն զարգանում են ՝ ընդգրկելով ավելի ու ավելի մեծ տարածքներ (Էլանսկի, 2015): Մասնավոր այգիներում վարակը զգալի ազդեցություն ունի առևտրային ոլորտներում համաճարակների վրա: Ռուսաստանի կարտոֆիլ աճեցնող բոլոր մարզերում մասնավոր այգիներում կարտոֆիլի զբաղեցրած տարածքը մի քանի անգամ ավելի մեծ է, քան խոշոր արտադրողների դաշտերի ընդհանուր մակերեսը: Նման միջավայրում մասնավոր բանջարանոցային այգիները կարող են դիտվել որպես գլոբալ պատվաստանյութ ռեսուրս առևտրային ոլորտների համար: Փորձենք բացահայտել այն հատկությունները, որոնք բնորոշ են մասնավոր այգիների շտամների գենոտիպերին:
Բույսերի կարտոֆիլի, սերմացուի և կարանտինի վերահսկողության տնկումը, կասկածելի օտարերկրյա արտադրողներից ստացված լոլիկի սերմերը, նույն տարածքներում կարտոֆիլի և լոլիկի երկարատև մշակումը, սունկի դեմ անպատշաճ բուժումը կամ դրանց լիակատար բացակայությունը հանգեցնում են մասնավոր հատվածում լուրջ էպիֆիտոտիաների հատում, հիբրիդացում և օոսպորների ձևավորում մասնավոր այգիներում: Արդյունքում, նկատվում է հարուցիչի շատ բարձր գենոտիպային բազմազանություն, երբ գրեթե յուրաքանչյուր շտամ եզակի է իր գենոտիպով (Elansky et al., 2001, 2015): Տարբեր գենետիկ ծագում ունեցող սերմնաբուծական կարտոֆիլ տնկելը դժվարացնում է, որ որոշակի բազմազանության վրա հարձակվելու համար հատուկ կլոնային գծեր հայտնվեն: Նման դեպքում ընտրված շտամներն առանձնանում են իրենց բազմակողմանիությամբ `կապված տուժած սորտերի հետ, նրանց մեծ մասն ունի վիրուսային գեների մոտ առավելագույն քանակի: Սա շատ տարբեր է «կլոնային գծերի» համակարգից, որը բնորոշ է գյուղատնտեսական ձեռնարկությունների խոշոր դաշտերին `պատշաճ տեղադրված պաշտպանությունից` ուշ հիվանդությունից: «Կլոնային գծերը» (երբ դաշտում ուշացած պաթոգենի բոլոր շտամները ներկայացված են մեկ կամ մի քանի գենոտիպերով) ամենուր կան այն երկրներում, որտեղ կարտոֆիլի աճեցումն իրականացնում են բացառապես խոշոր ֆերմերային տնտեսություններ. ԱՄՆ, Նիդեռլանդներ, Դանիա և այլն: Անգլիայում, Իռլանդիայում, Լեհաստանում, որտեղ տնային տնտեսությունները նույնպես ավանդաբար տարածված են կարտոֆիլ աճեցնելը, մասնավոր այգիներում կա նաև գենոտիպային ավելի բարձր բազմազանություն: 20-րդ դարի վերջին «կլոնային գծերը» լայն տարածում ունեին Ռուսաստանի Ասիայի և Հեռավոր Արևելքի մասերում (Էլանսկի և այլք, 2001 թ.), Ինչը, ըստ երեւույթին, պայմանավորված է կարտոֆիլի նույն տեսակների բացառապես տնկման համար: Վերջերս իրավիճակը այս տարածաշրջաններում նույնպես սկսեց փոխվել ՝ կապված բնակչության գենոտիպային բազմազանության ավելացման հետ:
Ֆունգիցիդային պատրաստուկներով ինտենսիվ բուժման բացակայությունն ունի մեկ այլ, ուղղակի հետևանք. Այգիներում դիմացկուն շտամների կուտակում չկա: Իրոք, մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ մետալաքսիլակայուն շտամները շատ ավելի հազվադեպ են հանդիպում մասնավոր այգիներում, քան առևտրային տնկարկներում:
Մասնավոր այգիներին բնորոշ կարտոֆիլի և լոլիկի տնկման սերտ հարությունը նպաստում է այս մշակաբույսերի միջև շտամների տեղափոխմանը, որի արդյունքում, վերջին տասնամյակում, կարտոֆիլից մեկուսացված շտամների մեջ, կեռաս լոլիկի սորտերի (T1) դիմադրության գեն կրող շտամների համամասնությունը, որը նախկինում բնորոշ էր միայն « լոլիկ »շտամներ: T1 գենով շտամները շատ դեպքերում խիստ ագրեսիվ են ինչպես կարտոֆիլի, այնպես էլ լոլիկի նկատմամբ:
Վերջին տարիներին լոլիկի վրա ուշացած հիվանդությունը սկսեց շատ դեպքերում ավելի շուտ հայտնվել, քան կարտոֆիլի վրա: Լոլիկի սածիլները կարող են վարակվել հողում օոսպորներով, կամ լոլիկի սերմերում առկա օոսպորներով կամ դրանց հավատարիմ մնալով (Rubin et al., 2001): Վերջին 15 տարվա ընթացքում խանութներում մեծ թվով էժան փաթեթավորված սերմեր են հայտնվել, հիմնականում ներմուծված, և փոքր արտադրողներից շատերն անցել են դրանց օգտագործման: Սերմերը կարող են պարունակել շտամներ գենոտիպերով, որոնք բնորոշ են դրանց մշակման շրջաններին: Հետագայում այդ գենոտիպերը ներառվում են մասնավոր այգիների սեռական գործընթացում, ինչը հանգեցնում է բոլորովին նոր գենոտիպերի առաջացմանը:
Այսպիսով, կարելի է փաստել, որ մասնավոր այգիները գլոբալ «հալման կաթսա» են, որում գենետիկ նյութի փոխանակման արդյունքում վերամշակվում են գոյություն ունեցող գենոտիպերը և հայտնվում են բոլորովին նորերը: Ավելին, դրանց ընտրությունը տեղի է ունենում այնպիսի պայմաններում, որոնք խիստ տարբերվում են խոշոր ֆերմերային տնտեսություններում կարտոֆիլի համար. Ֆունգիցիդային ճնշման բացակայություն, տնկարկների սորտային միատարրություն, վիրուսային և բակտերիալ վարակի տարբեր ձևերից տուժած բույսերի գերակշռում, լոլիկին և վայրի գիշերահավերին մոտիկություն, ակտիվ անցում և օոսպորի ձևավորում, հնարավորությունը: որպեսզի օոսպորները հաջորդ տարվա ընթացքում դառնան վարակի աղբյուր:
Այս ամենը հանգեցնում է հետևի բակի պոպուլյացիաների գենոտիպային շատ բարձր բազմազանության: Էպիֆիտոտիկ պայմաններում ուշ հիվանդությունը շատ արագ տարածվում է բանջարանոցներում և հսկայական քանակությամբ սպորներ են արձակվում, որոնք թռչում են մոտակա առևտրային տնկարկներ: Այնուամենայնիվ, գյուղատնտեսական տեխնոլոգիաների և քիմիական պաշտպանության ճիշտ համակարգով մուտք գործելով առևտրային ոլորտներ, ժամանած սպորները գործնականում հնարավորություն չունեն դաշտում էպիֆիտոտիկներ նախաձեռնելու, ինչը պայմանավորված է ֆունգիցիդներին դիմացկուն և մշակովի բազմազանության համար մասնագիտացված կլոնային գծերի բացակայությամբ:
Առաջնային պատվաստանյութի մեկ այլ աղբյուր կարող է լինել հիվանդ պալարները, որոնք հայտնվել են կոմերցիոն տնկիների մեջ: Որպես կանոն, այդ պալարներն աճեցվել են գյուղատնտեսական լավ տեխնոլոգիաներով և քիմիական ինտենսիվ պաշտպանությամբ դաշտերում: Մեկուսարանների գենոտիպերը, որոնք ազդել են պալարների վրա, հարմարեցված են իրենց բազմազանության զարգացմանը: Այս շտամները զգալիորեն ավելի վտանգավոր են կոմերցիոն տնկման համար, քան մասնավոր այգիներից առաջացող պատվաստանյութը: Մեր ուսումնասիրությունների արդյունքները նույնպես սատարում են այս ենթադրությունը: Պատշաճ կերպով անցկացված քիմիական պաշտպանությամբ և գյուղատնտեսական լավ տեխնոլոգիայով մեծ դաշտերից մեկուսացված բնակչությունը չի տարբերվում բարձր գենոտիպային բազմազանությամբ: Հաճախ դրանք մի քանի կլոնային գծեր են, որոնք խիստ ագրեսիվ են:
Առևտրի սերմնանյութերից ստացված շտամները կարող են մտնել պոպուլյացիաներ բանջարանոցներում և ներգրավվել դրանցում ընթացող գործընթացներում: Այնուամենայնիվ, բանջարանոցներում նրանց մրցունակությունը շատ ավելի ցածր կլինի, քան առևտրային ոլորտում, և շուտով նրանք կդադարեն գոյություն ունենալ կլոնային գծի տեսքով, բայց դրանց գեները կարող են օգտագործվել «պարտեզի» պոպուլյացիայում:
«Կամավոր» բույսերի և կուտակված պալարների կույտերի վրա բերքահավաքի ընթացքում առաջացող վարակը Ռուսաստանի համար այնքան էլ կարևոր չէ, քանի որ Ռուսաստանի կարտոֆիլ աճեցնող հիմնական շրջաններում նկատվում է խոր ձմեռային հողի սառեցում, և հողում ձմեռած պալարներից բույսերը հազվադեպ են զարգանում: Ավելին, ինչպես ցույց են տալիս մեր փորձերը, ուշ հիվանդության հարուցիչը չի գոյատևում բացասական ջերմաստիճանում նույնիսկ այն պալարների վրա, որոնք պահպանել են իրենց կենսունակությունը: Չոր գոտում, որտեղ տարածվում է վաղ կարտոֆիլի մշակումը, չոր և տաք աճող սեզոնի պատճառով ուշ հիվանդությունը բավականին հազվադեպ է:
Այսպիսով, մենք ներկայումս դիտարկում ենք P. infestans- ի պոպուլյացիաների բաժանումը «դաշտային» և «պարտեզային» պոպուլյացիաների: Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին նկատվում են գործընթացներ, որոնք հանգեցնում են այդ բնակչության գենոտիպերի մերձեցմանը և փոխներթափանցմանը:
Դրանց թվում կարելի է նշել փոքր արտադրողների գրագիտության ընդհանուր աճը, սերմացու կարտոֆիլի մատչելի փոքր փաթեթների առաջացումը, փոքր փաթեթներում ֆունգիցիդային պատրաստուկների տարածումը և բնակչության կողմից «քիմիայից» վախի կորուստը:
Իրավիճակ է ստեղծվում, երբ մեկ մատակարարի աշխույժ գործունեության շնորհիվ ամբողջ գյուղերը տնկվում են նույն բազմազանության սերմնաբջիջներով և ապահովվում նույն թունաքիմիկատների փոքր փաթեթներով: Կարելի է ենթադրել, որ նույն սորտերի կարտոֆիլը կգտնվի մոտակայքում գտնվող առեւտրային տնկարկներում:
Մյուս կողմից, թունաքիմիկատների առևտրի որոշ ընկերություններ խթանում են «բյուջետային» քիմիական բուժման սխեմաները: Այս պարագայում թերագնահատվում է առաջարկվող բուժման քանակը և առաջարկվում են ամենաէժան ֆունգիցիդները, և շեշտը դրվում է ոչ թե ուշ գագաթնակետի զարգացումը կանխելու համար, մինչև գագաթները հնձելը, այլ epiphytoty- ի որոշակի հետաձգումը `բերքատվությունը մեծացնելու համար: Նման սխեմաները տնտեսապես արդարացված են ցածրորակ սերմացուից կարտոֆիլ աճեցնելու ժամանակ, երբ սկզբունքորեն բարձր բերք ստանալու խնդիր չկա: Այնուամենայնիվ, այս դեպքում, ի տարբերություն պարտեզի բնակչության, կարտոֆիլի հավասարեցված գենետիկական ֆոնը նպաստում է հատուկ ֆիզիոլոգիական ցեղերի ընտրությանը, որոնք շատ վտանգավոր են այս բազմազանության համար:
Ընդհանրապես, կարտոֆիլի արտադրության «պարտեզային» և «դաշտային» մեթոդների մերձեցման միտումները մեզ թվում են բավականին վտանգավոր: Նրանց բացասական հետևանքները կանխելու համար, ինչպես տնային, այնպես էլ առևտրային հատվածներում, անհրաժեշտ կլինի վերահսկել ինչպես սերմացուի կարտոֆիլի տեսականին, այնպես էլ փոքր փաթեթավորմամբ մասնավոր սեփականատերերին առաջարկվող ֆունգիցիդների շարքը, ինչպես նաև կարտոֆիլի պաշտպանության սխեմաները հետևելն ու առևտրի ոլորտում ֆունգիցիդ պատրաստուկների օգտագործումը:
Մասնավոր հատվածի հատվածներում նկատվում է ոչ միայն ուշ հիվանդության, այլև Alternaria- ի ինտենսիվ զարգացում: Մասնավոր գյուղացիական տնտեսությունների սեփականատերերի մեծ մասը հատուկ միջոցներ չի ձեռնարկում Alternaria- ից պաշտպանվելու համար ՝ սխալ համարելով Alternaria– ի զարգացումը սաղարթների բնական թառամման կամ ուշացած հիվանդության զարգացման համար: Հետևաբար, զգայուն սորտերի Alternaria- ի զանգվածային զարգացումով, տնային տնտեսությունները կարող են ծառայել որպես պատվաստանյութի աղբյուր առևտրային տնկարկների համար:
Փոփոխականության մեխանիզմներ
Մուտացիայի գործընթաց
Քանի որ մուտացիաների առաջացումը պատահական գործընթաց է, որը ընթանում է ցածր հաճախականությամբ, ցանկացած լոկուսում մուտացիաների առաջացումը կախված է այս լոկուսի մուտացիայի հաճախությունից և բնակչության չափից: P. infestans շտամների մուտացիաների հաճախականությունն ուսումնասիրելիս սովորաբար որոշվում է ընտրող սննդանյութերի վրա աճած գաղութների քանակը քիմիական կամ ֆիզիկական մուտագեններով բուժումից հետո: Ինչպես երեւում է Աղյուսակ 8-ում ներկայացված տվյալներից, տարբեր տեղերում նույն շտամի մուտացիայի հաճախականությունը կարող է տարբերվել մեծության մի քանի կարգով: Մետալաքսիլին դիմադրության մուտացիաների բարձր հաճախականությունը կարող է լինել բնության մեջ դրան դիմացկուն շտամների կուտակման պատճառներից մեկը:
Լաբորատոր փորձերի հիման վրա հաշվարկված ինքնաբուխ կամ դրդված մուտացիաների հաճախականությունը միշտ չէ, որ համապատասխանում է բնական պոպուլյացիայում տեղի ունեցող գործընթացներին ՝ հետևյալ պատճառներով.
1. Ասինխրոն միջուկային տրոհումներով անհնար է գնահատել մեկ միջուկային սերնդի մուտացիաների հաճախությունը: Հետևաբար, փորձերի մեծամասնությունը տեղեկատվություն է տրամադրում միայն ուղղակիորեն մուտացիաների հաճախության մասին ՝ առանց տարբերելու միտոզին հաջորդող երկու մուտացիոն և մեկ իրադարձությունները:
2. Միաստիճան մուտացիաները սովորաբար նվազեցնում են գենոմի հավասարակշռությունը, հետևաբար, նոր հատկություն ձեռք բերելու հետ մեկտեղ, օրգանիզմի ընդհանուր պիտանիությունը նվազում է: Փորձնականորեն ստացված մուտացիաների մեծ մասն ունի նվազեցված ագրեսիվություն և չի գրանցվում բնական պոպուլյացիաների մոտ: Այսպիսով, P. infestans- ի ֆենիլամիդային ֆունգիցիդներին մուտանտի դիմադրության աստիճանի և արհեստական միջավայրի աճի տեմպի միջև հարաբերակցության գործակիցը միջինում (-0,62) էր, իսկ կարտոֆիլի տերևների ֆունգիցիդներին և ագրեսիվությանը դիմադրությունը (-0,65) (Derevyagina et al.): , 1993 թ.), Ինչը վկայում է մուտանտների ցածր պիտանիության մասին: Դիմեթոմորֆին դիմադրության մուտացիաներն ուղեկցվել են նաև կենսունակության կտրուկ անկմամբ (Բագիրովա և ուրիշներ, 2001):
3. Ինքնաբուխ և հարուցված մուտացիաների մեծ մասը ռեցեսիվ են և փորձերի ժամանակ ֆենոտիպաբար չեն արտահայտվում, բայց բնական պոպուլյացիաների փոփոխականության թաքնված պաշար են կազմում: Լաբորատոր փորձարկումներում մեկուսացված մուտանտի շտամները կրում են գերիշխող կամ կիսագերիշխող մուտացիաներ (Կուլիշ և Դյակով, 1979): Ըստ ամենայնի, միջուկային դիպլոիդիան բացատրում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ մուտանտներ ձեռք բերելու անհաջող փորձերը, որոնք վիրուսային են նախկինում դիմացկուն սորտերի վրա (McKee, 1969): Հեղինակի հաշվարկների համաձայն, նման մուտացիաները կարող են առաջանալ 1: 500000-ից պակաս հաճախականությամբ: Ռեցեսիվ մուտացիաների անցումը հոմոզիգոտ, ֆենոտիպիկորեն արտահայտված վիճակի կարող է առաջանալ սեռական կամ անսեռ սեռական ռեկոմբինացիայի պատճառով (տե՛ս ստորև): Այնուամենայնիվ, նույնիսկ այս դեպքում մուտացիան կարող է քողարկվել ցենոտիկ (բազմամիջուկ) միկելիումի վայրի տիպի միջուկների գերիշխող ալելներով և ֆենոտիպորեն ամրագրված միայն միաբջիջ զոոսպորների ձևավորման ժամանակ:
Աղյուսակ. P. infestans- ի մուտացիաների հաճախականությունը աճը զսպող նյութերի նկատմամբ `նիտրոզոմեթիլեուրայի գործողության ներքո (Dolgova, Dyakov, 8; Bagirova et al., 1986)
Կապ | Մուտացիայի հաճախականությունը |
Օքսիտետրացիկլին | 6,9 10 x-8 |
Բլաստիցիդին Ս | 7,2 x 10-8 |
Streptomycin | 8,3 x10-8 |
Տրիխոտեցին | 1,8 10 x-8 |
Ցիկլոհեխիմիդ | 2,1 10 x-8 |
Դաակոնիլ | <4 x 10-8 |
Դիմեթոմորֆ | 6,3 10 x-7 |
Մետալաքսիլ | 6,9 10 x-6 |
Բնակչության չափերը նույնպես որոշիչ դեր են խաղում ինքնաբուխ մուտացիաների առաջացման գործում: Շատ մեծ պոպուլյացիաներում, որոնցում N> 1 / a բջիջների քանակը, որտեղ a- ն մուտացիայի արագություն է, մուտացիան դադարում է պատահական երեւույթ լինել (Կվիտկո, 1974):
Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ կարտոֆիլի դաշտի միջին վարակման դեպքում (35 բույս մեկ բույսի համար) մեկ հեկտարի վրա օրական 8x1012 սպոր է առաջանում (Dyakov and Suprun, 1984): Ըստ ամենայնի, այդպիսի պոպուլյացիաները պարունակում են բոլոր մուտացիաները, որոնք թույլատրվում են յուրաքանչյուր լոկուսի փոխանակման տեսակից: Նույնիսկ հազվագյուտ մուտացիան, որը տեղի է ունենում 10-9 հաճախականությամբ, ձեռք կբերի հազար անհատ ՝ կարտոֆիլի դաշտի մեկ հեկտարում բնակվող միլիոններից: Ավելի բարձր հաճախականությամբ տեղի ունեցող մուտացիաների համար (օրինակ ՝ 10-6), նման բնակչության շրջանում ամեն օր կարող են առաջանալ զույգ զանազան մուտացիաներ (միաժամանակ երկու տեղանքներում), այսինքն. մուտացիայի գործընթացը կփոխարինի ռեկոմբինացիային:
Միգրացիաներ
P. infestans- ի համար հայտնի են միգրացիայի երկու հիմնական տեսակները. Հեռավորությունները փակել (կարտոֆիլի դաշտում կամ հարևան դաշտերում) զոոսպորանգիան տարածելով օդային հոսանքներով կամ անձրևաջրերով, և երկար հեռավորությունների վրա ՝ պալար տնկելով կամ տոմատի պտուղներ տեղափոխելով: Առաջին մեթոդը նախատեսում է հիվանդության ֆոկուսի ընդլայնում, երկրորդը ՝ առաջնայինից հեռու տեղերում նոր օջախների ստեղծում:
Լոլիկի պալարներով և մրգերով վարակի տարածումը ոչ միայն նպաստում է հիվանդության առաջացմանը նոր վայրերում, այլև հանդիսանում է պոպուլյացիաների գենետիկ բազմազանության հիմնական աղբյուրը: Մոսկվայի շրջանում կարտոֆիլ են աճեցնում, բերված Ռուսաստանի տարբեր շրջաններից և Արևմտյան Եվրոպայից: Լոլիկի պտուղները բերվում են Ռուսաստանի հարավային շրջաններից (Աստրախանի շրջան, Կրասնոդարի մարզ, Հյուսիսային Կովկաս): Լոլիկի սերմերը, որոնք կարող են նաև վարակի աղբյուր հանդիսանալ (Rubin et al., 2001), նույնպես ներմուծվում են Ռուսաստանի հարավային շրջաններից, Չինաստանից, եվրոպական երկրներից և այլ երկրներից:
Ըստ E. Mayr- ի (1974) հաշվարկների, մուտացիաների տեղական բնակչության գենետիկ փոփոխությունները, որոնք առաջացել են մուտացիայով, հազվադեպ են գերազանցում 10-5-ը մեկ տեղանքի համար, մինչդեռ բաց բնակչության մոտ գեների հակահոսքի պատճառով փոխանակումը առնվազն 10-3 - 10-4 է:
Վարակված պալարներում միգրացիան պատասխանատու է P. infestans- ի Եվրոպա մուտք գործելու համար ՝ տարածվելով աշխարհի բոլոր տարածաշրջաններում, որտեղ աճեցնում են կարտոֆիլը: դրանք պատճառեցին բնակչության ամենալուրջ փոփոխությունները: Կարտոֆիլի ուշացած վնասը հայտնվել է Ռուսական կայսրության տարածքում գրեթե միաժամանակ ՝ Արևմտյան Եվրոպայում դրա հայտնվելուն զուգահեռ:
Քանի որ հիվանդությունն առաջին անգամ նշվել է 1846-1847 թվականներին Բալթյան երկրներում և միայն հետագա տարիներին տարածվել Բելառուսում և Ռուսաստանի հյուսիս-արևմտյան շրջաններում, նրա արևմտաեվրոպական ծագումն ակնհայտ է: Հին աշխարհում ուշ հիվանդության առաջին աղբյուրը այնքան էլ ակնհայտ չէ: Ֆրայի և այլոց կողմից մշակված վարկածը (Fry et al., 1992; Fry, Goodwin, 1995, Goodwin et al., 1994) ենթադրում է, որ մակաբույծը նախ Մեքսիկայից եկել է Հյուսիսային Ամերիկա, որտեղ տարածվել է բերքի վրա, ապա տեղափոխվել է Արևմտյան Եվրոպա: (նկ. 7):
Կրկնվող դրայֆի («խցանի» կրկնակի ազդեցություն) արդյունքում միայնակ կլոնները հասան Եվրոպա, որի սերունդները համաճարակ առաջացրին Հին Աշխարհի ողջ տարածքում, որտեղ կարտոֆիլ են աճեցնում: Որպես այս վարկածի վկայություն, հեղինակները նշում են, առաջին հերթին, միայն մեկ տիպի զուգավորման (A1) և երկրորդ, տարբեր շրջաններից ուսումնասիրված շտամների գենոտիպերի միատարրությունը (բոլորը հիմնված են մոլեկուլային մարկերների վրա, ներառյալ 2 իզոզիմի լոկուսներ, ԴՆԹ մատնահետքերի օրինակներ և միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի կառուցվածքը նույնական է և համապատասխանում է ԱՄՆ-ում նկարագրված կլոն US-1): Այնուամենայնիվ, որոշ տվյալներ կասկած են հարուցում նշված վարկածի գոնե որոշ դրույթների վերաբերյալ: 40-րդ դարի 1-ականների առաջին էպիֆիտոտիկ շրջանում վարակված հերբարիումի կարտոֆիլի նմուշներից մեկուսացված P. infestans միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի վերլուծությունը ցույց տվեց, որ դրանք տարբերվում են միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի կառուցվածքից ԱՄՆ-2001 կլոնից, որը, հետեւաբար, առնվազն Եվրոպայում վարակի միակ աղբյուրը չէ (Ristaino et al, XNUMX):
Ուշ հիվանդության իրավիճակը կրկին սրվեց XX դարի 80-ականներին: Հետևյալ փոփոխությունները տեղի են ունեցել.
1) բնակչության միջին ագրեսիվությունն աճել է, ինչը, մասնավորապես, հանգեցրել է ուշ փչոցի առավել վնասակար ձևի ՝ կոյուղու և ցողունների վնասման տարածված տարածմանը:
2) Կարտոֆիլի վրա ուշ փչացման ժամանակ տեղի ունեցավ հերթափոխ ՝ հուլիսի վերջից հուլիսի սկիզբ և նույնիսկ հունիսի վերջ:
3) A2 զուգավորման տեսակը, որը Հին աշխարհում նախկինում բացակայում էր, դարձել է ամենուր:
Փոփոխություններին նախորդեցին երկու իրադարձություններ. Նոր ֆունգիցիդի մետալաքսիլի զանգվածային օգտագործումը (Schwinn and Staub, 1980) և Մեքսիկայի ի հայտ գալը որպես կարտոֆիլ համաշխարհային արտահանող (Niederhauser, 1993): Համապատասխանաբար, առաջ քաշվեց բնակչության փոփոխության երկու պատճառ ՝ զուգակցված տիպի փոխակերպում մետալաքսիլի ազդեցության տակ (Ko, 1994) և Մեքսիկայից վարակված պալարներով նոր շտամների զանգվածաբար ներմուծում (Fry and Goodwin, 1995): Չնայած մետալաքսիլի ազդեցության տակ զուգավորման տեսակների փոխադարձություններ ստացվել են ոչ միայն Ko- ի, այլ նաև Մոսկվայի պետական համալսարանի լաբորատորիայում կատարված աշխատանքներում (Savenkova, Chherepennicova-Anikina, 2002), երկրորդ վարկածը նախընտրելի է: Երկրորդ տիպի զուգավորման հայտնվելուն զուգահեռ, լուրջ փոփոխություններ տեղի ունեցան ռուսական P. infestans շտամների գենոտիպերում, ներառյալ չեզոք գեներում (իզոզիմ և RFLP տեղանքներ), ինչպես նաև միտոքոնդրիալ ԴՆԹ-ի կառուցվածքում: Այս փոփոխությունների բարդությունը չի կարող բացատրվել մետալաքսիլի գործողությամբ. Ավելի շուտ տեղի ունեցավ նոր շտամների զանգվածային ներմուծում Մեքսիկայից, որոնք, լինելով ավելի ագրեսիվ (Kato et al., 1997), տեղահանեցին հին շտամները (US-1) ՝ դառնալով գերակշռող բնակչության շրջանում: Եվրոպական բնակչության կազմի փոփոխությունը տեղի է ունեցել շատ կարճ ժամանակում ՝ 1980-ից 1985 թվականներին (Fry et al., 1992): Նախկին ԽՍՀՄ տարածքում «նոր շտամներ» էին հայտնաբերվել Էստոնիայի հավաքածուներում 1985 թ., Այսինքն ՝ ավելի վաղ, քան Լեհաստանում և Գերմանիայում (Goodwin et al., 1994): Վերջին անգամ Ռուսաստանում «հին շտամը -1» -ը մեկուսացվել է 1993 թ.-ին Մոսկվայի մարզում վարակված լոլիկից (Dolgova et al., 1997): Նաև Ֆրանսիայում լոլիկի տնկարկներում «հին» շտամներ էին հայտնաբերվում մինչև 90-ականների սկիզբը, այսինքն ՝ կարտոֆիլի վրա երկար անհետանալուց հետո (Leberton and Andrivon, 1998): P. infestans շտամների փոփոխությունները ազդել են շատ հատկությունների վրա, ներառյալ մեծ գործնական նշանակություն ունեցող հատկությունները և բարձրացրել ուշ հիվանդության վնասակարությունը:
Սեռական ռեկոմբինացիա
Որպեսզի սեռական ռեկոմբինացիան նպաստի փոփոխականությանը, նախ անհրաժեշտ է բնակչության մեջ զուգակցման երկու տեսակի առկայություն `1: 1-ին մոտ հարաբերակցությամբ, և երկրորդ, բնակչության նախնական փոփոխականության առկայություն:
Ingուգակցության տեսակների հարաբերակցությունը մեծապես տատանվում է տարբեր բնակչության և նույնիսկ տարիների ընթացքում մեկ բնակչության մեջ (Աղյուսակ 9,10, 90): Բնակչության շրջանում զուգավորման տիպերի հաճախականության նման կտրուկ փոփոխությունների պատճառները անհայտ են (ինչպես, օրինակ, Ռուսաստանում կամ Իսրայելում անցյալ դարի 2002-ականների սկզբին) անհայտ են, բայց ենթադրվում է, որ դա պայմանավորված է ավելի մրցակցային կլոնների ներդրմամբ (Cohen, XNUMX):
Որոշ անուղղակի տվյալներ նշում են որոշակի տարիների և որոշակի շրջանների սեռական գործընթացի ընթացքը.
1) Մոսկվայի շրջանի պոպուլյացիաների ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ 13 բնակչության մեջ, որոնց A2 զուգավորման տիպի տեսակարար կշիռը 10% -ից պակաս է, երեք իզոզիմային տեղանքի համար հաշվարկված ընդհանուր գենետիկական բազմազանությունը կազմել է 0,08, իսկ 14 բնակչության մեջ, որոնց մեջ A2- ի բաժինը գերազանցել է 30% -ը, գենետիկական բազմազանությունը կրկնակի բարձր էր (0,15) (Elansky et al., 1999): Այսպիսով, որքան մեծ է սեռական ակտի հավանականությունը, այնքան մեծ է բնակչության գենետիկ բազմազանությունը:
2) Իսրայելում (Cohen et al., 1997) և Հոլանդիայում նկատվել է կապը պոպուլյացիաների զուգավորման տիպերի հարաբերակցության և օոսպորի առաջացման ինտենսիվության միջև:
(Flier et al., 2004): Մեր ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ պոպուլյացիայում, որտեղ A2 զուգավորման տեսակ ունեցող մեկուսարանները կազմում էին 62, 17, 9 և 6%, օոսպորները հայտնաբերվել են համապատասխանաբար 78, 50, 30 և 15% վերլուծված կարտոֆիլի տերևներում (ունենալով 2 կամ ավելի բծեր):
2 կամ ավելի բծերով նմուշները զգալիորեն ավելի հաճախ պարունակում էին օոսպորներ, քան 1 կետ ունեցող նմուշները (համապատասխանաբար ՝ 32 և 14% նմուշներ) (Apryshko et al., 2004):
Օոսպորները շատ ավելի տարածված էին կարտոֆիլի բույսի միջին և ստորին շերտի տերևներում (Mytsa et al., 2015; Elansky et al., 2016):
3) Որոշ շրջաններում հայտնաբերվել են եզակի գենոտիպեր, որոնց առաջացումը կապված է սեռական ռեկոմբինացիայի հետ: Այսպիսով, 1989-ին Լեհաստանում և 1990-ին Ֆրանսիայում, հոմոզիգոտ շտամները `գլյուկոզա-6-
ֆոսֆատ իզոմերազ (GPI 90/90): Քանի որ նախկինում ընդամենը 10/90 հետերոզիգոտներ էին հանդիպում 100 տարվա ընթացքում, հոմոզիգոզությունը վերագրվում է սեռական ռեկոմբինացիային (Sujkowski et al., 1994): Կոլումբիայում (ԱՄՆ) A2- ը GPI 100/110- ի և A1- ը GPI 100/100- ի հետ համատեղող մեկուսարանները տարածված են, բայց 1994-ի սեզոնի վերջում (օգոստոսի 16-ին և սեպտեմբերի 9-ին) շտամները `ռեկոմբինացված գենոտիպերով (A1 GPI 100/110 and A2 GPI 100/100) (Miller et al., 1997):
4) Լեհաստանի որոշ բնակչություններում (Sujkowski et al., 1994) և Հյուսիսային Կովկասում (Amatkhanova et al., 2004), մատնահետքերի ԴՆԹ տեղանքների և ալոզիման սպիտակուցային տեղանքների բաշխումը համապատասխանում է Hardy-Weinberg բաշխմանը, ինչը ցույց է տալիս
բնակչության փոփոխականության մեջ սեռական ռեկոմբինացիայի ներդրման մեծ մասնաբաժնի մասին: Ռուսաստանի այլ շրջաններում բնակչության շրջանում Հարդի-Վայնբերգի բաշխմանը ոչ մի համապատասխանություն չի հայտնաբերվել, սակայն ցուցադրվել է կապի անհավասարակշռության առկայությունը, ինչը ցույց է տալիս կլոնային վերարտադրության գերակշռությունը (Elansky et al., 1999):
5) Գենետիկ բազմազանությունը (GST) տարբեր զուգակցման տեսակների (A1 և A2) շտամների միջև ավելի ցածր էր, քան տարբեր պոպուլյացիաների միջև (Sujkowski et al., 1994), ինչը անուղղակիորեն ցույց է տալիս սեռական խաչեր:
Միևնույն ժամանակ, սեռական վերամշակման ներդրումը բնակչության բազմազանության մեջ չի կարող շատ բարձր լինել: Այս ներդրումը հաշվարկվել է Մոսկվայի շրջանի բնակչության համար (Elansky et al., 1999): Ըստ Lewontin- ի (1979 թ.) Հաշվարկների `« ռեկոմբինացիան, որը կարող է նոր տարբերակներ առաջացնել երկու լոկուսից `իրենց հետերոզիգոզության արտադրանքը չգերազանցող հաճախականությամբ, արդյունավետ է դառնում միայն այն դեպքում, եթե հետերոզիգոզության արժեքները երկու ալելների համար արդեն բարձր են»:
Երկու տեսակի զուգավորման, որը բնորոշ է Մոսկվայի տարածաշրջանին, հավասար է 4: 1-ի, ռեկոմբինացման հաճախականությունը կլինի 0,25: Հավանականությունը, որ հատված շտամները հետերոզիգոտ կլինեն ուսումնասիրված բնակչության մեջ իզոզիմային երեք տեղանքներից երկուսի համար կազմել է 0,01 (2 շտամ 177-ից): Հետևաբար, վերամշակման արդյունքում կրկնակի հետերոզիգոտների առաջացման հավանականությունը չպետք է գերազանցի դրանց արտադրանքը բազմապատկած անցման հավանականության վրա (0,25x0,02x0,02) = 10-4, այսինքն. սեռական վերամշակողները սովորաբար չեն ընկնում շտամների ուսումնասիրված նմուշի մեջ: Այս հաշվարկները կատարվել են Մոսկվայի շրջանի բնակչության համար, որոնք բնութագրվում են համեմատաբար բարձր փոփոխականությամբ: Սիբիրյան նման մոնորֆ բնակչություններում, սեռական գործընթացը, նույնիսկ եթե դա տեղի է ունենում առանձին բնակչության շրջանում, չի կարող ազդել նրանց գենետիկ բազմազանության վրա:
Բացի այդ, P. infestans- ը բնութագրվում է մեյոզի քրոմոսոմի հաճախակի անհամապատասխանությամբ, ինչը հանգեցնում է անեուպլոիդիայի (Carter et al., 1999): Նման խախտումները նվազեցնում են հիբրիդների պտղաբերությունը:
Պարասեքսուալ ռեկոմբինացիա, միտոտիկ գենի վերափոխում
P. infestans շտամների միաձուլման փորձերի վրա ՝ տարբեր աճի ինհիբիտորների դիմադրության մուտացիաների հետևանքով, հայտնաբերվել է երկու ինհիբիտորներին դիմացկուն միսոլաների առաջացում (Shattock and Shaw, 1975; Dyakov, Kuzovnikova, 1974; Kulish, Dyakov,
1979): Երկու աճի ինհիբիտորներին դիմացկուն շտամներ առաջացան միկելիումի հետերոկարիոտացման արդյունքում, և այս դեպքում դրանք ճեղքվել են միամիջուկային զոոսպորների վերարտադրության ժամանակ (Judelson, Ge Yang, 1998) , 1979): Հետերոզիգոտ դիպլոիդները շատ ցածր հաճախականությամբ են տարանջատված ՝ հապլոիդացման, քրոմոսոմի չբաշխվածության և միտոտիկ հատման պատճառով (Poedinok et al., 1982): Այս գործընթացների հաճախականությունը կարող է ավելացվել հետերոզիգոտ դիպլոիդների վրա որոշակի ազդեցությունների միջոցով (օրինակ ՝ բողբոջող սպորների ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում):
Չնայած կրկնակի դիմադրողականությամբ վեգետատիվ հիբրիդների ձևավորումը տեղի է ունենում ոչ միայն in vitro, այլ նաև կարտոֆիլի պալարներում, որը վարակվել է մուտանտների խառնուրդով (Kulish et al., 1978), բավականին դժվար է գնահատել պարասեքսուալ ռեկոմբինացիայի դերը բնակչության մեջ նոր գենոտիպերի առաջացման մեջ: Հապլոիդացման, քրոմոսոմների չբաժանման և առանց հատուկ էֆեկտների միտոտիկ հատման պատճառով առանձնացնողների առաջացման հաճախականությունն աննշան է (10-3-ից պակաս):
Հետերոզիգոտ շտամների հոմոզիգոտ տարանջատիչների առաջացումը կարող է հիմնված լինել ինչպես միտոտիկ հատման, այնպես էլ միտոտիկ գենի վերափոխման վրա, որը P. sojae- ում տեղի է ունենում 3 տեղաբաշխումից 10 x 2-5-ից 10 x 5-2001 հաճախականությամբ, կախված շտամից (Chamnanpunt et al.): , XNUMX):
Թեև հետերոկարիոնների և հետերոզիգոտ դիպլոիդների առաջացման հաճախականությունը պարզվեց, որ անսպասելիորեն բարձր էր (հասնելով տասնյակ տոկոսների), այս գործընթացը տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, երբ նույն շտամից ստացված մուտանտի մշակույթները զուգված են: Բնությունից մեկուսացված տարբեր շտամներ օգտագործելիս հետերոկարիոտացումը տեղի չի ունենում (կամ տեղի է ունենում շատ ցածր հաճախականությամբ) վեգետատիվ անհամատեղելիության առկայության պատճառով (Poedinok and Dyakov, 1981; Anikina et al., 1997b; Cherepennikova-Anikina et al., 2002): Հետևաբար, պարասեքսուալ ռեկոմբինացիայի դերը կարող է կրճատվել միայն հետերոզիգոտ միջուկներում ներբջջային ռեկոմբինացիայով և անհատական գեների անցմամբ հոմոզիգոտ վիճակում ՝ առանց սեռական գործընթացների: Այս գործընթացը կարող է ունենալ համաճարակաբանական նշանակություն ռեցեսիվ կամ կիսագերիշխող ֆունգիցիդային կայունության մուտացիաներով շտամներում: Պարասեքսուալ գործընթացի պատճառով դրա անցումը հոմոզիգոտ վիճակի կմեծացնի մուտացիայի կրիչի դիմադրությունը (Դոլգովա, Դյակով, 1986):
Գեների հետաքննություն
Հետերոտալիկ տեսակների Phytophthora- ն ընդունակ է խառնվել հիբրիդային օոսպորների առաջացման հետ (տե՛ս Vorob'eva and Gridnev, 1983; Sansome et al., 1991; Veld et al., 1998): Երկու Phytophthora տեսակների բնական հիբրիդը այնքան ագրեսիվ էր, որ Մեծ Բրիտանիայում սպանեց հազարավոր եղնիկներ (Brasier et al., 1999): P. infestans- ը կարող է առաջանալ սեռի այլ տեսակների հետ (P. erythroseptica, P. nicotianae, P. Cactorum և այլն) ընդհանուր ընդունող բույսերի և հողի վրա, բայց գրականության մեջ քիչ տեսակ կա միջսպեցիֆիկ հիբրիդների հնարավորության մասին: Լաբորատոր պայմաններում ձեռք են բերվել հիբրիդներ P. infestans- ի և P. Mirabilis- ի միջև (Goodwin and Fry, 1994):
Աղյուսակ 9. 2-ից 1990 թվականներին աշխարհի տարբեր երկրներում A2000 զուգավորման տեսակ ունեցող P. infestans շտամների համամասնությունը (ըստ գրականության բաց աղբյուրների և կայքերի տվյալների ՝ www.euroblight.net, www.eucablight.org)
Երկիր | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Բելառուս | 33 (12) | 34 (29) | |||||||||
Բելգիա | 15 (49 *) | 6 (66) | 20 (86) | ||||||||
Эквадор | 0 (13) | 0 (12) | 0 (19) | 0 (21) | 12 (41) | 25 (39) | 15 (75) | 22 (73) | 25 (68) | 0 (35) | |
Էստոնիա | 8 (12) | ||||||||||
Անգլիա | 4 (26) | 3 (630) | 9 (336) | ||||||||
Ֆինլանդիա | 0 (15) | 19 (117) | 12 (16) | 21 (447) | 6 (509) | 9 (432) | 43 (550) | ||||
Ֆրանսիա | 0 (35) | 0 (56) | 0 (83) | 0 (67) | 0 (86) | 2 (135) | 7 (156) | 6 (123) | 0 (73) | 0 (285) | 0 (135) |
Հունգարիա | 72 (32) | ||||||||||
Իռլանդիա | 4 (145) | ||||||||||
Հյուսիսային Իռլանդիա | 10 (41) | 9 (58) | 1 (106) | 0 (185) | 0 (18) | 0 (56) | 0 (35) | 0 (26) | |||
Հոլանդիա | 7 (41) | 5 (276) | 24 (377) | 44 (353) | 23 (185) | ||||||
Норвегия | 25 (446) | 28 (156) | 8 (39) | 18 (257) | 38 (197) | ||||||
Պերու | 0 (34, 1984 -86) | 0 (287, 1997-98) | 0 (112) | 0 (66) | |||||||
Польша | 19 (180) | 21 (142) | 33 (256) | 26 (149) | 35 (70) | ||||||
Շոտլանդիա | 25 (147) | 11 (163) | 22 (189) | 5 (22) | |||||||
Швеция | 25 (263) | 62 (258) | 49 (163) | ||||||||
Ուելս | 0 (16) | 7 (97) | 0 (48) | 0 (25) | |||||||
Korea | 36 (42) | 10 (130) | 15 (98) | ||||||||
Ճենապակի | 20 (142, 1995-98) | 0 (6) | 0 (8) | 0 (35) | |||||||
Կոլումբիա | 0 (40, 1994-2000) | ||||||||||
Уругвай | 100 (25, 1998-99) | ||||||||||
սեկ | 60 (108, 1997-2000) | 52 (25) | 42 (40) | ||||||||
Сербия | 76 (37) | ||||||||||
Мексика (Տոլուկա) | 28 (292, 1988-89) | 50 (389, 1997-98) |
Աղյուսակ 10. Աշխարհի տարբեր երկրներում A. infestans շտամների տեսակարար կշիռը աշխարհի տարբեր երկրներում 2-ից 2000 թվականներին ընկած ժամանակահատվածում
Երկիր | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Австрия | 65 (83) | ||||||||||
Բելառուս | 42 (78) | ||||||||||
Բելգիա | 20 (102 *) | 4 (32) | 50 (14) | 25 (16) | 62 (13) | 54 (26) | 70 (54) | 30 (23) | 29 (35) | 62 (71) | 45 (49) |
Շվեյցարիա | 89 (19) | ||||||||||
Чехия | 35 (31) | 54 (64) | 38 (174) | 12 (80) | |||||||
Գերմանիա | 95 (53) | ||||||||||
Դանիա | 48 (52) | ||||||||||
Эквадор | 5 (178) | 6 (108) | 9 (121) | 18 (94) | 2 (44) | 0 (66) | 5 (47) | ||||
Էստոնիա | 54 (25) | 0 (24) | 33 (62) | 45 (140) | 25 (100) | 12 (103) | |||||
Անգլիա | 4 (47) | 10 (96) | 31 (55) | 55 (790) | 68 (862) | 70 (552) | 68 (299) | ||||
Ֆինլանդիա | 47 (162) | 12 (218) | 42 | ||||||||
Ֆրանսիա | 0 (186) | 4 (108) | 8 (61) | 22 (103) | 33 (303) | 65 (378) | 74 (331) | 75 (125) | 75 (12) | ||
Հունգարիա | 48 (27) | 48 (90) | 9 | 7 | |||||||
Հյուսիսային Իռլանդիա | 0 (38) | 0 (58) | 0 (40) | 0 (24) | 5 (54) | 0 (18) | 27 (578) | 45 (239) | 36 (213) | 82 (60) | 10 (80) |
Հոլանդիա | 66 (24) | 93 (15) | 91 (11) | ||||||||
Норвегия | 39 (328) | 3 (115) | 12 (19) | ||||||||
Պերու | 0 (36) | ||||||||||
Польша | 25 (46) | 10 (30) | 85 (20) | 38 (44) | 75 (66) | 55 (56) | 65 (35) | 72 (81) | 85 (21) | ||
Շոտլանդիա | 3 (213) | 2 (474) | 24 (135) | 86 (337) | 88 (386) | 74 (172) | |||||
Швеция | 60 (277) | 39 (87) | |||||||||
Սլովակիա | 0 (36) | 14 (26) | 62 (26) | 0 (26) | |||||||
Ուելս | 25 (12) | 68 (106) | 80 (88) | 92 (143) | 75 (45) | ||||||
Korea | 46 (26) | ||||||||||
Բրազիլիա | 0 (49) | 0 (30) | |||||||||
Ճենապակի | 10 (30) | 0 (6) | 0 (6) | ||||||||
Վիետնամ | 0 (294, 2003-04) | ||||||||||
Уганда | 0 (8) |
Բնակչության գենոտիպային կազմի դինամիկա
P. infestans- ի պոպուլյացիաների գենոտիպային կազմի փոփոխությունները կարող են առաջանալ այլ շրջաններից նոր կլոնների միգրացիայի, գյուղատնտեսական պրակտիկայի (սորտերի փոփոխություն, ֆունգիցիդների կիրառում) և եղանակային պայմանների ազդեցության տակ: Արտաքին ազդեցությունները կյանքի ցիկլի տարբեր փուլերում տարբեր կերպ են ազդում կլոնների վրա. Հետևաբար, բնակչությունն ամեն տարի ցիկլային փոփոխություններ է ունենում ընտրության ենթակա գեների հաճախականություններում ՝ գենի մղման և ընտրության գերիշխող դերի փոփոխության պատճառով:
Սորտի ազդեցությունը
Ուղղահայաց դիմադրողականության արդյունավետ գեներով նոր սորտերը (R- գեներ) հզոր ընտրողական գործոն են, որը ընտրում է P. infestans- ի պոպուլյացիաների լրացուցիչ վիրուսային գեներով կլոններ: Պաթոգեն պոպուլյացիայի աճը խոչընդոտող կարտոֆիլի բազմազանության մեջ ոչ սպեցիֆիկ դիմադրության բացակայության դեպքում բնակչության մեջ գերիշխող կլոնների փոխարինման գործընթացը տեղի է ունենում շատ արագ: Այսպիսով, R3 դիմադրության գեն ունեցող Դոմոդեդովսկու բազմազանության մոսկովյան շրջանում տարածվելուց հետո մեկ տարում այս բազմազանության համար վիրուսային կլոնների հաճախականությունը մեկ տարում աճեց 0,2-ից 0,82 (Dyakov, Derevjagina, 2000):
Այնուամենայնիվ, պոպուլյացիաների մոտ վիրուսային գեների (պաթոտիպերի) հաճախությունների փոփոխությունը տեղի է ունենում ոչ միայն մշակված կարտոֆիլի սորտերի ազդեցության տակ: Օրինակ, Բելառուսում մինչև 1977 թվականը գերակշռում էին վիրուսային գեներով 1 և 4 կլոնները, ինչը պայմանավորված էր կարտոֆիլի սորտերի մշակմամբ ՝ R1 և R4 դիմադրողական գեներով (Dorozhkin, Belskaya, 1979): Այնուամենայնիվ, XX դարի 70-ականների վերջին կլոններ հայտնվեցին տարբեր վիրուսային գեներով և դրանց համադրություններով, և լրացուցիչ դիմադրողականության գեները երբեք չեն օգտագործվել կարտոֆիլի բուծման մեջ (լրացուցիչ վիրուսային գեներ) (Ivanyuk et al., 2002): Նման կլոնների առաջացման պատճառն, ըստ ամենայնի, կապված է կարտոֆիլի պալարներով Մեքսիկայից վարակիչ նյութի Եվրոպա տեղափոխվելու հետ: Տանը այս կլոնները զարգանում էին ոչ միայն մշակված կարտոֆիլի, այլ նաև վայրի տեսակների վրա, որոնք տարատեսակ դիմադրողական գեներ են կրում. Հետևաբար, այդ վիրուսը պահպանելու համար անհրաժեշտ էր գենոմում շատ վիրուսային գեների համադրություն:
Ինչ վերաբերում է ոչ սպեցիֆիկ դիմադրություն ունեցող սորտերին, ապա նրանք, նվազեցնելով հարուցիչի վերարտադրության տեմպը, հետաձգում են դրա պոպուլյացիաների էվոլյուցիան, ինչը, ինչպես արդեն նշվեց, թվերի ֆունկցիա է: Քանի որ ագրեսիվությունը պոլիգենիկ է, «ագրեսիվության» համար ավելի մեծ թվով գեներ պարունակող կլոնները կուտակվում են այնքան շուտ, որքան բարձր է բնակչության քանակը: Հետեւաբար, խիստ ագրեսիվ ցեղերը ոչ սպեցիֆիկ դիմադրություն ունեցող մշակութային սորտերին հարմարվելու արտադրանք չեն, այլ, ընդհակառակը, ավելի հավանական է, որ հայտնաբերվեն բարձր զգայուն սորտերի տնկարկներում, որոնք մակաբույծ սպորների կուտակիչ են:
Այսպիսով, Ռուսաստանում P. Infestans- ի առավել ագրեսիվ բնակչությունը հայտնաբերվել է տարեկան էպիֆիտոտիաների գոտիներում (բնակչություն Սախալինի, Լենինգրադի և Բրյանսկի շրջաններից): Այս բնակչության ագրեսիվությունը, պարզվեց, ավելի բարձր է, քան մեքսիկականը (Ֆիլիպով և ուրիշներ, 2004):
Բացի այդ, դիմացկուն սորտերի տերևներում ավելի քիչ օոսպորներ են ձեւավորվում, քան զգայուն (Հանսոն և Շաթոկ, 1998 թ.), Այսինքն ՝ սորտի ոչ սպեցիֆիկ դիմադրությունը նաև նվազեցնում է մակաբույծի ռեկոմբինացիոն կարողությունները և ձմռան այլընտրանքային մեթոդների հնարավորությունը:
Ֆունգիցիդների ազդեցությունը
Սնկասպանները ոչ միայն նվազեցնում են ֆիտոպաթոգեն սնկերի քանակը, այսինքն. ազդում են իրենց բնակչության քանակական բնութագրերի վրա, բայց դրանք կարող են նաև փոխել առանձին գենոտիպերի հաճախականությունները, այսինքն. ազդել բնակչության որակական կազմի վրա: Ֆունգիցիդների ազդեցության տակ փոխվող բնակչության ամենակարևոր ցուցանիշներից են հետևյալները. Ֆունգիցիդների դիմադրության փոփոխություններ, ագրեսիվության և վիրուսայինության փոփոխություններ և վերարտադրողական համակարգերի փոփոխություններ:
Ֆունգիցիդների ազդեցությունը բնակչության դիմադրության և ագրեսիվության վրա
Այս ազդեցության աստիճանը որոշվում է առաջին հերթին օգտագործվող ֆունգիցիդի տեսակից, որը պայմանականորեն կարելի է բաժանել պոլիսիտի, օլիգոզիտի և մոնոզիտի:
Առաջինը ներառում է շփման ֆունգիցիդների մեծ մասը: Դիմադրությունը նրանց նկատմամբ (եթե ընդհանրապես հնարավոր է) վերահսկվում է մեծ թվով շատ թույլ արտահայտիչ գեների կողմից: Այս հատկությունները որոշում են ֆունգիցիդներով բուժումից հետո բնակչության դիմադրության տեսանելի փոփոխությունների բացակայությունը (չնայած որոշ փորձերի արդյունքում ձեռք է բերվել դիմադրության որոշակի աճ): Կոնտակտային ֆունգիցիդներով ցողելուց հետո պահպանված սնկային պոպուլյացիան բաղկացած է շտամների երկու խմբից.
1) դեղամիջոցներով չբուժված բույսերի տարածքներում պահպանված շտամներ. Քանի որ ֆունգիցիդի հետ շփում չի եղել, այդ շտամների ագրեսիվությունն ու դիմադրությունը չի փոխվում:
2) շտամների հետ շփվող շտամներ, որոնց կոնցենտրացիան շփման կետերում մահացուից ցածր էր: Ինչպես նշվեց վերևում, բնակչության այս հատվածի դիմադրությունը նույնպես չի փոխվում, այնուամենայնիվ, սնկային բջջի նյութափոխանակության վրա սունգետի մասնակի վնասակար ազդեցության պատճառով սնկային բջջի նյութափոխանակության, ընդհանուր պիտանիության և դրա մակաբուծական բաղադրիչի, ագրեսիվության, նվազման վրա (Դերեվիգինա և Դյակով, 1990):
Այսպիսով, նույնիսկ բնակչության մի մասը, որը չի մահացել, ենթարկվել է ֆունգիցիդի հետ շփման, ունի թույլ ագրեսիվություն և չի կարող epiphytotic- ի աղբյուր հանդիսանալ: Հետեւաբար, զգույշ բուժումը, որը նվազեցնում է ֆունգիցիդի հետ կապ չունեցող բնակչության համամասնության հաճախականությունը, պաշտպանական միջոցառումների հաջողության պայման է: Օլիգոզիտային ֆունգիցիդների նկատմամբ կայունությունը վերահսկվում է մի քանի հավելանյութային գեների միջոցով:
Յուրաքանչյուր գենի մուտացիան հանգեցնում է դիմադրության որոշակի աճի, իսկ դիմադրության ընդհանուր աստիճանը պայմանավորված է այդպիսի մուտացիաների ավելացմամբ: Հետեւաբար, դիմադրության բարձրացումը տեղի է ունենում աստիճանաբար: Դիմադրության աստիճանական բարձրացման օրինակ են ֆունգիցիդ դիմեթոմորֆին դիմադրության մուտացիաները, որոնք լայնորեն օգտագործվում են կարտոֆիլը ուշ աղմուկից պաշտպանելու համար: Դիմեթոմորֆի դիմադրությունը պոլիգենիկ է և հավելանյութ: Մեկ փուլով մուտացիան փոքր-ինչ մեծացնում է դիմադրությունը:
Յուրաքանչյուր հաջորդ մուտացիան նվազեցնում է թիրախային չափը և, համապատասխանաբար, հետագա մուտացիաների հաճախությունը (Bagirova et al., 2001): Օլիգոզիտի ֆունգիցիդով բազմակի բուժումներից հետո բնակչության միջին դիմադրության աճը տեղի է ունենում աստիճանաբար և աստիճանաբար: Այս գործընթացի տեմպը որոշվում է առնվազն երեք գործոնով. Դիմադրության գեների մուտացիայի հաճախականությունը, դիմադրության գործակիցը (դիմացկուն շտամի մահացու դոզայի հարաբերակցությունը զգայունի նկատմամբ) և դիմադրության գեների մուտացիաների ազդեցությունը պիտանիության վրա:
Յուրաքանչյուր հաջորդ մուտացիայի առաջացման հաճախականությունն ավելի ցածր է, քան նախորդը. Հետևաբար, գործընթացն ունի մարող բնույթ (Bagirova et al., 2001): Այնուամենայնիվ, եթե բնակչության շրջանում առաջանում են ռեկոմբինացիոն գործընթացներ (սեռական կամ պարասեքսուալ), ապա հնարավոր է ծնողների տարբեր մուտացիաները համատեղել հիբրիդային շտամում և արագացնել գործընթացը: Հետևաբար, panmix պոպուլյացիաներն ավելի արագ են դիմադրություն ձեռք բերում, քան ագամական պոպուլյացիաները, իսկ վերջիններում ՝ պոպուլյացիաները, որոնք չունեն վեգետատիվ անհամատեղելիության խոչընդոտներ, ավելի արագ, քան նման խոչընդոտներով առանձնացված բնակչությունը: Այս առումով, պոպուլյացիայում շտամների առկայությունը, որոնք տարբերվում են զուգավորման տեսակներից, արագացնում է օլիգոզիտային ֆունգիցիդներին դիմադրություն ձեռք բերելու գործընթացը:
Երկրորդ և երրորդ գործոնները չեն նպաստում բնակչության շրջանում դիմեթորմակայուն շտամների արագ կուտակմանը: Յուրաքանչյուր հաջորդ մուտացիան մոտավորապես կրկնապատկում է դիմադրությունը, որն աննշան է, և միևնույն ժամանակ նվազեցնում է ինչպես աճի տեմպը արհեստական միջավայրում, այնպես էլ ագրեսիվությունը (Bagirova et al., 2001; Stem, Kirk, 2004): Թերեւս սա է պատճառը, որ բնական P. infestans շտամների մեջ գործնականում չկան դիմացկուն շտամներ, նույնիսկ կարտոֆիլի տնկարկներից հավաքվածներ, որոնք մշակվել են դիմեթոմորֆով:
Օլիգոզիտային ֆունգիցիդով բուժված բնակչությունը բաղկացած կլինի նաև շտամների երկու խմբից. Նրանք, ովքեր շփման մեջ չեն եղել ֆունգիցիդի հետ և հետևաբար չեն փոխել նախնական հատկությունները (եթե այս խմբի մեջ հայտնաբերվեն դիմացկուն շտամներ, դրանք չեն կուտակվի զգայուն շտամների ավելի բարձր ագրեսիվության և մրցունակության պատճառով), և շտամներ, որոնք առնչվում են ֆունգիցիդի ենթալետալ կոնցենտրացիաների հետ: Վերջիններիս շարքում է, որ հնարավոր է դիմացկուն շտամների կուտակում, քանի որ այստեղ դրանք առավելություններ ունեն զգայունների նկատմամբ:
Հետևաբար, օլիգոզիտային ֆունգիցիդներ օգտագործելիս կարևորը ոչ այնքան մանրակրկիտ բուժումն է, որքան թմրամիջոցների բարձր կոնցենտրացիան ՝ մի քանի անգամ ավելի բարձր, քան մահացու դոզան, քանի որ աստիճանաբար մուտագենեզի դեպքում մուտացիայի ենթարկված շտամների նախնական դիմադրությունը ցածր է:
Վերջապես, մոնոզիտային ֆունգիցիդների դիմադրության մուտացիաները շատ արտահայտիչ են, այսինքն ՝ մեկ մուտացիան կարող է հաղորդել դիմադրության բարձր մակարդակի, մինչև զգայունության ամբողջական կորուստ: Հետեւաբար, բնակչության դիմադրության բարձրացումը շատ արագ է տեղի ունենում:
Նման ֆունգիցիդների օրինակ են ֆենիլամիդները, ներառյալ ամենատարածված ֆունգիցիդ մետալաքսիլը: Դիմադրության մուտացիաները տեղի են ունենում բարձր հաճախականությամբ, և մուտանտի դիմադրության աստիճանը շատ բարձր է. Այն գերազանցում է զգայուն շտամը հազար կամ ավելի գործակցով (Derevyagina et al., 1993): Չնայած դիմացկուն մուտանտների աճի տեմպը և ագրեսիվությունը նվազում են համակարգային ֆունգիցիդից զգայուն շտամների մահվան ֆոնին, դիմացկուն բնակչության թիվը արագորեն աճում է, և դրա ագրեսիվությունը զուգահեռաբար ավելանում է: Հետեւաբար, մի քանի տարի ֆունգիցիդ օգտագործելուց հետո, դիմացկուն շտամների ագրեսիվությունը կարող է ոչ միայն հավասարվել զգայունների ագրեսիվությանը, այլև գերազանցել այն (Derevyagina, Dyakov, 1992):
Ազդեցությունը սեռական ռեկոմբինացիայի վրա
Քանի որ P. infestans- ի պոպուլյացիայում A2 զուգավորման տիպի հաճախակի հանդիպումը համընկնում էր ուշ մարսողության դեմ մետալաքսիլի ինտենսիվ օգտագործման հետ, առաջարկվում էր, որ մետալաքսիլն առաջացնում է զուգավորման տեսակի վերափոխում: P. parasitica- ում փորձնականորեն ապացուցվել է քլորոնեբի և մետալաքսիլի գործողության ներքո նման փոխակերպումը (Ko, 1994): Մետալաքսիլի ցածր կոնցենտրացիայով միջավայրի վրա մեկ անցումը հանգեցրեց հոմոտալիկ մեկուսարանների առաջացմանը A1 զուգավորման տիպի մետալաքսիլին զգայուն P. infestans շտամից (Savenkova and Cherepnikova-Anikina, 2002): Մետալաքսիլի ավելի բարձր կոնցենտրացիան ունեցող լրատվամիջոցների վրա հետագա անցումների ժամանակ չի հայտնաբերվել A2 զուգավորման տիպի մեկ մեկուսացում, այնուամենայնիվ, մեկուսարաններից շատերը, օոսպորների փոխարեն, հատելով A2 մեկուսարանները, առաջացրել են տգեղ միկելիումի կուտակումներ և ստերիլ են: A2 զուգավորման տեսակ ունեցող մետալաքսիլային բարձր կոնցենտրացիայով կրիչների վրա դիմացկուն շտամի անցումները թույլ տվեցին մեզ հայտնաբերել զուգավորման տիպի փոփոխությունների երեք ձև. 1) ամբողջական անպտղություն, երբ հատվում է A1 և A2 մեկուսարանների հետ. 2) հոմոտոլիզմ (օոսպորների ձևավորում մոնոկուլտուրայում); 3) A2 զուգավորման տիպի A1- ի վերափոխումը: Այսպիսով, մետալաքսիլը կարող է փոփոխություններ առաջացնել P. infestans- ի պոպուլյացիաների զուգավորման տեսակների մեջ և, հետևաբար, նրանց մեջ սեռական ռեկոմբինացիայի առաջացում:
Ազդեցությունը վեգետատիվ ռեկոմբինացիայի վրա
Հակաբիոտիկների դիմադրության որոշ գեներ մեծացրել են հիպալային հետերոկարիոտացման և միջուկային դիպլոիդացման հաճախականությունը (Poedinok and Dyakov, 1981): Ինչպես ավելի վաղ նշվել է, P. infestans- ի տարբեր շտամների միաձուլման ժամանակ hyphae- ի հետերոկարիոտացումը շատ հազվադեպ է տեղի ունենում այս բորբոսում վեգետատիվ անհամատեղելիության ֆենոմենի պատճառով: Այնուամենայնիվ, որոշ հակաբիոտիկների նկատմամբ դիմադրության գեները կարող են ունենալ կողմնակի բարդություններ, որոնք արտահայտվում են վեգետատիվ անհամատեղելիության հաղթահարմամբ: Այս հատկությունը տիրապետում էր 1S-1 մուտանտ streptomycin կայունության գենին: Նման մուտանտների առկայությունը ֆիտոֆթորայի դաշտային պոպուլյացիայում կարող է մեծացնել շտամների միջև գեների հոսքը և արագացնել ամբողջ բնակչության հարմարեցումը նոր սորտերի կամ ֆունգիցիդների:
Որոշակի ֆունգիցիդներ և հակաբիոտիկներ կարող են ազդել միտոտիկ ռեկոմբինացիայի հաճախության վրա, ինչը կարող է նաև փոխել գենոտիպի հաճախությունները բնակչության շրջանում: Լայնորեն օգտագործված ֆունգիցիդ բենոմիլը կապվում է բետա-տուբուլինի հետ, սպիտակուցի հետ, որը կառուցվում է ցիտոսմախքի միկրոտրամպուլները, և դրանով խափանում է միտոզի անաֆազում քրոմոսոմների տարանջատման գործընթացները ՝ մեծացնելով միտոտիկ ռեկոմբինացիայի հաճախականությունը (Hastie, 1970):
Նույն հատկությունն ունի նաև ֆունգիցիդ պարա-ֆտորֆենիլալանինը, որն օգտագործվում է եղնիկների մեջ հոլանդական հիվանդությունը բուժելու համար: Պար-ֆտորֆենիլալալինը ավելացրեց վերամշակման հաճախականությունը հետերոզիգոտ դիպլոիդներում P. infestans (Poedinok et al., 1982):
P. infestans- ի կյանքի ցիկլում բնակչության գենոտիպային կազմի ցիկլային փոփոխություններ
Բարեխառն գոտում P. infestans- ի զարգացման դասական ցիկլը բաղկացած է 4 փուլից:
1) կարճ սերունդներով բնակչության էքսպոնենցիալ աճի փուլ (բազմաբնույթ փուլ): Այս փուլը սովորաբար սկսվում է հուլիսին և տևում է 1,5-2 ամիս:
2) անխոցելի հյուսվածքի համամասնության կտրուկ նվազման կամ անբարենպաստ եղանակային պայմանների առաջացման պատճառով բնակչության աճի դադարեցման փուլ: Այս փուլը նախնական բերքահավաքի տերևների հեռացում կատարող տնտեսություններում դուրս է գալիս տարեկան ցիկլից:
3) պալարներում ձմռան փուլը, ուղեկցվող պալարների պատահական վարակի, դրանցում վարակի դանդաղ զարգացման, պալարների վերաբորբոքման բացակայության, տուժած պալարների փտելու և վերացման բացակայության պատճառով բնակչության թվի զգալի անկմամբ:
4) Հողի և տնկիների դանդաղ զարգացման փուլը (մոնոցիկլիկ փուլ), որի ընթացքում սերնդի տևողությունը կարող է հասնել մեկ ամսվա կամ ավելի (մայիսի վերջ - հուլիսի սկիզբ): Սովորաբար այս պահին հիվանդ տերևները դժվար է հայտնաբերել, նույնիսկ հատուկ դիտումներով:
Բնակչության ցուցիչ աճի փուլ (բազմաբնույթ փուլ)
Բազմաթիվ դիտարկումներ (Պհեդեցկայա, Կոզուբովա, 1969; Բորիսենոկ, 1969; Օշ, 1969; Դյակով, Սուպրուն, 1984; Ռիբակովա, Դյակով, 1990) ցույց տվեցին, որ էպիֆիտոտիայի սկզբում գերակշռում են ցածր վիրուսային և փոքր-ինչ ագրեսիվ կլոնները, որոնք հետագայում փոխարինվում են ավելի վիրուսային և ագրեսիվ: բնակչության ագրեսիվության աճի տեմպը ավելի բարձր է, այնքան ավելի դիմացկուն է ընդունող բույսի բազմազանությունը:
Բնակչության աճի հետ մեկտեղ մեծանում է ինչպես ընտրովի նշանակություն ունեցող գեների կոնցենտրացիան, որոնք ներմուծվել են առևտրային սորտերի մեջ (R1-R4), այնպես էլ ընտրովիորեն չեզոք (R5-R11): Այսպիսով, 1993 թ.-ին մերձմոսկովյան բնակչության շրջանում միջին վիրուսայնությունը հուլիսի վերջին օգոստոսի կեսերին աճել է 8,2-ից մինչև 9,4, իսկ ամենամեծ աճը նկատվել է ընտրողականորեն չեզոք վիրուսային R5 գենի համար (վիրուսային կլոնների 31-ից 86%) (Սմիրնով, 1996 թ. )
Բնակչության աճի տեմպի նվազումն ուղեկցվում է բնակչության մակաբուծական ակտիվության նվազմամբ: Հետեւաբար, դեպրեսիվ տարիներին ինչպես ցեղերի ընդհանուր քանակը, այնպես էլ խիստ վիրուսային ցեղերի մասնաբաժինը ցածր է, քան էպիֆիտոտիկներից (Բորիսենոկ, 1969): Եթե epiphytotic եղանակային պայմանների բարձրության վրա փոխվում է անբարենպաստ հիվանդության ուշացումով և կարտոֆիլով վարակվելու համար, ապա նվազում է նաև շատ վիրուսային և ագրեսիվ կլոնների կոնցենտրացիան (Rybakova et al., 1987):
Գեների հաճախությունների աճը, որոնք ազդում են բնակչության վիրուսայնության և ագրեսիվության վրա, կարող է պայմանավորված լինել խառը բնակչության մեջ ավելի վիրուսային և ագրեսիվ կլոնների ընտրությամբ: Ընտրությունը ցույց տալու համար մշակվել է չեզոք մուտացիաների վերլուծության մի մեթոդ, որը հաջողությամբ օգտագործվել է խմորիչների (Ադամս և այլք, 1985 թ.) Եվ Fusarium graminearum (Wiebe et al., 1995 թ.) Պելոմատիկ բնակչության շրջանում:
Պլաստիցիդին S– ին դիմացկուն մուտանտների հաճախականությունը P. infestans– ի դաշտային բնակչության շրջանում նվազում է բնակչության ագրեսիվության աճին զուգահեռ, ինչը վկայում է բնակչության աճի գործընթացում գերիշխող կլոնների փոփոխության մասին (Rybakova et al., 1987):
Ձմեռման փուլը պալարներում
Ձմեռելու ժամանակ կարտոֆիլի պալարներում P. infestans շտամների վիրուսայնությունն ու ագրեսիվությունը նվազում են, և վիրուսների նվազումն ավելի դանդաղ է տեղի ունենում, քան ագրեսիվությունը (Ռիբակովա և Դյակով, 1990): Ըստ ամենայնի, բնակչության արագ աճին նպաստող պայմաններում (ռ-ընտրություն) օգտակար են «լրացուցիչ» վիրուսային գեները և բարձր ագրեսիվությունը, ուստի էպիֆիտոտիկների զարգացումը ուղեկցվում է առավել վիրուսային և ագրեսիվ կլոնների ընտրությամբ: Շրջակա միջավայրի հագեցման պայմաններում, երբ ոչ թե վերարտադրության տեմպը, այլ անբարենպաստ պայմաններում գոյության կայունությունը (K- ընտրություն) կարևոր դեր է խաղում, վիրուսության և ագրեսիվության «լրացուցիչ» գեները նվազեցնում են պիտանիությունը, և այդ գեներով կլոններն առաջինն են մեռնում, որպեսզի միջին ագրեսիվությունը և բնակչության վիրուսայնությունն ընկնում է:
Բուսականության փուլը հողում
Այս փուլը ամենաառեղծվածայինն է կյանքի ցիկլում (Andrivon, 1995): Դրա գոյությունը ենթադրվում է զուտ սպեկուլյատիվորեն. Երկարատև (երբեմն մեկ ամսից ավելի) հարուցիչի հետ տեղի ունեցածի վերաբերյալ տեղեկատվության պակասի պատճառով - կարտոֆիլի տնկիների առաջացումից մինչև դրանց վրա հիվանդության առաջին բծերի հայտնվելը: Դիտարկումների և փորձերի հիման վրա վերակառուցվել է բորբոսի վարքը կյանքի այս շրջանում (Հիրստ և Ստեդման, 1960 թ., Բոգուսլավսկայա, Ֆիլիպով, 1976 թ.):
Բորբոսի սպորումը կարող է ձեւավորվել հողում վարակված պալարների վրա: Արդյունքում առաջացող սպորները բողբոջում են հիֆերով, որոնք կարող են երկար ժամանակ բուսել հողում: Առաջնային (կազմված պալարների վրա) և երկրորդային (հողի մեջ միկելիումի վրա) սպորները մազանոթային հոսանքներով բարձրանում են հողի մակերես, բայց կարտոֆիլ վարակելու ունակություն են ձեռք բերում միայն նրա ստորին տերևների իջնելուց և հողի մակերեսի հետ շփումից հետո: Նման տերևները (մասնավորապես, դրանց վրա հայտնաբերված հիվանդության առաջին կետերը) չեն առաջանում անմիջապես, բայց կարտոֆիլի գագաթների երկարատև աճից և զարգացումից հետո:
Այսպիսով, P. infestans- ի կյանքի ցիկլում կարող է գոյություն ունենալ նաև սապրոտրոֆ բուսականության փուլ: Եթե կյանքի ցիկլի մակաբուծական փուլում ագրեսիվությունը պիտանիության ամենակարևոր բաղադրիչն է, ապա սապրոտրոֆիկ փուլում ընտրությունն ուղղված է մակաբուծական հատկությունների նվազեցմանը, ինչպես փորձնականորեն ցույց է տրված որոշ ֆիտոպաթոգեն սնկերի համար (տե՛ս Carson, 1993): Հետեւաբար, ցիկլի այս փուլում ագրեսիվ հատկությունները պետք է առավել ինտենսիվորեն կորչեն: Բայց մինչ այժմ ուղղակի փորձեր չեն իրականացվել վերը նշված ենթադրությունները հաստատելու համար:
Սեզոնային փոփոխությունները ազդում են ոչ միայն P. infestans- ի պաթոգեն հատկությունների վրա, այլ նաև ֆունգիցիդների դիմադրողականության վրա, որոնք աճում են պոլիկցիկային փուլում (էպիֆիտոտիզմների ընթացքում) և նվազում են ձմռանը պահելու ընթացքում (Derevyagina et al., 1991; Kadish and Cohen, 1992): Մետալաքսիլին դիմադրության հատկապես ինտենսիվ անկում է նկատվել ազդակիր պալարների տնկման և դաշտում հիվանդության առաջին բծերի առաջացման միջև ընկած ժամանակահատվածում:
Ներքին մասնագիտացում և դրա զարգացում
P. infestans- ը համաճարակներ է առաջացնում առևտրային նշանակության երկու մշակաբույսերի ՝ կարտոֆիլի և լոլիկի մեջ: Կարտոֆիլի վրա էպիֆիտոտիաները սկսվեցին անմիջապես այն բանից հետո, երբ բորբոսը նոր տարածքներ մտավ: Լոլիկի պարտությունը նույնպես նշվեց կարտոֆիլի վրա վարակի հայտնվելուց անմիջապես հետո, բայց լոլիկի epiphytoties- ը նշվեց միայն հարյուր տարի անց `XNUMX-րդ դարի կեսերին: Ահա թե ինչ են գրում Հալլեգլին և Նիդերհաուզերը ԱՄՆ-ում լոլիկի պարտության մասին
(1962). «100 թվականի ծանր էպիֆիտոտիայից հետո շուրջ 1845 տարի լոլիկի դիմացկուն սորտեր ձեռք բերելու քիչ կամ գրեթե ոչ մի փորձ չի արվել: Չնայած լոլիկի վրա ուշացած հիվանդությունն առաջին անգամ գրանցվել է դեռ 1848 թ.-ին, այն չի դարձել բույսերի բուծողների լուրջ ուշադրության առարկան մինչև 1946 թ.-ին հիվանդության ուժեղ բռնկումը: Ռուսաստանի տարածքում լոլիկի վերջին կծկումը գրանցվել է 60-րդ դարում: «Երկար ժամանակ հետազոտողները ուշադրություն չէին դարձնում այս հիվանդությանը, քանի որ այն տնտեսական զգալի վնաս չի պատճառել: Բայց 70-1979-ականներին: XX դարի լոլիկի վրա ուշ փչացման epiphytoties նկատվում են նաև Խորհրդային Միությունում, հիմնականում Ստորին Վոլգայի մարզում, Ուկրաինայում, Հյուսիսային Կովկասում, Մոլդովայում ... »(Բալաշովա, XNUMX):
Այդ ժամանակից ի վեր, լոլիկի հիվանդությունը ուշացած հիվանդությունից դարձել է ամենամյա, տարածվել է արդյունաբերական և տնային մշակության ողջ տարածքում և հսկայական տնտեսական վնաս է հասցնում այս բերքին: Ինչ է պատահել? Ինչու՞ կարտոֆիլի վրա մակաբույծի առաջին տեսքը և այս բերքի էպիֆիտոտիկ վնասվածքը համարյա միաժամանակ տեղի ունեցան, և ինչու՞ է տևել դար, որ էպիֆիտոտիկը լոլիկի վրա հայտնվի: Այս տարբերությունները սատարում են ոչ թե հարավամերիկյան վարակի աղբյուրին, այլ մեքսիկացուն: Եթե Phytophthora infestans տեսակը զարգացավ որպես Solanum ցեղի մեքսիկական տուբերկուլյար տեսակների մակաբույծ, ապա հասկանալի է, թե ինչու են այդքան ուժեղ ազդել մշակաբույս կարտոֆիլը, որը պատկանում էր սեռի նույն հատվածին, ինչպես մեքսիկական տեսակին, բայց մակաբույծի հետ զուգընկերության բացակայության պատճառով, որը չի մշակել հատուկ և ոչ սպեցիֆիկ դիմադրության մեխանիզմներ:
Լոլիկը պատկանում է ցեղի մեկ այլ հատվածի, դրա փոխանակման տեսակը զգալի տարբերություններ ունի պալարային տեսակներից, հետևաբար, չնայած այն հանգամանքին, որ լոլիկը դուրս չի գալիս P. infestans- ի սննդի մասնագիտացումից, նրա պարտության ուժգնությունն անբավարար էր տնտեսական լուրջ կորուստների համար:
Լոլիկի վրա էպիֆիտոտիաների առաջացումը պայմանավորված է մակաբույծի լուրջ գենետիկ փոփոխություններով, որոնք մակաբուծազերծման ժամանակ մեծացնում են նրա հարմարվողականությունը (պաթոգենությունը): Կարծում ենք, որ լոլիկը մակաբուծելու համար մասնագիտացված նոր ձևը M. Gallegly- ի նկարագրած T1 մրցավազքն է, որը ազդում է բալի լոլիկի սորտերի վրա (Red Cherry, Ottawa), դիմացկուն կարտոֆիլի վրա տարածված T0 ցեղի նկատմամբ (Gallegly, 1952): Ըստ ամենայնի, մուտացիա (կամ մուտացիաների շարք), որը T0 մրցավազքը վերածեց T1 մրցավազքի և հանգեցրեց լոլիկի պարտությանը խիստ հարմարեցված կլոնների հայտնվելուն: Ինչպես հաճախ է պատահում, մեկ հյուրընկալողի մոտ պաթոգենության բարձրացումը ուղեկցվում էր մյուսի նկատմամբ նվազմամբ, այսինքն `առաջացավ նախնական, դեռևս ոչ ամբողջական ներտնտեսային մասնագիտացում` կարտոֆիլի (մրցավազք T0) և լոլիկի (մրցավազք T1):
Որո՞նք են այս ենթադրության ապացույցները:
- Կարտոֆիլի և լոլիկի վրա առաջացում: Լոլիկի տերևների վրա գերակշռում է T1 մրցավազքը, մինչդեռ կարտոֆիլի տերևներում դա հազվադեպ է լինում: Ըստ S.F.Bagirova- ի և T.A.- ի Օրեշոնկովան (չհրապարակված) Մոսկվայի մարզում 1991-1992 թվականներին T1 մրցավազքի առաջացումը կարտոֆիլի տնկարկներում կազմել է 0%, իսկ լոլիկի տնկարկներում ՝ 100%; 1993-1995 թվականներին `համապատասխանաբար 33% և 90%; 2001-ին `0% և 67%: Նման տվյալներ են ստացվել Իսրայելում (Cohen, 2002): T1 ցեղի մեկուսարաններով կարտոֆիլի պալարների և T0 և T1 մեկուսարանների խառնուրդով վարակման փորձերը ցույց տվեցին, որ T1 ցեղի մեկուսիչները վատ են պահպանվել պալարներում և փոխարինվում են T0 ցեղի մեկուսացումներով (Dyakov et al., 1975; Rybakova, 1988):
2) լոլիկի տնկարկներում T1 մրցավազքի դինամիկա: Լոլիկի տերևների առաջնային վարակն իրականացվում է T0 ցեղի մեկուսարաններով, որոնք գերակշռում են տերևների վրա առաջացած առաջին բծերի վարակի վերլուծության մեջ: Սա հաստատում է մակաբույծների միգրացիայի ընդհանուր ընդունված սխեման. Կարտոֆիլից վարակման հիմնական զանգվածը կազմում է T0 ցեղը, այնուամենայնիվ, կարտոֆիլում պահպանված T1 կլոնների փոքր քանակությունը, մեկ անգամ լոլիկի վրա, տեղափոխում է T0 մրցավազքը և կուտակվում է էպիֆիտոտիկ շրջանի ավարտին: Հնարավոր է նաև, որ կա տոմատի տերևների T1 ցեղով վարակման այլընտրանքային աղբյուր, ոչ այնքան հզոր, որքան կարտոֆիլի պալարներն ու տերևները, բայց կայուն: Հետեւաբար, այս աղբյուրը թույլ ազդեցություն ունի լոլիկ վարակող բնակչության գենետիկական կառուցվածքի վրա, բայց հետագայում որոշում է T1 ցեղի կուտակումը (Rybakova, 1988; Dyakov et al., 1994):
3) ագրեսիվություն կարտոֆիլի և լոլիկի նկատմամբ: Լոլիկի և կարտոֆիլի տերևների արհեստական վարակը T0 և T1 ցեղերի մեկուսացումներով ցույց տվեց, որ առաջիններն ավելի ագրեսիվ են կարտոֆիլի համար, քան լոլիկի, իսկ երկրորդներն ավելի ագրեսիվ են լոլիկի համար, քան կարտոֆիլի: Այս տարբերությունները դրսևորվում են ջերմոցում տերևների անցման ժամանակ խառն «ոչ» սեփական ցեղի մեկուսարանների տեղաշարժով (Դ. Յակով և ուրիշ., 1975) և դաշտային հողակտորներում (Leberton et al., 1999); նվազագույն վարակիչ բեռի, լատենտային շրջանի, վարակիչ բծերի և սպորների արտադրության չափերի տարբերություններ (Ռիբակովա, 1988 թ. Դյակով և այլք, 1994 թ., Լեգարդ և այլք, 1995 թ. Forbes- ը և ուրիշներ, 1997 թ., Օյարզուն և ուրիշներ, 1998 թ., Լեբերտոն և այլն al., 1999; Vega-Sanchez et al., 2000; Knapova, Gisi, 2002; Sussuna et al., 2004):
T1 ցեղի մեկուսարանների ագրեսիվությունը լոլիկի սորտերի նկատմամբ, որոնք չունեն դիմադրության գեներ, այնքան մեծ է, որ այդ մեկուսացումները սպորվում են տերևների վրա, ինչպես սննդարար միջավայրի վրա ՝ առանց վարակված հյուսվածքի նեկրոզացման (Dyakov et al., 1975; Vega-Sanchez et al., 2000):
4) վիրուսաբանություն կարտոֆիլի և լոլիկի համար: T1 մրցավազքը ազդում է բալի լոլիկի սորտերի վրա Ph1 դիմադրության գենի հետ, մինչդեռ T0 մրցավազքն ի վիճակի չէ վարակել այդ սորտերը, այսինքն. ունի ավելի նեղ վիրուսայինություն: Տարբերակիչների հետ կապված
Կարտոֆիլի R- գեները հակադարձ կապ ունեն, այսինքն. լոլիկի տերևներից մեկուսացված շտամները պակաս վիրուսային են, քան «կարտոֆիլի» շտամները (աղյուսակ 11):
5) չեզոք նշիչներ. Կարտոֆիլի և լոլիկի վրա մակաբուծող P. infestans- ի պոպուլյացիաների չեզոք նշիչների վերլուծությունը նույնպես վկայում է բազմաբնույթ ներանձնային ընտրության մասին: P. infestans- ի բրազիլական պոպուլյացիայում լոլիկի տերևի մեկուսիչները պատկանում էին կլոնային գծին US-1, իսկ կարտոֆիլի տերևներից `BR-1 շարքին (Suassuna et al., 2004): Ֆլորիդայում (ԱՄՆ) 1994 թ.-ից սկսած US-90 կլոնը սկսեց գերակշռել կարտոֆիլի վրա (ավելի քան 8% դեպքով), և կլոնավորեց US-11 և US-17 լոլիկը, իսկ վերջինիս մեկուսացումները լոլիկի համար ավելի ագրեսիվ են, քան կարտոֆիլի համար (Weingartner , Tombolato, 2004): Կարտոֆիլի և լոլիկի մեկուսարաններում գենոտիպի հաճախականությունների (ԴՆԹ մատնահետքեր) զգալի տարբերություններ են հաստատվել 1200-ից 1989 թվականներին Միացյալ Նահանգներում հավաքված 1995 P. infestans շտամների համար (Deahl et al., 1995):
AFLP մեթոդի միջոցով հնարավոր դարձավ առանձնացնել 74-1996 թվականներին կարտոֆիլի և լոլիկի տերևներից հավաքված 1997 շտամ: Ֆրանսիայում և Շվեյցարիայում ՝ 7 խմբում: Կարտոֆիլի և լոլիկի շտամները հստակորեն չէին տարբերվում, բայց «կարտոֆիլի» շտամները գենետիկորեն ավելի բազմազան էին, քան «լոլիկի» տեսակները: Առաջինը հայտնաբերվել է բոլոր յոթ կլաստերներում, իսկ վերջինը ՝ միայն չորսում, ինչը վկայում է վերջինիս ավելի մասնագիտացված գենոմի մասին (Knapova and Gisi, 2002):
6) մեկուսացման մեխանիզմներ: Եթե մակաբույծի պոպուլյացիաները երկու հյուրընկալող բույսերի վրա զարգանում են դեպի իրենց «սեփական» տանտիրոջ մասնագիտացման նեղացումը, ապա առաջանում են տարբեր նախա-և հետմեյմոտիկ մեխանիզմներ, որոնք կանխում են բնակչության գենետիկական փոխանակումները (Դյակով և Լեկոմցևա, 1984):
Մի քանի ուսումնասիրություններ ուսումնասիրել են ծնողական շտամների աղբյուրի ազդեցությունը հիբրիդացման արդյունավետության վրա: Երբ Էկվադորում հատվել են Solanum ցեղի տարբեր տեսակների մեկուսացված շտամներ (Oliva et al., 2002), պարզվել է, որ A2 զուգավորման տեսակներով շտամները վայրի գիշերային ստվերներից (կլոնային գիծ EC-2) հատել են ամենավատը լոլիկի շտամներով (տող EC -3), և ամենաարդյունավետը հատվել է կարտոֆիլի շտամի հետ (EC-1):
Պարզվել է, որ բոլոր հիբրիդները ոչ ախտածին են: Հեղինակները կարծում են, որ հիբրիդացման ցածր տոկոսը և հիբրիդների պաթոգենության նվազումը պայմանավորված են բնակչության վերարտադրողական մեկուսացման հետմեյոտիկ մեխանիզմներով:
Բագիրովայի և այլոց (1998) փորձերի ընթացքում մեծ թվով կարտոֆիլի և լոլիկի շտամներ հատվել են T0 և T1 ցեղերի հատկությունների հետ: Առավել բարձր բերրի էին լոլիկից մեկուսացված T1xT1 շտամների խաչերը (մանրադիտակի տեսադաշտում 36 օոսպորներ, օոսպորի բողբոջման 44%), ամենաքիչն արդյունավետ էին տարբեր հյուրընկալներից մեկուսացված T0xT1 ցեղերի խաչերը (զարգացող և բողբոջված օոսպորների ցածր քանակ, վիժեցնող և թերզարգացած օոսպորների մեծ մասն) ... Կարտոֆիլից մեկուսացված T0 ցեղի մեկուսարանների խաչմերուկների արդյունավետությունը միջանկյալ էր: Քանի որ T0 ցեղի շտամների հիմնական մասը ազդում է կարտոֆիլի վրա, այն ունի ձմռան հուսալի աղբյուր ՝ կարտոֆիլի պալարներ, որի արդյունքում օոսպորների կարտոֆիլից պոպուլյացիաների համար ձմեռող վարակիչ ստորաբաժանումների կարևորությունը: Հարմարեցված «լոլիկի ձևը» ունակ է ձմեռել լոլիկի վրա օոսպորների տեսքով (տե՛ս ստորև) և այդպիսով պահպանում է սեռական պրոցեսի ավելի բարձր արտադրողականություն: Բարձր պտղաբերության շնորհիվ T1- ը ձեռք է բերում լոլիկի առաջնային վարակի անկախ ներուժ: Knapova et al. (Knapova et al., 2002) ստացված արդյունքները կարելի է մեկնաբանել նույն կերպ: Լոլիկից շտամներով կարտոֆիլից մեկուսացված շտամների խաչերը տվել են առավելագույն քանակի օոսպորներ ՝ 13,8 քմ / մ: միջին (5-19 տարածմամբ) և օոսպորների բողբոջման միջանկյալ տոկոս (6,3 ՝ 0-24 տարածմամբ): Լոլիկից մեկուսացված շտամների հատման արդյունքում ստացվեց օոսպորների ամենացածր տոկոսը (7,6 ՝ 4-12 տարածմամբ) դրանց բողբոջման ամենաբարձր տոկոսով (10,8): Կարտոֆիլից մեկուսացված շտամների խաչմերուկները տվել են օոսպորների միջանկյալ քանակ (տվյալների մեծ ցրվածությամբ `8,6` 0-30) և օոսպորների բողբոջման ամենացածր տոկոսը (2,7): Այսպիսով, կարտոֆիլի շտամները պակաս բերրի են, քան լոլիկից, բայց միջբնակեցման խաչերը ավելի վատ արդյունք չեն տվել, քան ներբնակեցումը: Հնարավոր է, որ տարբերությունները վերոհիշյալ տվյալների հետ `Բագիրովայի և այլոց կողմից: բացատրվում են այն փաստով, որ ռուս հետազոտողները աշխատել են 90-րդ դարի 90-ականների սկզբին մեկուսացված շտամների հետ, իսկ շվեյցարացի հետազոտողները `XNUMX-ականների վերջին մեկուսացված շտամների հետ:
Lowածր պտղաբերության հիմքը կարող է լինել շտամների հետերոպլոիդիան: Եթե մեքսիկական պոպուլյացիայում, որտեղ սեռական պրոցեսը և օոսպորոզ սերունդով առաջնային վարակը կանոնավոր են, P. Infestans- ի ուսումնասիրված շտամների մեծ մասը երկպլոիդային են, ապա Հին Աշխարհի երկրներում նկատվում է խճճվածության պոլիմորֆիզմ (երկ-, եռ- և տետրապլոիդային շտամներ, ինչպես նաև հետերոկարիոտային շտամներ հետերոպլոիդային շտամներով): և տարբեր տեսակի զուգավորում ունեցող շտամներ, այսինքն. փոխադարձաբար բերրի, տարբերվում են միջուկային ընկճվածությունից (Therrien et al., 1989, 1990; Whittaker et al., 1992; Ritch, Daggett, 1995): Անտերիդիայի և օոգոնիայի միջուկների բազմազանությունը կարող է լինել ցածր բերրիության պատճառ:
Ինչ վերաբերում է անաստոմոզների ժամանակ հիֆերի միջուկային փոխանակմանը, ապա դա կանխվում է վեգետատիվ անհամատեղելիությամբ, որը անբավարար պոպուլյացիաները բաժանում է գենետիկորեն մեկուսացված կլոնների (Poedinok and Dyakov, 1987; Gorbunova et al., 1989; Anikina et al., 1997b):
7) պոպուլյացիաների կոնվերգենցիա: Վերոնշյալ տվյալները ցույց են տալիս, որ հնարավոր է հիբրիդացում «կարտոֆիլի» և «լոլիկի» P. infestans շտամների միջև: Հնարավոր է նաև տարբեր հյուրընկալողների փոխադարձ վարակվածություն, չնայած նվազեցված ագրեսիվությամբ:
1993 թ.-ին հարակից կարտոֆիլի և լոլիկի դաշտերի մեկուսարաններում բնակչության նշիչների ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ լոլիկի տերևներից մեկուսացված մեկուսարանների մոտ մեկ քառորդ մասը տեղափոխվել է կարտոֆիլի հարևան դաշտից (Dolgova et al., 1997): Տեսականորեն կարելի է ենթադրել, որ բնակչության շեղումը երկու տանտերերի վրա կավելանա և կհանգեցնի հատուկ ներանձնային ձևերի առաջացմանը (f. Sp. Կարտոֆիլ և f.sp. Լոլիկ), մանավանդ որ օոսպորները կարող են պահպանվել բույսերի մնացորդներում (Drenth et al., 1995 ; Bagirova, Dyakov, 1998) և լոլիկի սերմերը (Rubin et al., 2001): Հետևաբար, լոլիկը ներկայումս ունի կարտոֆիլի պալարներից անկախ գարնան վերականգնման աղբյուր:
Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ այլ կերպ եղավ: Ձմեռումը օոսպորներով թույլ տվեց, որ մակաբույծը խուսափի իր կյանքի ցիկլի ամենանեղ փուլից ՝ հողում բուսականության մոնոցիկլիկ փուլից, որի ընթացքում նվազում են մակաբուծային հատկությունները, որոնք ամռանը հետզհետե վերականգնվում են պոլիցիկլիկ փուլում:
Աղյուսակ 11. P. infestans շտամներում վիրուսային գեների հաճախությունները կարտոֆիլի տարբերակիչ սորտերի նկատմամբ
Երկիր | Տարի | Շտամներում վիրուսային գեների միջին քանակը | Հեղինակ | |
կարտոֆիլից | լոլիկից | |||
Ֆրանսիա | 1995 | 4.4 | 3.3 | Leberton et al., 1999 թ |
1996 | 4.8 | 3.6 | Leberton, Andrivon, 1998 | |
Ֆրանսիա, Շվեյցարիա | 1996-97 | 6.8 | 2.9 | Կնապովա, Գիսի, 2002 |
ԱՄՆ | 1989-94 | 5 | 4.8 | Goodwin et al., 1995 թ |
ԱՄՆ, Zapապ. Վաշինգտոնում | 1996 | 4.6 | 5 | Dorrance եւ այլոք, 1999 |
1997 | 6.3 | 3.5 | " | |
Эквадор | 1993-95 | 7.1 | 1.3 | Օյարզուն և այլք, 1998 թ |
Իսրայելը | 1998 | 7 | 4.8 | Քոեն, 2002 |
1999 | 6 | 5.7 | " | |
2000 | 6.7 | 6.1 | " | |
Ռուսաստան, Mosk. տարածաշրջան | 1993 | 8.9 | 6.7 | Սմիրնով, 1996 թ |
Ռուսաստան, տարբեր մարզեր | 1995 | 9.4 | 8 | Կոզլովսկայան և այլք: |
1997 | 9.2 | 9.2 | " | |
2000 | 8.7 | 4.8 | " |
Առաջնային զոոսպորանգիան և զոոսպորները, որոնք բողբոջում են օոսպորները, ունեն մակաբուծային ակտիվության բարձր աստիճան, հատկապես, եթե օոսպորները կազմավորվել են պաթենոգենետիկորեն ՝ հակառակ տեսակի զուգավորում ունեցող շտամի ֆերոմոնների ազդեցության տակ: Ուստի օոսպորներով վարակված սերմերից աճեցված լոլիկի սածիլների վարակիչ նյութը խիստ պաթոգեն է ինչպես լոլիկի, այնպես էլ կարտոֆիլի համար:
Այս փոփոխությունները հանգեցրեցին բնակչության հաջորդ վերակազմավորմանը, որն արտահայտվեց համաճարակաբանական տեսանկյունից հետևյալ կարևոր փոփոխություններով.
- Վարակված լոլիկի սածիլները դարձել են կարտոֆիլի առաջնային վարակի կարևոր աղբյուր (Ֆիլիպով, Իվանիուկ, անձնական հաղորդագրություններ):
- Կարտոֆիլի վրա էպիֆիտոտիաները սկսեցին դիտվել արդեն հունիսից ՝ սովորականից մոտ մեկ ամիս շուտ:
- Կարտոֆիլի տնկարկներում T1 ցեղի տոկոսն աճեց, որը նախկինում այնտեղ հայտնաբերվել էր աննշան քանակությամբ (Ուլանովա և ուրիշներ, 2003):
- Լոլիկի տերևներից մեկուսացված շտամներն այլևս չէին տարբերվում մարածության գեների վրա կարտոֆիլի տարբերակիչներով կարտոֆիլի շտամներից և սկսեցին ագրեսիվությամբ գերազանցել «կարտոֆիլի» շտամները ոչ միայն լոլիկի, այլ նաև կարտոֆիլի վրա (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al. , 2003):
Այսպիսով, տարաձայնությունների փոխարեն, տեղի ունեցավ պոպուլյացիաների կոնվերգենցիա, երկու ընդունող բույսերի վրա մեկ պոպուլյացիայի առաջացում ՝ բարձր վիրուսայնությամբ և երկու տեսակների նկատմամբ ագրեսիվությամբ:
Ամփոփում
Այսպիսով, չնայած P. infestans- ի ավելի քան 150 տարվա ինտենսիվ ուսումնասիրությանը, կենսաբանության մեջ, ներառյալ աճեցված ճարպային բույսերի կարևորագույն հիվանդությունների այս հարուցիչի պոպուլյացիայի կենսաբանությունը, դեռ շատ բան անհայտ է մնում: Անհասկանալի է, թե ինչպես է կյանքի ցիկլի առանձին փուլերի անցումը ազդում բնակչության կառուցվածքի վրա, որո՞նք են ագրեսիվության և վիրուսայինության ջրանցքային փոփոխականության գենետիկական մեխանիզմները, ինչ է բնական պոպուլյացիաների վերարտադրողական և կլոնային վերարտադրության համակարգերի հարաբերակցությունը, ինչպես է բուսական անհամատեղելիությունը փոխանցվում, կարտոֆիլի և լոլիկի դերը այս մշակաբույսերի առաջնային վարակում և ինչն է նրանց ազդեցությունը մակաբույծների պոպուլյացիաների կառուցվածքի վրա: Մինչ այժմ լուծված չեն այնպիսի կարևոր գործնական խնդիրներ, ինչպիսիք են մակաբույծի ագրեսիվությունը կամ ոչ սպեցիֆիկ կարտոֆիլի դիմադրության էրոզիան փոխելու գենետիկական մեխանիզմները: Կարտոֆիլի ուշ հիվանդության վերաբերյալ հետազոտությունների խորացումով և ընդլայնմամբ ՝ մակաբույծը նոր մարտահրավերներ է առաջացնում հետազոտողների առջև: Այնուամենայնիվ, փորձարարական կարողությունների կատարելագործումը, գեների և սպիտակուցների շահարկման նոր մեթոդաբանական մոտեցումների ի հայտ գալը թույլ է տալիս հույս ունենալ առաջադրված հարցերի հաջող լուծման վրա:
Հոդվածը հրապարակվել է «Կարտոֆիլի պաշտպանություն» ամսագրում (թիվ 3, 2017 թ.)