С.Н. Эланский, Л.Ю. Кокаева, Н.В. Стацюк, Ю.Т. Дьяков
Танилцуулга
Oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary - төмсний болон улаан лоолийн эдийн засгийн хувьд хамгийн чухал өвчин болох хожуу хорт хавдар үүсгэгч бодис нь янз бүрийн улс орны судлаачдын анхаарлыг сүүлийн хагас жил гаруй хугацаанд татсан. XNUMX-р зууны дундуур Европт гэнэт гарч ирсэн нь олон үеийн хүмүүсийн ой санамжинд үлдсэн төмсний тахлыг үүсгэсэн юм.
Өнөөг хүртэл үүнийг "Ирландын өлсгөлөнгийн мөөг" гэж нэрлэдэг байжээ. Эхний тархалтаас бараг зуун жилийн дараа Мексикийн зэрлэг төмсний төрөл зүйлийг сүүлээр ялзрахад тэсвэртэй болгож, тариалсан төмсөөр гатлах аргыг боловсруулсан (Мюллер, 1935), анхны хожуу бүдгэрэлд тэсвэртэй сортыг олж авсан (Пушкарев, 1937). Гэсэн хэдий ч арилжааны тариалалт эхэлснээс хойш удалгүй тэсвэртэй сортуудад хоруу чанар бүхий хожуу бүдгэрүүлэгч эмгэг төрүүлэгчдийн уралдаанууд хуримтлагдав. Мексикийн зэрлэг төмснөөс шинэ эсэргүүцлийн генийг сортуудад нэвтрүүлэх нь үр дүнгээ хурдан алдаж эхлэв.
Моногеник (босоо) эсэргүүцлийг ашиглахад гарсан алдаа нь үржүүлэгчдийг өвөрмөц бус полиген (хэвтээ) эсэргүүцлийг ашиглах илүү төвөгтэй арга замыг хайхад хүргэсэн. Сүүлийн жилүүдэд маш түрэмгий уралдаанууд шимэгчдийн популяцид хуримтлагдаж, өвөрмөц бус эсэргүүцлийг хүртэл элэгдэлд хүргэж байна. Фунгицидэд тэсвэртэй омог бий болсон нь төмсөөс хамгаалах химийн бодис ашиглахад бэрхшээл учруулж байна.
Оомицет ба мөөгөнцрийн химийн найрлага, хэт бүтэц, бодисын солилцоонд ихээхэн ялгаатай байдгаас ургамлыг олон мөөгөнцрийн өвчнөөс хамгаалахад ашигладаг фунгицид, ялангуяа системчилсэн найрлага нь оомицетын эсрэг үр дүнгүй байдаг.
Тиймээс хожуу толбо үүсэхээс химийн хамгаалалтад олон төрлийн (нэг улиралд 12 ба түүнээс дээш удаа) өргөн хүрээний үйлчлэлийн контакт бэлдмэлээр шүрших аргыг хэрэглэсэн. Хувьсгалт алхам бол оомицетэд хортой, ургамал дотор тархдаг фениламидийг ашиглах явдал байв. Гэсэн хэдий ч тэдний өргөн хэрэглээ нь мөөгөнцрийн популяцид тэсвэртэй омог хурдан хуримтлагдахад хүргэсэн (Davidse et al., 1981) бөгөөд энэ нь ургамлын хамгаалалтыг ихээхэн төвөгтэй болгосон юм. P. infestans бол бараг л сэрүүн бүсийн шимэгч хорхой бөгөөд органик тариалангийн хор уршгийг химийн хамгаалалтын хэрэгсэл ашиглахгүйгээр саармагжуулах боломжгүй юм (Van Bruggen, 1995).
Дээрх нь янз бүрийн орны судлаачдын P. infestans популяци, тэдгээрийн элбэгшил, генетикийн найрлага, хувьсах чадварын генетикийн механизмыг судлахад асар их анхаарал хандуулж байгааг тайлбарлаж байна.
R. INFESTANS-ийн амьдралын мөчлөг
Oomycete Phytophthora infestans нь төмсний навчны дотор гаусториа агуулсан эс хоорондын мицелиум үүсгэдэг. Навчны эдэд хооллох нь хар толбо үүсгэдэг бөгөөд нойтон цаг агаарт харлаж, ялзардаг. Хүчтэй ялагдал бүхий навч бүхэлдээ үхдэг. Тодорхой хугацааны дараа хооллосны дараа мицелиум дээр ургах ургалт үүсдэг - спорангиофорууд - энэ нь гадуураа дамжуулан ургадаг. Нойтон цаг агаарт тэдгээр нь навчны доод талын толбыг тойрон цагаан цэцэглэдэг. Спорангиофорын төгсгөлд нимбэгний хэлбэртэй зооспорангиа үүсч, тэдгээр нь салж борооны шүршүүрээр дамждаг (Зураг 1). Төмсний навчны гадаргуу дээр дусал дуслаар унахад спорангия 6-8 зооспороор ургадаг бөгөөд хэсэг хөдөлгөөн хийсний дараа бөөрөнхийлж, мембранаар бүрхэж, үр хөврөлийн хоолойгоор ургадаг. Соёолж нь үений дамжин навчны эдэд нэвчдэг. Тодорхой нөхцөлд спорангия нь ургах хоолойд шууд навчны эдэд ургаж болно. Тааламжтай нөхцөлд халдвараас шинэ спор үүсэх хүртэлх хугацаа нь ердөө 3-4 хоног байна.
Газар дээр нь тавиад хөрсөнд шүүгдээд спорангия нь булцууг халдварлах чадвартай байдаг. Хүчтэй өртсөн булцууг хадгалах явцад ялзрах; сул өртсөн тохиолдолд халдвар дараагийн улирал хүртэл үргэлжилж болно. Нэмж дурдахад, хожуу хортон шавьжийг үүсгэгч бодис өвлийн улиралд ургамлын үлдэгдэл, улаан лоолийн үр дээр хөрсөнд oospores (зузаан ханатай амрах бэлгийн спор) хэлбэрээр хадгалагдан үлддэг. Ооспорууд нь ургамлын өөр амьд организмд хэт их чийгтэй таарах үед үүсдэг. Хавар, бэлгийн бус спор нь тарьсан халдвартай булцуу болон ооспор бүхий ургамлын үлдэгдэл дээр үүсдэг; зооспорууд хөрсөнд орж, ургамлын доод навчийг халдварладаг. Зарим тохиолдолд мицели нь халдвар авсан булцуугаас ургамлын ногоон хэсгийн дагуу ургаж, ихэвчлэн ишний дээд хэсэгт гарч ирдэг.
Оомицет ба ихэнх мөөгөнцрийн хоорондох ялгаа нь амьдралын мөчлөгт дифлофаза давамгайлж, гаметик мейоз, зигот (соёоспор) -ыг бууруулагч цөмийн хуваагдалгүй соёололтонд оршино. Энэ онцлог нь бисексуал байдлыг орлодог диполяр гетеротализм бөгөөд өндөр эукариотуудын популяцийг судлах (панмиксиа ба популяцийн дэд бүлэгт дүн шинжилгээ хийх, популяцийн доторх ба хүн амын генийн урсгал гэх мэт) боловсруулахад чиглэсэн аргыг оомицетуудад хэрэглэх боломжтой юм шиг санагдаж байна. Гэсэн хэдий ч гурван хүчин зүйл нь P. infestans популяцийн судалгаанд эдгээр хандлагыг бүрэн шилжүүлэхийг зөвшөөрдөггүй.
1. Эрлийз ооспоруудтай зэрэгцэн популяцид өөрөө үржил шимтэй ба партеногенетик ооспорууд үүсдэг (Файф ба Шоу, 1992; Аникина нар, 1997а; Савенкова, Черепникоба-Анирина, 2002; Смирнов, 2003), тэдгээрийн үүсэх давтамж нь нөлөөлөхөд хангалттай байж болох юм. шинжилгээний үр дүнгийн талаар.
2. P. infestans-ийн бэлгийн үйл явц нь хүн амын тооны динамикт ач холбогдолгүй хувь нэмэр оруулдаг, учир нь мөөгөнцөр нь ихэвчлэн ургамлын спороор үрждэг бөгөөд тэжээлийн тэжээл дээр уламжлалт аргаар үржлийн төрлийг шинжлэх үр дүнгийн 90 гаруй хувийг бүрдүүлдэг. ... Өсөн нэмэгдэж буй улирал нь бэлгийн бус спорын олон үе (полицикл өвчний хөгжил) юм. Ооспор нь ногоон ургамалгүй (өвлийн улиралд) болон суулгацын анхдагч халдварын үед организмыг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Дараа нь зуны улиралд клонийн нөхөн үржихүй явагдаж, бэлгийн рекомбинасны үр дүнд үүссэн бие даасан клонуудын тоо нэмэгдэж, эсвэл эсрэгээр буурч байгаа нь ихэвчлэн илүү дасан зохицсон хүмүүсийг сонгох замаар тодорхойлогддог. Тиймээс эпифитотикын эхэн ба төгсгөлд популяцийн бие даасан клонуудын харьцаа огт өөр байж болно.
3. Тодорхойлсон мөчлөг нь тэдний нутаг, Төв Америк дахь P. infestans-ийн уугуул популяцийн онцлог шинж юм. Дэлхийн бусад бүс нутагт бэлгийн үйл явцыг 100 гаруй жилийн турш мэддэггүй байсан бөгөөд халдвар авсан төмсний булцуунд агуулагдах ургамлын мицелиум өвөлжиж байв. Амьдралын мөчлөг нь бүрэн эргэлттэй байсан бөгөөд тархалт нь голчлон төвлөрсөн шинж чанартай байв: ганц халдварлагдсан тарьсан булцуунаас халдвар нь навч руу дамжиж, өвчний анхдагч голомтыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь өвчний асар их хөгжлийн явцад нэгдэж чаддаг байв.
Тиймээс зарим бүс нутагт бэлгийн болон бэлгийн бус мөчлөгийн ээлжлэн ээлжлэх тохиолдол байдаг бол зарим хэсэгт зөвхөн бэлгийн бус мөчлөг байж болно.
P. INFESTANS-ийн гарал үүсэл
P. infestans нь 1991-р зууны эхний хагасын сүүлчээр Европт гарч ирэв. Төмс нь Өмнөд Америкийн зүүн хойд нутгаас гаралтай тул шимэгч хорхойг Чилийн селетрийн ид цэцэглэлтийн үеэр тэндээс Европ руу авчирсан гэж таамаглаж байсан. Гэсэн хэдий ч Мексикийн Толука хөндий дэх Рокфеллер төвийн төмсний станцад хийсэн судалгаагаар энэ үзэл бодлыг дахин авч үзэхэд хүргэсэн (Niederhauser, 1993, XNUMX).
1. Толука хөндийд орон нутгийн булцуут төмсний төрөл зүйлүүд (Solanum demissum, S. bulbocastanum гэх мэт) нь босоо эсэргүүцлийн генийн олон багцыг өвөрмөц бус эсэргүүцлийн өндөр түвшинтэй хослуулсан бөгөөд энэ нь шимэгчтэй удаан хугацааны хамт хувьсал явагдаж байгааг харуулж байна. Өмнөд Америкийн төрөл зүйл, түүний дотор ургацын төмс нь эсэргүүцэх ген дутагдалтай байдаг.
2. Толука хөндийд А1 ба А2 хосолсон төрлүүд байдаг бөгөөд үүний үр дүнд P. infestans-ийн эрлийз популяци өргөн тархсан; Таримал төмсний эх нутаг болох Өмнөд Америкт шимэгч нь клон хэлбэрээр тархдаг.
3. Толукагийн хөндийд жил бүр хожуу шар өвчний хүнд хэлбэрийн тахал гарч байна. Тиймээс Хойд Америкийн судлаачдын дунд (Корнеллийн их сургууль) төмсний фитофторын өлгий нутаг болох Месоамерикагийн тухай (Төв Америк) үзэл бодол тогтсон байдаг (Гудвин нар, 1994).
Өмнөд Америкийн судлаачид энэ санаа бодлыг хуваалцдаггүй. Таримал төмс ба түүний шимэгч хорхой П.Халдварлагсдыг Өмнөд Америкийн Андын нийтлэг эх орон гэж тэд үздэг. Тэд митохондрийн геном (mtDNA) ба цөмийн ген RAS ба β-тубулины ДНХ полиморфизмын шинжилгээнд молекулын судалгаа хийж өөрсдийн үзэл бодлыг дэмжсэн (Gomez-Alpizar et al., 2007). Тэд дэлхийн өнцөг булан бүрээс цуглуулсан омог нь Өмнөд Америкийн Андын нуруунд байдаг (гурвуулаа) өвөг дээдсийн гурван өөр шугамаас гаралтай болохыг харуулсан. Андын гаплотипууд нь хоёр шугамын удам юм: хамгийн эртний mtDNA удам угсааны тусгаарлагч нь Эквадорын Анаррихоменумын хэсгээс зэрлэг ургадаг Solanaceae дээр байдаг бол хоёр дахь мөрний тусгаарлагчид төмс, улаан лооль, зэрлэг шөнийн зүүдэнд түгээмэл байдаг. Толукад ховор тохиолддог гаплотипүүд ч гэсэн зөвхөн нэг удмаас гаралтай бөгөөд Толука (зарим хувьсах талбайн бага аллелийн давтамж) -аас авсан омгийн удамшлын хэлбэлзэл нь сүүлийн үеийн шилжилт хөдөлгөөний улмаас үүсгэн байгуулагчийн хүчтэй нөлөө үзүүлдэг.
Нэмж дурдахад, Андын нуруунд P. infestans-тай морфологи, генетикийн хувьд төстэй П.Андина хэмээх шинэ зүйл олдсон нь зохиогчдын үзэж байгаагаар Андыг Фитофтора овгийн төрөл зүйлийн халуун цэг гэж тэмдэглэжээ. Эцэст нь Европ, АНУ-д П.Инфестаны популяцид Андын удам угсаа хоёулаа багтдаг бол Толукад ганцхан хүн байдаг.
Энэхүү нийтлэл нь урьд өмнө хийгдсэн судалгааг шинэчлэн сайжруулахын тулд олон туршилтын ажил хийсэн янз бүрийн орны судлаачдын бүлгээс хариу өгөхөд хүргэсэн (Goss et al., 2014). Энэ ажилд, нэгдүгээрт, ДНХ-ийн полиморфизмыг судлахын тулд илүү мэдээлэл бүхий микросателлит ДНХ-ийн дарааллыг ашигласан болно; хоёрдугаарт, бөөгнөрөл, шилжилт хөдөлгөөний зам, популяцийн цаг хугацааны зөрүү гэх мэт. илүү дэвшилтэт загваруудыг ашигласан (F-статистик, Байесийн ойролцоо тооцоо гэх мэт), гуравдугаарт, зөвхөн Андын П.Андина гэсэн эрлийз шинж чанарыг бий болгосон харьцуулалтыг ашигласан (P. infestans x Phytophthora sp.) Мексикийн эндемик төрөл болох P. mirabilis, P. Ipomoeae, Phytophthora phaseoli зэрэг нь генетикийн хувьд ойрхон байдаг P. infestans, ижил бүрхүүлд багтдаг (Kroon et al., 2012). Эдгээр шинжилгээний үр дүнд эрлийз П. андинагаас бусад судалгаанд хамрагдсан Фитофтора овгийн бүх зүйлийн филогенетик модны үндэс хэсэг нь Мексикийн омгуудад хамаарах бөгөөд нүүдлийн урсгал нь Мексик - Андын чиглэлтэй бөгөөд эсрэгээрээ биш харин эхлэл нь Европтой давхцаж байгааг хоёрдмол утгагүйгээр харуулсан болно. Шинэ ертөнцийн колоничлол (300-600 жилийн өмнө). Тиймээс төмс ялагдах чиглэлээр мэргэшсэн P. infestans зүйлүүд гарч ирсэн нь булцуут улиас ургамал үүсэх хоёрдогч генетикийн төвд тохиолдсон. Төв Америкт.
P. INFESTANS-ийн геном
2009 онд олон улсын эрдэмтдийн баг P infestans геномын дарааллыг тогтоосон (Haas et al, 2009), хэмжээ нь 240 МБ байв. Энэ нь шар буурцгийн үндэс ялзрах шалтгаан болдог P. sojae (95 Mb) ба П.Раморум (65 Mb) төрөл зүйлээс царс, beech болон бусад зарим зүйлд нөлөөлж байгаагаас хэд дахин их юм. Олж авсан өгөгдлүүдээс харахад геном нь олон тооны давтагдсан дарааллын хуулбарыг агуулдаг - 74%. Геном нь 17797 уураг кодчилдог генийг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийн дийлэнх нь эсийн процесст оролцдог генүүд бөгөөд үүнд ДНХ-ийн репликаци, уургийн транскрипци ба орчуулга орно.
Phytophthora овгийн геномыг харьцуулж үзэхэд генийн нягтрал харьцангуй өндөр, давтагдсан дарааллын агууламж харьцангуй бага, хадгалагдаагүй генийн дараалал бүхий генийн нягтрал багатай, давтагдах мужуудын агууламж өндөртэй хадгалагдсан генийн дарааллын блокуудаас бүрдэх геномын ер бусын зохион байгуулалтыг илрүүлжээ. Консерватив блокууд нь P. infestans уураг кодчилдог генүүдийн 70% (12440) -ийг эзэлдэг. Консерватив блокуудын дотор генүүд ихэвчлэн хоорондоо нягт уялдаатай бөгөөд 604 морины хүчтэй. Консерватив блокуудын хоорондох давталтын элементүүдийн нягтрал нэмэгдсэнээс хоорондын зай илүү (3700 bp) байдаг. Хурдан өөрчлөгдөж буй эффекторын шүүрлийн генүүд нь ген багатай бүс нутагт байрладаг.
P. Infestans геномын дарааллын шинжилгээгээр геномын гуравны нэг нь шилжүүлэн суулгах боломжтой элементүүдэд хамаардаг болохыг харуулсан. P. infestans-ийн геном нь бусад мэдэгдэж буй геномуудтай харьцуулахад транспозонуудын гэр бүлээс хамаагүй ялгаатай байдаг. P. infestans транспосоны ихэнх нь цыгануудын гэр бүлд хамаардаг.
Эмгэг төрүүлэх үйл явцад оролцдог олон тооны өвөрмөц генийн гэр бүлүүд P. infestans геномоос тогтоогдсон байна. Тэдгээрийн нэлээд хэсэг нь хост ургамлын физиологийг өөрчилж, халдвар авахад нөлөөлдөг эффекторын уургийг кодчилдог. Эдгээр нь хоёр өргөн ангилалд багтдаг: эс хоорондын зайд үйлчилдэг апопластик эффекторууд ба хасториагаар эсэд ордог цитоплазмын эффекторууд. Апопластик эффекторуудад ургамлын эсийг устгадаг протеаза, липаза, гликозилаз зэрэг нууцлагдсан гидролитик ферментүүд орно; хост ургамлын хамгаалалтын ферментийн дарангуйлагчид ба үхжил үүсгэдэг хорт бодисууд болох Неп1 -тэй төстэй уургууд (NPLs) ба Pcf-тэй төстэй жижиг цистеинээр баялаг уургууд (SCRs).
P. infestans эффекторын генүүд нь олон бөгөөд ихэвчлэн патогенийн бус генүүдээс том байдаг. Хамгийн алдартай нь RXLR ба Crinkler (CNR) цитоплазмын эффекторууд юм. Оомицетын ердийн цитоплазмын нөлөө үзүүлэгчид нь RXLR уургууд юм. Одоогийн байдлаар нээгдсэн бүх RXLR эффекторын генүүд нь амин хүчил болох Arg-XLeu-Arg бүлгийг агуулдаг бөгөөд X нь амин хүчил юм. Судалгааны үр дүнд P. infestans геномд 563 RXLR ген байдаг гэсэн санал гарсан нь P. sojae, P. ramorum-оос 60% илүү байна. P. infestans геномын RXLR генүүдийн бараг тал хувь нь төрөл зүйлд хамааралтай байдаг. RXLR эффекторууд нь олон янзын дараалалтай байдаг. Тэдгээрийн дотор нэг том, 150 жижиг гэр бүлийг тогтоожээ. Гол протеомоос ялгаатай нь RXLR эффекторын генүүд ихэвчлэн геномын ядуу, давтамжаар баялаг бүс нутагт байрладаг. Эдгээр бүсүүдийн динамик байдлыг тодорхойлдог хөдөлгөөнт элементүүд нь эдгээр генүүдийн рекомбинацид дөхөм болдог.
Цитоплазмын CRN эффекторыг анх ургамлын эдийн үхжил пептидийг кодчилдог P. infestans-ийн хуулбараас олж тогтоосон. Тэднийг нээснээс хойш эдгээр эффекторуудын гэр бүлийн талаар бараг мэддэггүй байсан. P. Infestans геномын шинжилгээгээр 196 CRN генийн асар том гэр бүл байгааг илрүүлсэн бөгөөд энэ нь P. sojae (100 CRN), P. ramorum (19 CRN) нарынхаас хамаагүй том юм. RXLR-ийн нэгэн адил CRN нь модульчлагдсан уургууд бөгөөд өндөр хадгалалттай N-терминал LFLAK домэйноос (50 амин хүчил) болон өөр өөр ген агуулсан зэргэлдээ DWL домэйноос бүрддэг. Ихэнх CRNs (60%) нь дохионы пептид агуулдаг.
Хүлээн авагч ургамлын эсийн үйл явцыг тасалдуулах янз бүрийн CRN-ийн боломжийг судлав. Ургамлын үхжил судлалын шинжилгээнд CRN2 уургийг зайлуулснаар 234 амин хүчил (173-407 байрлал, DXG домэйн) -аас бүрдэх C эсийн үхлийг үүсгэдэг бүсийг тодорхойлох боломжтой болсон. P. infestans CRN генийн шинжилгээгээр дөрвөн өөр C-терминал бүсийг илрүүлсэн бөгөөд энэ нь ургамлын доторх эсийн үхлийг үүсгэдэг. Үүнд шинээр тогтоогдсон тогтмол гүйдлийн домайнууд (P. Infestans 18 ген ба 49 псевдогентэй), түүнчлэн уургийн киназтай төстэй D2 (14 ба 43) ба DBF (2 ба 1) домэйнууд орно. Ургамалд агуулагдах CRN домайнуудын уургууд нь ургамлын эсэд хадгалагдаж (дохиоллын пептид байхгүй тохиолдолд) эсийн доторх механизмаар эсийн үхлийг өдөөдөг. CRN домэйныг агуулсан өөр 255 дараалал нь генийн үүрэг гүйцэтгэдэггүй байх магадлалтай.
RXLR ба CRN эффекторын генүүдийн гэр бүлийн тоо, хэмжээ нэмэгдсэн нь аллель бус гомолог рекомбинац, генийн давхардалтай холбоотой байв. Геном нь олон тооны идэвхтэй хөдөлгөөнт элементүүдийг агуулдаг боловч эффекторын генийг шилжүүлсэн шууд нотолгоо байхгүй хэвээр байна.
Хүн амын бүтцийг судлахад ашигладаг аргууд
Популяциудын генетикийн бүтцийг судлах нь одоогоор түүнийг бүрдүүлж буй омгийн цэвэр өсгөвөрт дүн шинжилгээ хийхэд үндэслэсэн болно. Цэвэр өсгөвөрийг тусгаарлахгүйгээр популяцид дүн шинжилгээ хийх ажлыг тодорхой зорилгоор явуулдаг.Жишээлбэл, популяцийн түрэмгий шинж чанарыг судлах эсвэл фунгицидэд тэсвэртэй омог байгаа эсэхийг судлах (Филиппов ба бусад, 2004; Деревягина ба бусад, 1999). Энэ төрлийн судалгаа нь тусгай аргачлалыг ашиглах бөгөөд түүний тайлбар нь энэхүү тоймд хамаарахгүй болно. Омгийн харьцуулсан шинжилгээнд ДНХ-ийн бүтцийг шинжлэх, фенотипийн илрэлийг судлахад үндэслэсэн хэд хэдэн аргыг ашигладаг. Хүн амын харьцуулсан шинжилгээ нь олон тооны тусгаарлагдмалуудтай тулгарах бөгөөд энэ нь ашигласан аргуудад тодорхой шаардлага тавьдаг. Эдгээр нь дараахь шаардлагыг хангасан байх ёстой (Cooke, Lees, 2004, Mueller, Wolfenbarger, 1999):
- хямд, хэрэгжүүлэхэд хялбар, цаг хугацаа их шаарддаггүй, ерөнхийдөө боломжтой технологид суурилсан байх (жишээлбэл, ПГУ);
- хангалттай олон тооны бие даасан кодоминантын шинж тэмдгийг бий болгох ёстой;
- өндөр давтагдах чадвартай;
- шинжилгээнд хамрагдах эдийг хамгийн бага хэмжээгээр ашиглах;
- субстратад өвөрмөц байх (өсгөвөрт байгаа бохирдол нь үр дүнд нөлөөлөх ёсгүй);
- аюултай журам, химийн өндөр хортой бодис хэрэглэх шаардлагагүй.
Харамсалтай нь дээр дурдсан бүх параметрүүдэд тохирсон арга байхгүй байна. Өнөө үед омгийг харьцуулан судлахын тулд фенотипийн шинж тэмдгүүдийн шинжилгээнд үндэслэн төмс, улаан лоолийн сортын хоруу чанар (төмс ба улаан лоолийн уралдаан), хосолсон төрөл, пептидазын изофермент ба глюкоз-6-фосфатын изомеразын спектр, ДНХ-ийн бүтцийн шинжилгээнд тулгуурлан аргуудыг ашигладаг: урт полиморфизм хязгаарлалтын хэсэг (RFLP), ихэвчлэн эрлийзжүүлэлтийн датчик RG 57, микро хиймэл дагуулын давталтад дүн шинжилгээ хийх (SSR ба InterSSR), санамсаргүй праймер (RAPD), хязгаарлалтын хэсгүүдийг (AFLP) олшруулах, хөдөлгөөнт элементүүдийн дараалалд нэгэн төрлийн праймеруудтай олшруулах зэрэг орно. SINE PCR), митохондрийн ДНХ-ийн гаплотип тодорхойлох.
П.Инфестанстай хийсэн ажилд ашигласан омгийг харьцуулсан судлах аргуудын товч тодорхойлолт
Фенотипик шинж тэмдгийн шинж чанарууд
"Төмс" уралдаан
“Төмс” уралдаан бол түгээмэл судлагдсан, ашиглагддаг тэмдэглэгээ юм. “Энгийн төмс” уралдаан нь төмсний хоруу чанарыг үүсгэдэг нэг гентэй, “төвөгтэй” нь дор хаяж хоёр гентэй байдаг. Блэк ба бусад. (1953) тэдэнд байгаа бүх өгөгдлийг нэгтгэн дүгнэж үзэхэд фитофтора уралдаан нь P. infestans-ийн хоруу чанар ген / гентэй тохирох эсэргүүцлийн ген / генийг ургамалд халдварлах чадвартай болохыг тогтоож, ургамалд халдварладаг 1, 2, 3, 4 уралдааныг олжээ. R1, R2, R3 ба R4 генүүдтэй, өөрөөр хэлбэл шимэгч ба эзэн хоёрын харилцан үйлчлэл генийн зарчмын дагуу явагддаг. Цаашилбал, Блэк Галлегли, Малколмсон нарын оролцоотойгоор эсэргүүцлийн генүүд R5, R6, R7, R8, R9, R10 ба R11, мөн харгалзах уралдаануудыг нээжээ (Black, 1954; Black & Gallegly, 1957; Malcolmson & Black, 1966; Malcolmson, 1970).
Өвчин үүсгэгчийн арьсны өнгөний найрлагын талаар янз бүрийн бүс нутгаас авсан өргөн цар хүрээтэй мэдээлэл байдаг. Эдгээр өгөгдлийг нарийвчлан задлан шинжлэхгүйгээр зөвхөн ерөнхий чиг хандлагыг харуулах болно: шинэ эсэргүүцлийн гентэй сортууд эсвэл тэдгээрийн хослолыг ашигласан бол эхлээд хожуу хордлогын сулрал ажиглагдаж байсан боловч дараа нь харшлын гентэй уралдаан гарч ирэн сонгогдож, хожуу бүдгэрэх дэгдэлт дахин сэргэв. Эдгээр гентэй сорт тариалахаас өмнө цуглуулсан цуглуулгад эхний 4 эсэргүүцлийн генийн (R1-R4) эсрэг өвөрмөц хоруу чанар ховор ажиглагдсан боловч эдгээр генийг агуулсан сорт дээр эмгэг төрөгч паразит болоход хоруу чанартай омгийн тоо эрс нэмэгдсэн байна. Нөгөө талаас 5-11 генүүд цуглуулгад нэлээд түгээмэл байсан (Shaw, 1991).
Өсөн нэмэгдэж буй улирлын янз бүрийн уралдааны харьцааг 1980-аад оны сүүлээр хийсэн судалгаагаар өвчний хөгжлийн эхэн үед хүн амд түрэмгий чанар багатай, 1-2 хоруу чанар бүхий генүүд давамгайлж байгааг харуулсан.
Цаашилбал, хожуу бүдгэрч хөгжихийн хэрээр анхны клонуудын концентраци буурч, түрэмгийлэл ихтэй "нарийн төвөгтэй" уралдаануудын тоо нэмэгддэг. Улирлын төгсгөлд сүүлчийн тохиолдол 100% хүрдэг. Булцууг хадгалахдаа түрэмгий байдал буурч, хоруу чанарын генүүд алдагддаг. Клон орлуулах динамик нь янз бүрийн сортуудад янз бүрээр тохиолдож болно (Рыбакова & Дьяков, 1990). Гэсэн хэдий ч 2000-2010 онд хийсэн бидний судалгаагаар төмс, улаан лоолийн аль алинаас нь тусгаарлагдсан омгийн дунд нарийн төвөгтэй уралдаанууд эпифитотикын эхэн үеэс олддог болохыг харуулсан. Энэ нь Орос дахь П.Инфанстансын популяцийн өөрчлөлттэй холбоотой болов уу.
1988-1995 он гэхэд өөр өөр бүс нутагт бүх буюу бараг бүх хоруу чанарын гентэй "суперракес" үүсэх давтамж 70-100% хүрчээ. Жишээлбэл, Беларусьт, Ленинград, Москва мужуудад, Хойд Осетид болон Герман улсад энэ байдлыг тэмдэглэсэн (Иванюк нар, 2002a, 2002б; Политько, 1994; Шобер-Бутин нар, 1995).
"Улаан лооль" уралдаанууд
Улаан лоолийн тариалалтаас зөвхөн хожуу шар өвчинд тэсвэртэй 2 ген олдсон - Ph1 (Gallegly & Marvell, 1955) ба Ph2 (Al-Kherb, 1988). Төмсний уралдааны нэгэн адил улаан лооль ба P. infestans-ийн харилцан үйлчлэл нь ген тус бүрээр явагддаг. T0 уралдаан нь эсэргүүцлийн генгүй сортуудад (үйлдвэрт ашиглагддаг сортуудын ихэнх нь), T1 уралдаан нь Ph1 ген (Оттава), T2 уралдаан нь Ph2 генээр сортоор халдварладаг.
ОХУ-д төмс дээр бараг зөвхөн T0 олдсон; Улирлын эхэнд T0 нь улаан лооль дээр давамгайлж байсан боловч дараа нь T1 уралдаанаар солигдсон (Dyakov et al., 1975, 1994). 2000 оноос хойш олон хүн амын төмсөнд агуулагдах T1 нь эпифитотик үеийн эхэн үед гарч эхэлсэн. АНУ-д төмсний омог нь улаан лоолийн хувьд эмгэг төрүүлэгчид биш, мөн T0, T1, T2 арьстнууд байсан бол T1 ба T2 нь улаан лоолийн хувьд давамгайлж байжээ (Vartanian & Endo, 1985; Goodwin et al., 1995).
Хослолтын төрөл
Судалгааг явуулахын тулд мэдэгдэж буй хосолсон төрөл A1 ба A2 бүхий туршилтын (лавлагаа) омог шаардагдана. Туршилтын тусгаарлагчийг тэдэнтэй хамт хосоор нь овъёос агар агуулсан Петрийн аяганд тарина. 10 хоногийн турш инкубаци хийсний дараа ялтсуудыг омгийн холбоо барих бүсэд oospores байгаа эсэхийг шалгана. 4 сонголт байдаг: омог нь А1 шалгагчтай ооспор үүсгэдэг бол А2, А2 шалгагчтай ооспор үүсгэдэг бол А1А1, хоёр тестертэй ооспор үүсгэдэг, эсвэл ариутгасан (2), хэрэв ооспор үүсгэдэггүй бол шалгагчгүй (сүүлийн хоёр бүлэг ховор байдаг).
Хослолтын төрлийг илүү хурдан тодорхойлохын тулд геномын хосолсон төрлийг тодорхойлох бүс нутгийг тодорхойлохыг оролдож, цаашид ПГУ-аар үржүүлгийн төрлийг тодорхойлох зорилгоор ашиглав. Ийм газрыг тодорхойлох анхны амжилттай туршилтуудын нэгийг Америкийн судлаачид явуулсан (Judelson et al., 1995). RAPD аргыг ашиглан тэд хөндлөн огтлолцсон хоёр тусгаарлагчийн үр удамд хамаарах W16 мужийг тодорхойлж, түүнийг өсгөхийн тулд 24 bp-ийн хос праймер (W16-1 (5'-AACACGCACAAGGCATATAAATGTA-3 ') ба W16-2 (5') боловсруулж чадсан. -GCGTAATGTAGCGTAACAGCTCTC-3 ') ПГУ-ын бүтээгдэхүүнийг хязгаарлах фермент HaeIII-тай хязгаарласны дараа A1 ба A2 хосолсон төрлөөр тусгаарлагч бодисуудыг ялгах боломжтой болсон.
Хослолтын төрлийг тодорхойлохын тулд ПГУ-ын маркер авах өөр нэг оролдлогыг Солонгосын судлаачид хийсэн (Ким, Ли, 2002). Тэд AFLP аргыг ашиглан тодорхой бүтээгдэхүүнийг тодорхойлсон. Үүний үр дүнд PHYB-1 (урагш) (5'-GATCGGATTAGTCAGACGAG-3 ') ба PHYB-2 (5'-GCGTCTGCAAGGCGCATTTT-3') хос праймерыг боловсруулж, A2 хосолсон төрөлтэй холбоотой геномын бүсийг сонгон өсгөх боломжийг олгов. Дараа нь тэд энэ ажлыг үргэлжлүүлж, 5 'AAGCTATACTGGGACAGGGT-3' (INF-1, урагш) ба 5'-GCGTTCTTTCGTATTACCAC-3 '(INF-2) праймерыг боловсруулж, Mat-A1 мужийг сонгон олшруулах боломжийг олгожээ. A1. Хослолтын төрлүүдийн ПГУ-ын оношилгооны аргыг ашигласнаар Чех улс (Мазакова нар, 2006), Тунис (Жмур, Хамада, 2006) болон бусад бүс нутгийн P. infestans-ийн популяцийг судлахад сайн үр дүн гарсан. Манай лабораторид (Мица, Еланский, хэвлэгдээгүй) Оросын янз бүрийн бүс нутагт (Кострома, Рязань, Астрахан, Москва мужууд) өвчтэй төмс, улаан лоолийн эрхтнээс тусгаарлагдсан 34 P. infestans омгийг шинжлэв. Тодорхой праймерыг ашиглан ПГУ-ын шинжилгээний үр дүн 90% -иас дээш хувийг тэжээлийн тэжээл дээр уламжлалт аргаар хийсэн хослолын төрөлд хийсэн шинжилгээний үр дүнтэй давхцаж байна.
Хүснэгт 1. Sib 1 клон доторх эсэргүүцлийн хэлбэлзэл (Elansky et al., 2001)
Дээж цуглуулах байршил | Шинжилсэн тусгаарлагчдын тоо | Мэдрэмтгий (S), сул тэсвэртэй (SR) ба тэсвэртэй (R) омгийн тоо, ширхэг (%) | ||
S | SR | R | ||
Г.Владивосток | 10 | 1 (10) | 4 (40) | 5 (50) |
Г.Чита | 5 | 0 | 0 | 5 (100) |
Эрхүү | 9 | 9 (100) | 0 | 0 |
Г.Красноярск | 13 | 12 (92) | 1 (8) | 0 |
Екатеринбург хот | 15 | 8 (53) | 1 (7) | 6 (40) |
О.Сахалин | 66 | 0 | 0 | 66 (100) |
Омск муж | 18 | 0 | 0 | 18 (100) |
Металаксил эсэргүүцэл нь хүн амын тэмдэглэгээ болдог
1980-аад оны эхээр металаксилд тэсвэртэй P. infestans омгуудаас үүдсэн хожуу бүдгэрэх өвчний дэгдэлт янз бүрийн бүс нутагт ажиглагдав. Олон орны төмсний аж ахуй ихээхэн хэмжээний хохирол амссан (Dowley & O'Sullivan, 1981; Davidse et al., 1983; Derevyagina, 1991). Тэр үеэс хойш дэлхийн олон оронд P. infestans популяцид фениламидид тэсвэртэй омог илрэхийг тогтмол хянаж ирсэн. Фениламид агуулсан эмийг хэрэглэх хэтийн төлөвийг практик үнэлэх, хамгаалах арга хэмжээ авах, эпифитотитыг урьдчилан таамаглахаас гадна эдгээр эмэнд тэсвэртэй байх нь энэ эмгэг төрүүлэгчдийн популяцийг харьцуулах шинжилгээнд өргөн ашигладаг шинж тэмдгүүдийн нэг болсон. Гэсэн хэдий ч хүн амын харьцуулсан судалгаанд металаксилд тэсвэртэй байдлыг ашиглахдаа дараахь зүйлийг харгалзан үзэх хэрэгтэй: 1 - эсэргүүцлийн генетикийн үндэс хараахан тогтоогдоогүй байна, 2 - металлаксилийн эсэргүүцэл нь фениламидын хэрэглээнээс хамаарч өөрчлөгдөж болох сонгомол шинж чанар юм. нэг клонон шугамын доторх металаксил омгийн мэдрэмжийн түвшин (хүснэгт. 3).
Изозимын спектрүүд
Изозимийн маркерууд нь ихэвчлэн гадны нөхцлөөс хамааралгүй, Менделийн удамшлыг харуулдаг бөгөөд кодоминант шинжтэй тул гомо ба гетерозиготуудыг хооронд нь ялгах боломжийг олгодог. Уургийг генийн маркер болгон ашиглах нь генетикийн материалын томоохон өөрчлөн байгуулалт, түүний дотор хромосом ба геномын мутаци, дан амин хүчил орлуулалтыг хоёуланг нь тодорхойлох боломжийг олгодог.
Уургийн электрофоретик судалгаагаар ихэнх ферментүүд организмд электрофоретик хөдөлгөөнөөр ялгаатай хэд хэдэн фракц хэлбэрээр оршдог болохыг харуулсан. Эдгээр фракцууд нь олон хэлбэрийн ферментүүдийг янз бүрийн локустай (изозим эсвэл изозим) эсвэл нэг локусын өөр өөр аллелаар кодлосны үр дүн юм (allozymes or alloenzymes). Өөрөөр хэлбэл изозим нь нэг ферментийн өөр хэлбэр юм. Өөр өөр хэлбэрүүд нь ижил каталитик идэвхитэй байдаг боловч пептид ба хариуцдаг ганц амин хүчил орлуулалтаар ялимгүй ялгаатай байдаг. Ийм ялгаа нь электрофорезын үед илэрдэг.
P. infestans омгийг судлахдаа пептидаза ба глюкоз-6-фосфатын изомераза гэсэн хоёр уургийн изоферментийн спектрийг ашигласан болно (энэ фермент Оросын популяцид мономорф шинжтэй тул үүнийг судлах аргуудыг энэ ажилд оруулаагүй болно). Тэдгээрийг цахилгаан талбайн изозим болгон ялгахын тулд судлагдсан организмуудаас тусгаарлагдсан уургийн бэлдмэлүүдийг цахилгаан талбайд байрлуулсан гель хавтан дээр түрхдэг. Гель дэх бие даасан уургийн тархалтын хэмжээ нь цэнэг ба молекулын жингээс хамаардаг тул цахилгаан орон нутагт уургийн хольцыг тусад нь фракц болгон хувааж, тэдгээрийг тусгай будаг ашиглан дүрсжүүлж болно.
Пептидазын изоферментийн судалгааг целлюлоз-ацетат, цардуул эсвэл полиакриламидын гель дээр хийдэг. Хамгийн тохиромжтой нь Helena Laboratories Inc-ийн үйлдвэрлэсэн целлюлоз ацетат гель ашиглахад суурилсан арга юм. Энэ нь их хэмжээний шинжилгээний материал шаарддаггүй бөгөөд энэ нь ферментийн локусын аль алинд нь электрофорез хийсний дараа гель дээр ялгаатай туузыг олж авах боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг хэрэгжүүлэхэд их цаг хугацаа, материаллаг зардал шаардагддаггүй (Зураг 2).
Мицелийн жижиг хэсгийг 1,5 мл микро хоолойд шилжүүлж, 1-2 дусал нэрмэл ус нэмнэ. Үүний дараа дээжийг нэгэн төрлийн болгов (жишээлбэл, микро хоолойд тохирох хуванцар бэхэлгээ бүхий цахилгаан өрмийн тусламжтайгаар), центрифуг дээр 25 эрг / мин хурдтай 13000 секундын турш тунадасжуулна. Бичил хоолой тус бүрээс 8 мкл. дээд давхаргыг түрхэгч хавтан дээр шилжүүлдэг.
Целлюлозын ацетатын гельийг буфер савнаас гаргаж аваад хоёр ширхэг шүүлтүүр цаасны хооронд толбо хийж, түрхэгчийн хуванцар суурийн орой дээр ажлын давхаргаар байрлуулна. Хавтан дээрх уусмалыг түрхэгч гель дээр 2-4 удаа дамжуулдаг. Гель нь электрофорезын камерт шилждэг,
Хүснэгт 2. Пептидазын изоферментийн шинжилгээнд целлюлоз ацетат гель будахад ашигладаг уусмалын найрлагыг гельний ирмэг дээр нэг дусал будаг (бромофенол хөх) байрлуулна.
TRIS HCl, 0,05M, Ph 8,0 2 мл
Пероксидаз, 1000 У / мл 5 дусал
o-dianisidine, 4 мг / мл 8 дусал
MgCl2, 20 мг / мл 2 дусал
Gly-Leu, 15 мг / мл 10 дусал
L-амин хүчлийн оксидаз, 20 u / ml 2 дусал
Электрофорезыг 20 минутын турш явуулдаг. 200 V. үед электрофорез хийсний дараа гельийг будгийн ширээнд шилжүүлж, тусгай будгийн уусмалаар будна (Хүснэгт 2). 10 мл 1,6% DIFCO агарыг урьдчилж богино долгионы зууханд хайлуулж, 60 ° С хүртэл хөргөнө, дараа нь 2 мл агарыг будгийн холимогоор хольж гель дээр хийнэ. Судал нь 15-20 минутын дотор гарч ирдэг. Уусмалыг хайлсан агартай холихын өмнө L-амин хүчил оксидазын урвалжийг нэн даруй нэмнэ.
Оросын популяцид Pep 1 локусыг 100/100 ба 92/100 генотипээр төлөөлдөг. Гомозигот 92/92 нь маш ховор тохиолддог (ойролцоогоор 0,1%). Locus Rehr 2 нь 100/100, 100/112, 112/112 гэсэн гурван генотипээр дүрслэгддэг бөгөөд бүх 3 хувилбар нь нэлээд түгээмэл байдаг (Elanky and Smirnov, 2003, Зураг 2).
Геномын судалгаа
Дараагийн эрлийзжүүлэлт бүхий хязгаарлалтын фрагментийн урт полиморфизм (RFLP-RG 57)
Нийт ДНХ-ийг Эко R1 хязгаарлах ферментээр эмчилдэг бөгөөд ДНХ-ийн хэсгүүдийг агарозын гель дэх электрофорезоор ялгадаг. Цөмийн ДНХ нь маш том бөгөөд олон давтагдах дараалалтай тул хязгаарлах ферментийн нөлөөгөөр олж авсан олон тооны хэлтэрхийд шууд дүн шинжилгээ хийхэд хүндрэлтэй байдаг. Тиймээс гель дотор тусгаарлагдсан ДНХ-ийн хэсгүүдийг тусгай мембран руу шилжүүлж, RG 57 зонд ашиглан эрлийзжүүлэхэд ашигладаг бөгөөд үүнд цацраг идэвхт буюу флюресцент шошготой шошготой нуклеотид орно. Энэхүү датчик нь давтагдах геномын дарааллаар эрлийзждэг (Goodwin et al., 1992, Forbes et al., 1998). Гэрэл эсвэл цацраг идэвхт материал дээр эрлийзжүүлсний үр дүнг дүрслэн үзүүлсний дараа 25-29 фрагментээр дүрсэлсэн олон оронтой эрлийзжүүлэх танилцуулга (хурууны хээ) гаргаж авдаг (Forbes et al., 1998). Асексуал (клон) үр удам ижил профайлтай байх болно. Электрофоретограмм дээрх хамтлагуудын байршлаар харьцуулсан организмын ижил төстэй ба ялгааг шүүнэ.
Митохондрийн ДНХ-ийн гаплотип
Ихэнх эукариот эсүүдэд mtDNA нь давхар судалтай дугуй хэлбэртэй ДНХ молекул хэлбэрээр илэрхийлэгддэг бөгөөд энэ нь эукариот эсийн цөмийн хромосомоос ялгаатай нь хагас консерватив байдлаар хуулбарлагддаг ба уургийн молекулуудтай холбоогүй байдаг.
P. infestans-ийн митохондрийн геномын дарааллыг гаргаж, хязгаарлалтын фрагментийн уртад дүн шинжилгээ хийхэд хэд хэдэн бүтээлийг хийсэн (Картер нар, 1990, Гудвин, 1991, Гавино, Фрай, 2002). Гриффит ба Шоу (1998) mtDNA гаплотипийг тодорхойлох энгийн бөгөөд хурдан аргыг боловсруулсны дараа энэхүү тэмдэглэгээ нь П.Инфантансын судалгаагаар хамгийн түгээмэл болсон бөгөөд аргын мөн чанар нь хоёр митохондрийн ДНХ-ийн хэсгүүдийг (нийтлэг геномоос) F2-R2 ба праймераар дараалан олшруулахад оршино. F4-R4 (Хүснэгт 3) ба тэдгээрийн хязгаарлалт MspI (1-р хэсэг) ба EcoR1 (2-р хэсэг) ферментийн хязгаарлалт. Энэхүү арга нь Ia, IIa, Ib, IIb гэсэн 4 гаплотипийг тодорхойлох боломжийг олгодог. II төрөл нь I хэлбэрээс 1881 bp оруулга, P2 ба P4 мужуудад хязгаарлалтын талбайн өөр байршилтай гэдгээрээ ялгаатай (Зураг 3).
1996 оноос хойш ОХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр цуглуулсан омгуудаас зөвхөн Ia ба IIa гаплотипийг тэмдэглэсэн (Elansky et al., 2001, 2015). Эдгээрийг хязгаарлалтын бүтээгдэхүүнийг цахилгаан талбарт F2-R2 праймераар тусгаарласны дараа тодорхойлж болно (Зураг 4, 5). MtDNA-ийн төрлийг омог ба популяцийн харьцуулсан шинжилгээнд ашигладаг. Олон тооны бүтээлүүдэд митохондрийн ДНХ-ийн төрлүүдийг клон шугамыг тусгаарлах, P. infestans тусгаарлагчийг паспортжуулах зорилгоор ашигласан (Botez et al., 2007; Shein et al., 2009). ПГУ-RFLP аргыг ашиглан mtDNA нь ижил P. infestans омогт гетероген байдаг гэж дүгнэсэн (Elansky and Milyutina, 2007). Өсөн нэмэгдэж буй нөхцөл: 1х (500 сек. 94 ° С), 40х (30 сек. 90 ° С, 30 сек. 52 ° С, 90 сек. 72 ° С); 1х (5 мин. 72 ° C). Урвалын холимог: (20 мкл): 0,2 U Taq ДНХ-ийн полимераза, 1х 2,5 мМ MgCl2-Taq буфер, dNTP тус бүр 0,2 мМ, 30 рМ праймер ба шинжилгээнд хамрагдсан ДНХ-ийн 5 нг, ионгүйжүүлсэн ус - 20 мкл хүртэл.
ПГУ-ын бүтээгдэхүүний хязгаарлалтыг 4 ° C температурт 6-37 цагийн турш явуулдаг. Хязгаарлалтын хольц (20 мкл): 10х MspI (2 мкл), 10х хязгаарлалтын буфер (2 мкл), ионгүйжүүлсэн ус (6 мкл), ПГУ-ын бүтээгдэхүүн (10 мкл).
Хүснэгт 3. mtDNA полиморфик хэсгийг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг праймерууд
Анхаар | праймер | Праймерын урт ба байршил | ПГУ-ын бүтээгдэхүүний урт | Хязгаарлалт |
---|---|---|---|---|
P2 | F2: 5'- TTCCCTTTGTCCTCTACCGAT | 21; 13619-13639 он | 1070 | MspI |
R2: 5'- TTACGGCGGTTTAGCACATACA | 22; 14688-14667 он | |||
P4 | F4: 5'- TGGTCATCCAGAGGTTTATGTT | 22; 9329-9350 он | 964 | EcoRI |
R4:5 - CCGATACCGATACCAGCACCAA | 22; 10292-10271 он |
Санамсаргүй праймер олшруулалт (RAPD)
RAPD-ийг хийхдээ нэг праймерыг (заримдаа хэд хэдэн праймерыг нэгэн зэрэг) дур мэдэн нуклеотидын дарааллаар ашигладаг, ихэвчлэн 10 нуклеотидын урттай, GC нуклеотидын өндөр агууламжтай (50% -иас бага), зөөлрүүлэх температур багатай (ойролцоогоор 35 ° C). Ийм праймерууд геномын олон тооны нэмэлт газруудад "буудаг". Олшруулсны дараа олон тооны ампликоныг олж авдаг. Тэдгээрийн тоо нь ашигласан праймер (ууд) ба урвалын нөхцлөөс (MgCl2 концентраци ба зөөлрүүлэх температур) хамаарна.
Ампликонуудын дүрслэлийг полиакриламид эсвэл агарозын гельээр нэрэх замаар явуулдаг. RAPD шинжилгээ хийхдээ дүн шинжилгээ хийсэн материалын цэвэр байдлыг сайтар хянах шаардлагатай бусад амьд биетүүдтэй бохирдсон нь олдворуудын тоог мэдэгдэхүйц ихэсгэж болзошгүй бөгөөд энэ нь цэвэр материалыг шинжлэхэд хүртэл нэлээд олон байдаг (Perez et al, 1998). P. infestans геномын судалгаанд энэ аргыг ашиглах нь олон бүтээлд тусгалаа олсон байдаг (Judelson, Roberts, 1999, Ghimire et al., 2002, Carlisle et al., 2001). Урвалын нөхцөл ба праймерын сонголтыг (51 10 нуклеотидын праймерыг судлав) Абу-Эл Самен ба бусад, (2003) өгүүлэлд өгсөн болно.
Микроскопийн давтан шинжилгээ (SSR)
Микросателлит давталт (энгийн дарааллын давталт, SSR) нь бүх эукариотуудын цөмийн геномд байдаг 1-3 (заримдаа 6 хүртэлх) нуклеотидын богино дарааллыг хоёуланг нь давтаж хэлдэг. Дараалсан давталтын тоо 10-100 хооронд хэлбэлзэж болно. Микросателлитын байршлууд нэлээд өндөр давтамжтай тохиолддог ба геном даяар бага багаар жигд тархдаг (Лагерцранц ба бусад, 1993). Микро хиймэл дагуулын дарааллын полиморфизм нь үндсэн сэдвийн давталтын тооны зөрүүтэй холбоотой байдаг. Микросателлит маркерууд нь кодоминант шинж чанартай тул популяцийн бүтцийг шинжлэх, төрөл садан, генотипийн шилжилт хөдөлгөөний замыг тодорхойлоход ашиглах боломжийг олгодог. Эдгээр тэмдгүүдийн бусад давуу талуудын нэг нь тэдгээрийн өндөр полиморфизм, сайн давтагдах чадвар, төвийг сахисан байдал, автомат дүн шинжилгээ хийх, үнэлэх чадварыг тэмдэглэх явдал юм. Микро хиймэл дагуулын давталтын полиморфизмын анализыг ПГУ-ын олшруулалтыг ашиглан бичил хиймэл дагуулын локусын хажуугийн өвөрмөц дарааллыг нөхөж ашигладаг. Эхэндээ, анализыг полиакриламидын гель дээр урвалын бүтээгдэхүүнийг ялгаж авав. Дараа нь Applied Biosystems компанийн ажилтнууд автомат лазер илрүүлэгч (Diehl et al., 1990), дараа нь стандарт автомат ДНК секвенсер (Ziegle et al., 1992) ашиглан урвалын бүтээгдэхүүнийг илрүүлэх замаар флюресцент шошготой праймерыг ашиглахыг санал болгов. Праймерыг янз бүрийн флюресцент будгаар шошголох нь хэд хэдэн маркерийг нэг эгнээнд нэг дор задлан шинжилж, улмаар аргын бүтээмжийг эрс нэмэгдүүлж, шинжилгээний нарийвчлалыг нэмэгдүүлдэг.
P. infestans-ийг судлахад SSR шинжилгээг ашиглахад зориулсан анхны нийтлэлүүд 2000 оны эхээр гарч ирэв. (Кнапова, Гиси, 2002). Зохиогчдын санал болгосон бүх тэмдэглэгчид полиморфизмын хангалттай түвшинг харуулаагүй боловч тэдгээрийн хоёр нь (4B ба G11) Лийз ба бусад (12) санал болгосон 2006 SSR маркерийн багцад багтсан бөгөөд дараа нь Eucablight судалгааны сүлжээнд (www.eucablight) нэвтрүүлсэн болно. .org) -ийг P. infestans-ийн жишиг болгон ашиглаж болно. Хэдэн жилийн дараа найман SSR маркер дээр үндэслэн P. infestans DNA-ийн мультиплекс анализын системийг бий болгох талаар судалгаа хэвлэгдсэн (Li et al., 2010). Эцэст нь, урьд нь санал болгож байсан бүх маркеруудыг үнэлж, тэдгээрийн хамгийн мэдээлэл сайтайг сонгосны дараа праймер, флюресцент шошго, олшруулалтын нөхцлийг оновчтой болгосны дараа ижил бүлэг зохиогчид нэг алхам бүхий мультиплекс анализын системийг танилцуулж, үүнд 12 маркер (Хүснэгт 4; Li et al.). , 2013a). Энэ системд ашигласан праймерыг сонгож, дөрвөн флюресцент маркерийн нэгээр (FAM, VIC, NED, PET) тэмдэглэсэн тул ижил шошготой праймерын аллелийн хэмжээ нь хоорондоо давхцахгүй байхаар тэмдэглэв.
Зохиогчид PTC200 өсгөгч дээр (MJ Research, USA) QIAGEN multiplex PCR иж бүрдэл эсвэл QIAGEN Typeit Microsatellite PCR иж бүрдлийг ашиглан дүн шинжилгээ хийжээ. Урвалын хольцын хэмжээ 12.5 мкл байв. Ашиглалтын нөхцөл дараах байдалтай байв: QIAGEN мультиплекс ПГУ-ын хувьд: 95 ° C (15 мин), 30x (95 ° C (20 s), 58 ° C (90 s), 72 ° C (60 s), 72 ° C (20 min); QIAGEN Type-it Microsatellite PCR-ийн хувьд: 95 ° C (5 мин), 28x (95 ° C (30 sec), 58 ° C (90 sec), 72 ° C (20 sec), 60 ° C (30 min) ".
ПГУ-ын бүтээгдэхүүнийг салгах, дүрслэх ажлыг ABI3730 автомат капилляр ДНХ анализатор (Applied Biosystems) ашиглан гүйцэтгэсэн.
Хүснэгт 4. P. Infestans-ийг генотипжүүлэхэд ашигладаг 12 стандарт SSR маркерийн шинж чанар (Li et al., 2013a)
Гарчиг | Аллелийн тоо | Хэмжээ аллель (bp) | Праймерууд |
PiG11 | 13 | 130-180 | F: NED-TGCTATTTATCAAGCGTGGG R: GTTTTCAATCTGCAGCCGTAAGA |
Pi02 дугаартай | 4 | 255-275 | F: NED-ACTTGCAGAACTACCGCCC R: GTTTGACCACTTTCCTCGGTTC |
PinfSSR11 | 4 | 325-360 | F: NED-TTAAGCCACGACATGAGCTG R: GTTTAGACAATTGTTTTTTGTGGTCGC |
D13 | 16 | 100-185 | F: FAM-TGCCCCCTGCTCACTC R: GCTCGAATTCATTTCAGACTTG |
PinfSSR8 | 4 | 250-275 | F: FAM-AATCTGATCGCAACTGAGGG R: GTTTACAAGATACACACGGGGCCC |
PinfSSR4 | 7 | 280-305 | F: FAM-TCTTGTTCGAGTATGCGACG R: GTTTCACTTCGGGAGAGAAAGGCTTC |
Pi04 дугаартай | 4 | 160-175 | F: VIC-AGCGGCTTACCGATGG R: GTTTCAGGCGGCTGTTTCGAC |
Pi70 дугаартай | 3 | 185-205 | F: VIC-ATGAAAATACGTCAATGCTCG R: CGTTGGATATTCTATTTCTTCG |
PinfSSR6 | 3 | 230-250 | F: GTTTTGGTGGGGCTGAAGTTTT R: VIC-TCGCCACAAGATTTATTCCG |
Pi63 дугаартай | 3 | 265-280 | F: VIC-ATGACGAAGATGAAAGTGAGG R: CGTATTTTCCTGTTATCTAACACC |
PinfSSR2 | 3 | 165-180 | F: PET-CGACTTCTACATCAACCGGC R: GTTGCTTGGACTGCGTCTTTAGC |
Pi4B | 5 | 200-295 | F: PET-AAAATAAAGCCTTTGGTTCA R: GCAAGCGAGGTTGTAGATT |
Шинжилгээний үр дүнг дүрслэх жишээг Зураг дээр үзүүлэв. 6. Үр дүнг GeneMapper 3.7 програм хангамж ашиглан олж авсан өгөгдлийг мэдэгдэж буй тусгаарлагчийн өгөгдөлтэй харьцуулж шинжилсэн болно. Шинжилгээний үр дүнг тайлбарлах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд судалгаа бүрт мэдэгдэж буй генотип бүхий 1-2 лавлагааны тусгаарлагчийг оруулах шаардлагатай.
Санал болгож буй судалгааны аргыг нэлээд олон тооны хээрийн дээж дээр туршиж үзсэн бөгөөд дараа нь зохиогчид Жеймс Хаттон Хүрээлэн (Их Британи), Вагенингений Их Сургууль (Нидерланд) -ын лабораторийн хоорондох протоколыг стандартчилав. P. infestans-ийн ДНХ-ийн дээж цуглуулах, ачилт хийх нь энэхүү бүтээн байгуулалтыг арилжааны зорилгоор ашиглах боломжийн талаар ярих боломжийг олгосон. Нэмж дурдахад, мультиплекс SSR-ийн шинжилгээг ашиглан P. infestans-ийн тусгаарлалтыг генотипжүүлэх хурдан бөгөөд үнэн зөв арга нь Eucablight төслийн хүрээнд (www.eucablight.org) энэ эмгэг төрүүлэгчдийн популяцид дэлхийн хэмжээнд стандартчилагдсан судалгаа хийх, хожуу бүдгэрэх өвчний талаар дэлхийн мэдээллийн сан үүсгэх боломжийг олгосон. үүнд микро хиймэл дагуулын шинжилгээний үр дүн, дэлхий даяар шинэ генотипүүдийн үүсэл, тархалтыг хянах боломжтой болсон.
Олшруулсан хязгаарлалтын фрагментийн урт полиморфизм (AFLP). AFLP (олшруулсан фрагментийн урт полиморфизм) нь тодорхой праймер ашиглан санамсаргүй молекулын маркер үүсгэх технологи юм. AFLP-д ДНХ-ийг хоёр хязгаарлах ферментийн хослолоор эмчилдэг. Тодорхой адаптеруудыг хязгаарлалтын хэлтэрхийнүүдийн наалдамхай үзүүрүүдтэй холбодог.
Дараа нь эдгээр хэсгүүдийг адаптерийн дараалал ба хязгаарлалтын талбайн нэмэлт праймерыг ашиглан өсгөвөрлөж, 3 'төгсгөлд нэг буюу хэд хэдэн санамсаргүй суурийг нэмж байрлуулна. Олж авсан хэсгүүдийн багц нь праймерын 3'төгсгөлд хязгаарлалтын ферментүүд болон санамсаргүй байдлаар сонгогдсон нуклеотидуудаас хамаарна (Vos et al., 1995). AFLP - генотипийг янз бүрийн организмын генетикийн өөрчлөлтийг хурдан судлахад ашигладаг.
Аргын талаар дэлгэрэнгүй тайлбарыг Мюллер, Вольфенбаргер, 1999, Савелкуул ба бусад, 1999-ийн бүтээлүүдэд өгсөн болно. AFLP ба SSR аргын нарийвчлалыг харьцуулсан олон ажлыг хятад судлаачид хийсэн болно. Хойд Хятадын таван бүсээс цуглуулсан 48 P. infestans тусгаарлагчийн фенотип ба генотип шинж чанарыг судлав. AFLP спектрүүд дээр үндэслэн SSR генотипүүдээс ялгаатай олон янз байдал илрээгүй ДНХ-ийн найман генотипийг тодорхойлов (Guo et al., 2008).
Хөдөлгөөнт элементүүдийн дараалалд нэгэн төрлийн праймер бүхий олшруулалт
Ретротранспозонуудын дарааллаас гаргаж авсан тэмдэглэгээ нь генетикийн зураглал, генетикийн олон янз байдал, хувьслын процессыг судлахад маш тохиромжтой байдаг (Schulman, 2006). Хэрэв праймерыг зарим хөдөлгөөнт элементүүдийн тогтвортой дарааллыг нөхөж хийсэн бол тэдгээрийн хооронд байрлах геномын хэсгүүдийг олшруулах боломжтой. Хожуу шар өвчний үүсгэгч бодисын судалгаанд SINE (Богино завсарласан цөмийн элементүүд) ретропазоны үндсэн дараалалд нэмэлт праймер ашиглан геномын хэсгүүдийг өсгөх аргыг амжилттай хэрэгжүүлсэн (Лаврова, Эланский, 2003). Энэ аргыг ашигласнаар нэг тусгаарлагдсан бэлгийн бус үр удамд хүртэл ялгааг тодруулсан болно. Үүнтэй холбогдуулан SINE - ПГУ-ын арга нь өндөр өвөрмөц бөгөөд Phytophthora геном дахь SINE элементүүдийн хөдөлгөөний хурд өндөр байна гэж дүгнэсэн.
P. infestans геномд богино ретротранспозон (SINEs) -ын 12 гэр бүлийг тогтоосон; богино ретротранспозонуудын зүйлийн тархалтыг судалсан; зөвхөн P. infestans-ийн геномд байдаг элементүүдийг (SINEs) тогтоосон (Лаврова, 2004).
Хүн амын судалгаанд омгийг харьцуулсан судлах аргыг хэрэглэх онцлог
Судалгааг төлөвлөхдөө хүн зорьж буй зорилгоо тодорхой ойлгож, зохих аргыг ашиглах ёстой. Тиймээс, зарим аргууд нь олон тооны бие даасан шинж тэмдгүүдийн шинж чанарыг бий болгох боломжийг олгодог боловч ашиглагдах урвалжууд, урвалын нөхцөл байдал, судалж буй материалын бохирдол зэргээс ихээхэн хамааралтай байдаг. Тиймээс бүлгийн омгийг судлах бүрт хэд хэдэн стандарт (лавлагаа) тусгаарлагчийг ашиглах шаардлагатай байдаг боловч энэ тохиолдолд хэд хэдэн туршилтын үр дүнг нэгтгэхэд маш хэцүү байдаг.
Энэ бүлгийн аргуудад RAPD, AFLP, InterSSR, InterSINE PCR орно. Олшруулсны дараа янз бүрийн хэмжээтэй олон тооны ДНХ-ийн хэсгүүдийг олж авдаг. Энэ аргуудыг хоорондоо нягт уялдаатай омог (эцэг эхийн удам, зэрлэг маягийн мутант гэх мэт) -ийн хоорондох ялгааг тогтоох шаардлагатай үед эсвэл жижиг дээжинд нарийвчлан дүн шинжилгээ хийх шаардлагатай тохиолдолд ашиглахыг зөвлөж байна. Тиймээс AFLP аргыг P. infestans-ийн генетик зураглал (van der Lee et al., 1997) болон популяцийн доторхи судалгаанд өргөн ашигладаг (Knapova, Gisi, 2002, Cooke et al, 2003, Flier et al, 2003). Ийм аргуудыг омгийн мэдээллийн сан үүсгэх үед ашиглах нь боломжгүй юм янз бүрийн лабораторид дүн шинжилгээ хийхдээ үр дүнгийн бүртгэлийг нэгтгэх боломжгүй юм.
Гүйцэтгэлийн энгийн байдал, хурдтай мэт боловч (сайн цэвэршүүлэлтгүйгээр ДНХ-ийн тусгаарлалт, олшруулалт, үр дүнг дүрслэх) нь энэ бүлгийн аргуудыг үр дүнг баримтжуулах тусгай аргыг ашиглахыг шаарддаг: шошготой (цацраг идэвхт эсвэл гэрэлтүүлэгч) праймер бүхий полиакриламидын гель дээр нэрэх ба дараа нь гэрэл эсвэл цацраг идэвхт материалд өртөх. Уламжлалт этидиум бромид агарозын гель зураглал нь ерөнхийдөө эдгээр аргуудад тохиромжгүй байдаг янз бүрийн хэмжээтэй олон тооны ДНХ-ийн хэлтэрхий нэгдэж болно.
Бусад аргууд нь эсрэгээрээ цөөн тооны онцлог шинж чанарыг бий болгох боломжийг олгодог. Энэ бүлэгт митохондрийн ДНХ-ийн гаплотип (ОХУ-д зөвхөн Ia ба IIa гаплотипийг тэмдэглэдэг), хосолсон төрөл (ихэнх тусгаарлагчид 2 төрөлд хуваагдана: A1 ба A2, өөрөө үржил шимтэй SF ховор тохиолддог) ба пептидазын изозим спектрүүд (Pep1 ба Pep2 гэсэн хоёр байршил). , тус бүр хоёр изозимээс бүрдэнэ) ба глюкоз-6-фосфатын изомераза (ОХУ-д энэ шинж чанар өөрчлөгддөггүй боловч дэлхийн бусад улс оронд мэдэгдэхүйц полиморфизм ажиглагддаг). Эдгээр шинж чанаруудыг цуглуулгад дүн шинжилгээ хийх, бүс нутгийн болон дэлхийн мэдээллийн санг бүрдүүлэхдээ ашиглахыг зөвлөж байна. Митохондрийн ДНХ-ийн изозим ба гаплотипийн шинжилгээнд ердийн стандарт омоггүйгээр хийх боломжтой байдаг бол хослолын төрөлд дүн шинжилгээ хийхдээ мэдэгдэж буй хослолын хоёр туршилтыг хийх шаардлагатай байдаг.
Урвалын нөхцөл ба урвалжууд нь зөвхөн электрофоретограмм дээрх бүтээгдэхүүний ялгаатай байдалд нөлөөлж болох бөгөөд эдгээр төрлийн судалгаанд олдворууд илрэх магадлал багатай юм.
Одоогийн байдлаар ОХУ-ын Европын хэсгийн популяциудын дийлэнх нь хоёр төрлийн холболтын омогоор төлөөлдөг (Хүснэгт 6), тэдгээрийн дотор митохондрийн ДНХ-ийн Ia ба IIa төрлүүдтэй тусгаарлагчид байдаг (дэлхий дээр бусад mtDNA-ийн төрөл 1993 оноос хойш Орост олдоогүй). Пептидазын изозимын спектрийг Pep1 локус дахь хоёр генотип (100/100, 92/92 ба гетерозигот 92/100, 92/92 генотип нь маш ховор байдаг (<0,3%)) ба Pep 2 локус дахь хоёр генотип (100/100) , 112/112 ба гетерозигот 100/112, генотип 112/112 нь 100/100 -аас бага тохиолддог боловч ихэвчлэн тохиолддог).
6 оноос хойш глюкоз-1993-фосфатын изомеразын изоферментийн спектрт ямар ч хэлбэлзэл байгаагүй (US-1-ийн clonal шугам алга болсон); судлагдсан бүх тусгаарлагчид 100/100 генотиптэй байсан (Elansky and Smirnov, 2002).
Гурав дахь бүлгийн аргууд нь нөхөн үржих чадвар өндөртэй бие даасан шинж тэмдгүүдийн хангалттай бүлгийг олж авах боломжийг олгодог. Өнөөдөр энэ бүлэгт янз бүрийн хэмжээтэй 57-25 ДНХ-ийн хэлтэрхий үүсгэдэг RFLP-RG29 датчик орно. RFLP-RG57 загварыг дүн шинжилгээ хийх, мэдээллийн сан бүрдүүлэхэд ашиглаж болно. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь өмнөх аргуудаас хамаагүй илүү үнэтэй, цаг хугацаа их шаарддаг бөгөөд хангалттай их хэмжээний цэвэршүүлсэн ДНК шаарддаг. Тиймээс судлаач туршиж үзсэн материалын хэмжээг хязгаарлахаас өөр аргагүйд хүрч байна.
Өнгөрсөн зууны 57-ээд оны эхээр RFLP-RG90-ийг боловсруулж, хожуу бүдгэрсэн өвчний үүсгэгч бодисын судалгааг эрс эрчимжүүлсэн. Энэ нь "Clonal шугам" -ыг сонгох, дүн шинжилгээ хийхэд үндэслэсэн аргын үндэс суурь болсон (доороос харна уу). Клон шугамыг тодорхойлоход RFLP-RG57-тэй зэрэгцэн хослолын төрөл, ДНХ-ийн хурууны хээ (RFLP-RG57 арга), пептидаза ба глюкоз-6-фосфат изомеразын изоферментүүд, митохондрийн ДНХ-ийн төрөл зэргийг ашигладаг. Түүний ачаар үүнийг үзүүлсэн., 1994), хуучин популяцийг шинэ хүнээр солих (Дрент ба бусад, 1993, Сужковски ба бусад, 1994, Гудвин ба бусад, 1995a), мөн дэлхийн олон оронд давамгайлсан клон шугамыг тодорхойлов. Энэхүү аргыг ашиглан оросын омгийг судлахад Европын хэсгийн омгийн генотипик полиморфизм, ОХУ-ын Ази, Алс Дорнодын хэсгийн популяцийн мономорфизм өндөр байгааг харуулсан (Elansky et al, 2001). Одоо энэ арга нь P. infestans-ийн популяцийн судалгаанд гол арга хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч өргөн тархалтад өртөг өндөр, гүйцэтгэхэд хөдөлмөрийн эрч хүч саад болдог.
P. infestans-ийн судалгаанд ховор хэрэглэгддэг бас нэг ирээдүйтэй арга бол микро хиймэл дагуулын анализ (SSR) юм. Одоогийн байдлаар энэ аргыг клон шугамыг тусгаарлахад өргөн ашиглаж байна. Омгийг шинжлэхэд төмсний сортод хоруу чанарын ген (Avdey, 1995, Ivanyuk et al., 2002, Ulanova et al., 2003) ба улаан лоолийг өргөн агуулсан фенотипийн шинж тэмдгийг өргөн ашигладаг байсан (одоо ч ашиглаж байна). Одоогийн байдлаар төмсний сортуудын хоруу чанарын генүүд хүн амын судалгаа шинжилгээний маркер шинж чанар болох үнэ цэнэ нь ихэнх тусгаарлагчдын дийлэнх хэсэгт хамгийн олон тооны (эсвэл ойролцоо) хоруу чанар бүхий генүүд гарч ирснээс болж алдагджээ. Үүний зэрэгцээ харгалзах Ph1 генийг агуулсан улаан лоолийн сортуудын Т1 хоруу чанарын генийг маркерийн шинж тэмдэг болгон амжилттай ашиглаж байна (Лаврова нар, 2003; Уланова ба бусад, 2003).
Олон бүтээлд фунгицидын эсэргүүцлийг тэмдэглэгээний шинж чанар болгон ашигладаг. Талбайд фунгицид агуулсан металаксил- (эсвэл мефеноксам-) түрхсэний дараа клонон шугаман дахь эсэргүүцлийн мутаци нь маш амархан илэрдэг тул энэ шинж чанарыг популяцийн судалгаанд ашиглах нь зохисгүй юм. Жишээлбэл, эсэргүүцлийн түвшний мэдэгдэхүйц ялгааг Sib1 клонын шугам дотор харуулсан болно (Elansky et al., 2001).
Тиймээс, хосолсон төрөл, пептидазын изозимийн спектр, митохондрийн ДНХ-ийн төрөл, RFLP-RG57, SSR нь өгөгдлийн банк үүсгэх, цуглуулга дахь омгийг тэмдэглэхэд илүүд үздэг маркерууд юм. Хязгаарлагдмал дээжийг харьцуулахын тулд хамгийн их тооны шинж тэмдгийг ашиглах шаардлагатай бол AFLP, RAPD, InterSSR, Inter-SINE PCR ашиглаж болно (Хүснэгт 5). Гэсэн хэдий ч эдгээр аргууд нь дахин давтагдах чадвар багатай гэдгийг санаж байх хэрэгтэй бөгөөд туршилт тус бүрт (электрофорезын олшруулалтын мөчлөг) хэд хэдэн лавлагааны тусгаарлагчийг ашиглах ёстой.
Хүснэгт 5. омгийг судлах янз бүрийн аргыг харьцуулах P. Инфестансууд
шалгуур | ДҮТ | Isofer цагдаа нар | MtDNA | RFLP-RG57 | РАПД | ISSR | SSR | AFLP | Илтгэл |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Мэдээллийн хэмжээ | Н | Н | Н | С | В | В | С | В | В |
Давтагдах чадвар | В | В | В | В | Н | Н | С | С | С |
Олдворын боломж | Н | Н | Н | Н | В | С | Н | С | В |
зардал | Н | С | Н | В | Н | Н | Н | С | Н |
Хөдөлмөрийн эрч хүч | Н | Н | Н | В | NS * | NS * | Н | С | NS * |
Шинжилгээний хурд ** | В | Н | Н | С | Н | Н | Н | Н | Н |
Тэмдэглэл: H - бага, C - дунд, B - өндөр; НС * - агароз гель эсвэл автомат хэрэглэхэд хөдөлмөрийн эрч хүч бага байдаг
генотипир, дунд зэргийн шошготой праймер бүхий полиакриламидын гельээр нэрэх замаар,
** - ДНХ-ийг тусгаарлахын тулд мицелийг ургуулахад зарцуулсан хугацааг тооцохгүй.
Хүн амын бүтэц
Клон шугамууд
Рекомбинаци хийгдээгүй эсвэл хүн амын бүтцэд өчүүхэн хувь нэмэр оруулаагүй тохиолдолд популяци нь тодорхой тооны клоноос бүрддэг бөгөөд тэдгээрийн хооронд генетикийн солилцоо маш ховор тохиолддог.
Ийм популяциудад бие даасан генүүдийн давтамжийг биш харин нийтлэг гарал үүсэлтэй (клон шугам эсвэл клон шугам) генотипийн давтамжийг судлах нь илүү мэдээлэл сайтай байдаг. Өнгөрсөн зууны 57-ээд оны эхэн үед RFLP-RG90 аргыг хэрэглэснээс хойш хожуу бүдгэрсэн эмгэг төрүүлэгчдийн популяцийн судалгаа, клоник шугамын шинжилгээ нэлээд хурдацтай явагдаж байна. RFLP-RG57-тай зэрэгцэн клон шугамыг тодорхойлоход хосолсон төрөл, пептидаза ба глюкоз-6-фосфат изомеразын изофермент, митохондрийн ДНХ-ийн төрлийг ашигладаг. Хамгийн нийтлэг клон шугамуудын шинж чанарыг Хүснэгт 6-д үзүүлэв.
АНУ-1 клон 80-аад оныг дуустал хаа сайгүй популяцид ноёрхож байсан бөгөөд дараа нь бусад клонуудаар солигдож Европ, Хойд Америкаас алга болжээ. Одоо Алс Дорнод (Филиппин, Тайвань, Хятад, Япон, Солонгос, Кох нар, 1994, Моса нар, 1993), Африкт (Уганда, Кени, Руанда, Гудвин нар, 1994, Вега-Санчес нар) олджээ. al., 2000; Ochwo et al., 2002) болон Өмнөд Америкт (Эквадор, Бразил, Перу, Форбс нар, 1997, Гудвин нар, 1994). Зөвхөн Австралид л US-1 шугамд хамаарах омог илрээгүй байна. P. infestans тусгаарлагчид Австралид шилжилт хөдөлгөөний өөр давалгааг авчирсан бололтой (Goodwin, 1997).
АНУ-6 клон 70-аад оны сүүлчээр Мексикийн хойд хэсгээс Калифорни руу нүүж ирсэн бөгөөд 32 жилийн өвчингүй төмс, улаан лоолийн тархалтыг үүсгэсэн. Өндөр түрэмгий байдлаасаа болоод АНУ-1 клоныг нүүлгэн шилжүүлж, АНУ-ын баруун эрэгт давамгайлж эхэлсэн (Гудвин нар, 1995a).
US-7, US-8 генотипийг АНУ-д 1992 онд нээсэн бөгөөд 1994 онд АНУ, Канадад өргөн тархжээ. Хээрийн нэг улирлын турш US-8 клон нь ижил концентрацтай анхлан хоёр клоноор халдварлагдсан төмсний талбайнууд дахь US-1 клоныг бараг бүрэн зайлуулж чаддаг (Миллер ба Жонсон, 2000).
BC-1-ээс BC-4 хүртэлх клоныг Бритиш Колумбид цөөн тооны тусгаарлагч бодисоор Гудвин ба бусад, 1995b) тодорхойлсон байдаг. АНУ-11 клон АНУ-д өргөн тархаж, Тайваньд US-1-ийг орлуулав. JP-1 ба EC-1 клон, US-1 клоны хамт Япон, Эквадорт тус тус түгээмэл байдаг (Koh et al., 1994; Forbes et al., 1997).
SIB-1 бол ОХУ-д Москва мужаас Сахалин хүртэл өргөн уудам газар нутгийг эзэлж байсан клон юм. Москвагийн бүс нутагт үүнийг 1993 онд нээсэн бөгөөд зарим талбайн популяци нь голчлон энэ клонон шугамын омогоос бүрддэг бөгөөд металлаксилд маш тэсвэртэй байв. 1993 оноос хойш энэ клоны тархалт мэдэгдэхүйц буурсан. 1997-1998 онд Уралын гадна Хабаровскийн хязгаарыг эс тооцвол SIB-1 хаа сайгүй олддог байв (клон SIB-2 тэнд өргөн тархсан). Төрөл бүрийн орлуулалттай клонуудыг орон зайн тусгаарлалт нь Сибирь, Алс Дорнод дахь бэлгийн үйл явцыг хасдаг. Москвагийн бүс нутагт Сибирээс ялгаатай нь хүн ам олон клоноор төлөөлдөг; бараг бүх тусгаарлагч нь өвөрмөц multilocus генотиптэй байдаг (Elansky et al., 2001, 2015). Энэхүү олон янз байдлыг зөвхөн дэлхийн өнцөг булан бүрээс импортын үрийн материалаар мөөгөнцрийн омгийг импортлох замаар тайлбарлах боломжгүй юм. Хоёр төрлийн хослол нь популяцид тохиолддог тул олон янз байдал нь дахин нийлж байгаатай холбоотой байж магадгүй юм. Тиймээс Британийн Колумбид BC-2, BC-3, BC-4 генотипүүд гарч ирсэн гэж BC-1 ба US-6 клоныг эрлийзжүүлсэнтэй холбоотой гэж үздэг (Goodwin et al., 1995b). Москвагийн популяцид эрлийз омог олдсон байх магадлалтай. Жишээлбэл, PEP-ийн локусын хувьд MO-4, MO-8, MO-11 гетерозигот омгууд нь А-ын хосолсон хэлбэртэй, PEP-ийн локусын нэг аллель болон омгийн хувьд гомозот хэлбэртэй MO-12, MO-21, MO-22 омог хоорондын эрлийз байж болно. MO-2, A8 хосолсон хэлбэртэй бөгөөд байршлын өөр нэг аллелын хувьд гомозигот юм. Хэрэв ийм тохиолдол байгаа бол P. infestans-ийн орчин үеийн популяцид бэлгийн үйл явцын үүрэг нэмэгдэх хандлагатай байгаа бол олон цэгийн клоны шинжилгээний мэдээллийн үнэ цэнэ буурах болно (Elansky et al., 1, 2001).
Клоны шугаман дахь хэлбэлзэл
90-р зууны 20-ээд он хүртэл АНУ-1 клон шугам дэлхий даяар өргөн тархсан байв. Талбайн болон бүс нутгийн популяцийн ихэнх хэсэг нь зөвхөн US-1 генотиптэй омгуудаас бүрддэг байв. Гэсэн хэдий ч тусгаарлагчдын хоорондох ялгаа нь мутацийн процессоос үүдэлтэй байх магадлалтай байв. Мутаци нь цөмийн ба митохондрийн ДНХ-д хоёуланд нь тохиолдож, бусад зүйлсийн дотор фениламидын эмэнд тэсвэртэй болох, вирусын генийн тоонд нөлөөлдөг. Анхны генотипүүдээс мутацаар ялгаатай шугамуудыг анхны генотипийн нэрний дараа цэгийн дараа нэмэлт тоогоор тэмдэглэнэ (жишээлбэл, US-1.1 клонын шугамын US-1 мутантын шугам). US-1.5 ба US-1.6 хурууны хээ авах ДНХ шугамууд нь янз бүрийн хэмжээтэй дагалдах шугамыг агуулдаг (Goodwin et al., 1995a, 1995b); US-6.3 клонын шугам US-6-аас нэг дагалдах шугамаар ялгаатай байна (Goodwin, 1997, Хүснэгт 7).
Митохондрийн ДНХ-ийг судлахдаа зөвхөн 1b төрлийн митохондрийн ДНХ нь US-1 клонон шугамаас олддог болохыг тогтоожээ (Картер нар, 1990). Гэсэн хэдий ч Перу, Филиппинээс гаралтай энэхүү клон удам угсааны омгийг судлахад митохондрийн ДНХ-ийн төрөл нь оруулга, хасагдсан байдлаар 1б-ээс ялгаатай изолятууд олджээ (Гудвин, 1991, Кох ба бусад, 1994).
Хүснэгт 6. Зарим P. infestans-ийн клон шугамуудын олон талт генотипүүд
Гарчиг | Хослолтын төрөл | Исозимууд | ДНК-ийн хурууны хээ | MtDNA төрөл | |
GPI | РЕР | ||||
АНУ-1 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010110011E + 24 хувилбарууд | Ib |
АНУ-2 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-3 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111000000011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-4 | А1 | 100/100 | 92/92 | 1.0111010010011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111110010011E + 24 хувилбарууд | IIb |
АНУ-7 | A2 | 100/111 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
АНУ-8 | A2 | 100/111/122 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
АНУ-9 | A1 | 100/100 | 83/100 | * | - |
АНУ-10 | A2 | 111/122 | 100/100 | - | - |
АНУ-11 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0101110010011E + 24 хувилбарууд | IIb |
АНУ-12 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-14 | A2 | 100/122 | 100/100 | 1.0000000000011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-15 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
АНУ-16 | A1 | 100/111 | 100/100 | 1.0001100010011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-17 | A1 | 100/122 | 100/100 | 1.0100010000011E + 24 хувилбарууд | - |
АНУ-18 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
АНУ-19 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010000011E + 24 хувилбарууд | Ia |
EC-1 дугаартай | A1 | 90/100 | 96/100 | 1.1111010010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
SIB-1 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 хувилбарууд | IIa |
SIB-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
SIB-3 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.1001010100011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
MO-3 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101000010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-4 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0101110110011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-5 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001010010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-6 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
MO-7 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000110011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-8 | A1 | 100/100 | 92/92 | 1.0101100010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-9 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-10 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101100000011E + 24 хувилбарууд | Ia |
MO-11 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
MO-12 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010010011E + 24 хувилбарууд | Ia |
MO-13 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 хувилбарууд | Ia |
MO-14 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.01010010011E + 22 хувилбарууд | Ia |
MO-15 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.101110010011E + 23 хувилбарууд | Ia |
MO-16 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000000011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-17 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1.0101010110011E + 24 хувилбарууд | Ib |
MO-18 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101110010011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-19 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-20 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 хувилбарууд | IIa |
MO-21 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 хувилбарууд | IIa |
Тэмдэглэл: * - мэдээлэл алга.
Хүснэгт 7. Multilocus генотип ба тэдгээрийн мутантын шугам
Гарчиг | Хослолтын төрөл | | ДНХ-ийн хурууны хээ (RG57) | Тэмдэглэл | |
GPI | PEP-1 | ||||
АНУ-1 | А1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101000110011 | Анхны генотип 1 |
АНУ-1.1 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101011001101000110011 | PEP-ийн мутаци |
АНУ-1.2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101010001101000110011 | RG57 дахь мутаци |
АНУ-1.3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101001001101000110011 | RG57 дахь мутаци |
АНУ-1.4 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101010001101000110011 | RG57 ба PEP-ийн мутаци |
АНУ-1.5 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101010110011 | RG57 дахь мутаци |
АНУ-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010110011 | Анхны генотип 2 |
АНУ-6.1 | A1 | 100/100 | 92 /92 | 1011111001001100010110011 | PEP-ийн мутаци |
АНУ-6.2 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011101001001100010110011 | RG57 дахь мутаци |
АНУ-6.3 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001011100010110011 | RG57 дахь мутаци |
АНУ-6.4 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1011011001001100010110011 | RG57 ба PEP-ийн мутаци |
АНУ-6.5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010010011 | RG57 дахь мутаци |
BR-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1011101000001100001111011 | Анхны генотип 3 |
BR-1.1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1010101000001100001110011 | RG57 дахь мутаци |
Түүнчлэн изозимын спектрт өөрчлөлт орно. Дүрмээр бол эдгээр нь энергийг гетерозигот агуулсан организмыг гомозигот болгон задалснаас үүсдэг. 1993 онд улаан лоолийн жимс дээр бид US-1: RG57 хурууны хээ, митохондрийн ДНХ-ийн төрөл, глюкоз-86-фосфати-изомеразын 100/6 генотипийн шинж чанар бүхий омгийг тогтоосон боловч энэ нь эхний пептидазын локусын оронд гомозигот (100/100) байсан. энэ клонон шугаманд ердийн 92/100 гетерозигот. Бид энэ омгийн генотипийг MO-17 гэж нэрлэсэн (Хүснэгт 6). Мутант шугамууд US-1.1 ба US-1.4 нь US-1-ээс эхний пептидазын локусын мутацаар ялгаатай байдаг (Хүснэгт 7).
Төмс, улаан лоолийн сортуудын хоруу чанарын генийн тоо өөрчлөгдөхөд хүргэдэг мутаци нь ихэвчлэн тохиолддог. Тэдгээрийг Нидерланд (Дрент ба бусад, 1), Перу (Гудвин нар, 1994a), Польш (Сувковски нар, 1995), Хойд Америкийн хойд хэсэг (Гудвин нар, ., 1991b). Төмсний хоруу чанарын генийн тооны зөрүүг Канад, АНУ-ын клональ шугам US-1995 ба US-7-ийн тусгаарлагчид (Goodwin et al., 8a), Оросын Азийн хэсэгт орших SIB-1995 шугамын тусгаарлагчдын дунд тэмдэглэв (Elansky et al, 1) ).
Фениламидын эмэнд тэсвэртэй байдлын түвшний хүчтэй ялгаатай тусгаарлагчийг моноклональ талбайн популяциудаас тогтоосон бөгөөд эдгээр нь бүгд Сиб-1 клонын шугамд харьяалагддаг байв (Эланский нар, 2001, Хүснэгт 1). US-1 клонын шугамын бараг бүх омог нь металаксилд маш мэдрэмтгий байдаг боловч энэ шугамын өндөр тэсвэртэй тусгаарлагч бодисыг Филиппин (Koh et al., 1994) болон Ирландад тусгаарласан (Goodwin et al., 1996).
P. infestans-ийн орчин үеийн популяциуд
Төв Америк (Мексик)
Мексикийн P. infestans популяци нь дэлхийн бусад популяциудаас эрс ялгаатай бөгөөд энэ нь түүхэн байр суурьтай холбоотой юм. Энэ популяци болон түүнтэй холбоотой P. infestans олон төрлийн судалгаанууд Phytophthora, мөн Solanum овгийн орон нутгийн төрөл зүйлүүд Мексикийн төв хэсэгт үүсгэгчийн хувьсал нь хост ургамлын хувьсалтай хамт явагдаж, бэлгийн рекомбинацтай холбоотой гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн (Grünwald, Flier , 2005). Хоёр төрлийн хослол нь популяцид, тэнцүү харьцаатай бөгөөд төмс, булцуут ургамал, булцуу, хөрсөнд oospores байгаа нь хүн амын дунд бэлгийн үйл явц байгааг нотолж байна (Fernández-Pavía et al., 2002). Толука хөндий ба түүний орчмын талаархи сүүлийн үеийн судалгаанууд (өвчин үүсгэгчийн гарал үүслийн таамаглалын төв) нь P. infestans-ийн орон нутгийн хүн амын генетикийн олон янз байдал (134 дээжийн дээжинд 176 multilocus genotypes) болон бүс нутагт хэд хэдэн ялгаатай дэд популяци байгааг батлав (Ванг нар, 2017). Энэхүү ялгаварлалд нөлөөлж буй хүчин зүйлүүд бол төв Мексикийн өндөрлөгүүдийн онцлог популяцийн орон зайн хуваагдал, тариалангийн нөхцөл байдал, хөндий, ууланд ашигладаг төмсний сортын ялгаа, өөр хост хэлбэрээр ажиллах зэрлэг булцуут Solanum зүйлүүд юм (Fry et al.). ., 2009).
Гэсэн хэдий ч хойд Мексикийн P. infestans-ийн популяци нь илүү клон шинж чанартай бөгөөд Хойд Америкийн популяцитай илүү төстэй байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь эдгээр нь шинэ генотипүүд болохыг харуулж магадгүй юм (Fry et al., 2009).
Хойд Америк
Хойд Америкийн популяци популяциуд нь маш энгийн бүтэцтэй бөгөөд тэдний клон шинж чанар нь микро хиймэл дагуулын анализ хийхээс өмнө тогтоогдсон байдаг. 1987 оныг хүртэл АНУ-1 клонын шугам АНУ, Канадад давамгайлж байв (Goodwin et al., 1995). 70-аад оны дунд үед металаксил дээр суурилсан фунгицидууд гарч ирэхэд энэ клоныг Мексикээс нүүж ирсэн бусад тэсвэртэй генотипүүд орлуулж эхэлсэн (Гудвин нар, 1998). 90-ээд оны эцэс гэхэд. US-8 генотип нь АНУ-д US-1 генотипийг бүрэн орлож төмсний давамгайлсан клон шугам болсон (Fry et al., 2009; Fry et al., 2015). Үргэлж хэд хэдэн клон шугам агуулсан улаан лоолийн хувьд байдал өөр байсан бөгөөд тэдгээрийн найрлага жилээс жилд өөрчлөгдөж байв (Фрай нар, 2009).
2009 онд АНУ-д улаан лоолийн хожуу бүдгэрсэн тахал их хэмжээгээр тархсан. Энэхүү цартахлын шинж чанар нь АНУ-ын зүүн хойд нутгийн олон газарт бараг нэгэн зэрэг дэгдсэн бөгөөд энэ нь том цэцэрлэгийн төвүүдэд халдвар авсан улаан лоолийн суулгацыг их хэмжээгээр борлуулдагтай холбоотой байв (Фрай нар, 2013). Ургацын алдагдал асар их байсан. Нөлөөлөлд өртсөн дээжинд хийсэн микроскателлит шинжилгээгээр цартахлын омог нь US-22 A2 төрлийн клонон шугамд хамаарч байгааг тогтоосон. 2009 онд P. infestans-ийн Америкийн хүн амд энэ генотипийн эзлэх хувь 80% -д хүрсэн байна (Фрай нар, 2013). Дараагийн жилүүдэд хүн амын дунд түрэмгий генотипийн US-23 (гол төлөв улаан лооль) ба US-24 (төмсний хувьд) генотипийн эзлэх хувь тогтмол өсч байсан боловч 2011 оноос хойш US-24-ийг илрүүлэх түвшин мэдэгдэхүйц буурч, өнөөдрийг хүртэл эмгэг төрүүлэгчдийн 90 орчим хувь нь АНУ-ыг АНУ-23 генотипээр төлөөлдөг (Фрай нар, 2015).
90-ээд оны сүүлчээр АНУ-ын нэгэн адил Канадад. АНУ-1 давамгайлсан генотипийг АНУ-8 орлож, давамгайлсан байрлал нь 2008 он хүртэл өөрчлөгдөөгүй байв. Канадад улаан лоолийн суулгацыг зарж борлуулахтай холбоотой хожуу бүдгэрсэн тахал гарсан боловч эдгээр нь генотипийн US-2009 ба US-2010-ээс үүдэлтэй байв (Kalischuk et al., 23). Эдгээр генотипүүдийн газарзүйн тодорхой ялгаа нь гайхалтай байв: АНУ-8 Канадын баруун мужуудад (2012%), харин US-23 нь зүүн мужуудад (68%) давамгайлж байв. Дараагийн жилүүдэд АНУ-8 нь зүүн бүс нутгуудад тархсан боловч ерөнхийдөө тус улсад генотипийн US-83 ба US-23 гарч ирсэнтэй холбогдуулан хүн ам дахь эзлэх хувь бага зэрэг буурсан (Peters et al., 22). Өнөөдрийг хүртэл US-24 нь Канад даяар давамгайлсан байр сууриа хадгалсаар ирсэн; US-2014 нь Британийн Колумбид байдаг бол US-23, US-8 нь Онтариод байдаг (Peters, 23).
Тиймээс Хойд Америкийн популяцийн популяци нь ихэвчлэн клон шугам юм. Сүүлийн 40 жилийн хугацаанд илрүүлсэн клон генотипийн тоо 24-т хүрсэн байна. Хэдийгээр хүн амын дунд хоёр төрлийн хослолын омог байдаг ч бэлгийн рекомбинацийн үр дүнд шинэ генотип үүсэх магадлал маш бага хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч өнгөрсөн 20 жилийн хугацаанд түр зуурын рекомбинант популяци илрэх хэд хэдэн тохиолдол бүртгэгдсэн байна (Гавино нар, 2000; Дансес ба бусад, 2014; Петерс болон бусад, 2014), нэг тохиолдолд гатлан гарсан нь US-11 генотип байв. , Хойд Америкт олон жилийн турш оршин тогтнож байсан (Gavino et al., 2000). 2009 он хүртэл популяцийн бүтцэд гарсан өөрчлөлтүүд нь шинэ, илүү түрэмгий генотипүүд гарч ирсэнтэй холбоотой байсан бөгөөд дараа нь нүүдэллэн, урьд өмнө нь давамгайлж байсан өмнөх хүмүүсийн шилжилт хөдөлгөөнтэй холбоотой байв. 2009-2010 онд болсон явдал АНУ, Канадад эпифитотик эмүүд анх удаа даяаршлын эрин үед өвчний дэгдэлт халдвар тарьсан материал борлуулахдаа шинэ генотип идэвхитэй тархаж байгаатай холбоотой болохыг харуулж байна.
Өмнөд Америк
Саяхныг хүртэл Өмнөд Америкийн популяциудын талаархи судалгаанууд тогтмол биш, эсвэл өргөн цар хүрээтэй биш байсан. Эдгээр популяцийн бүтэц нь нэлээд энгийн бөгөөд улс бүрт 1-5 клонийн удам угсааг багтаасан болохыг мэддэг (Форбс ба бусад, 1998). Тиймээс 1998 он гэхэд US-1 (Бразил, Чили) BR-1 (Бразил, Боливи, Уругвай, Парагвай), EC-1 (Эквадор, Колумб, Перу, Венесуэл), AR-1, AR генотипүүд -2, AR-3, AR-4 ба AR-5 (Аргентин), PE-3 ба PE-7 (Перугийн өмнөд хэсэг). А2 хэлбэрийн хослол нь Бразил, Боливи, Аргентинд байсан бөгөөд Болив-Перугийн хилээс цааш Титикака нуурын орчимд олдоогүй бөгөөд үүний цаана Андын нуруунд EC-1 A1 генотип давамгайлж байжээ. Улаан лоолийн хувьд US-1 нь Өмнөд Америк даяар зонхилох генотип хэвээр байв.
Нөхцөл байдал 2000-аад онд их бага хэмжээгээр хадгалагдсаар байв. Хойд Андын нуруун дахь төмсний зэрлэг хамаатан садан (S. brevifolium ба S. tetrapetalum) дээр А2 төрлийн EC-2 клонын шинэ шугамыг нээсэн нь чухал асуудал байв (Олива нар, 2010). Филогенетикийн судалгаагаар энэ шугам нь P. infestans-тэй бүрэн төстэй биш боловч үүнтэй холбоотойгоор Андын нуруунд ургадаг улаан лоолийн мод S. betaceum-аас тусгаарлагдсан өөр нэг EC-3 шугам, мөн P. andina хэмээх шинэ зүйл; Гэсэн хэдий ч энэ зүйлийн статус (бие даасан төрөл зүйл эсвэл одоог хүртэл тодорхойгүй шугамтай P. infestans-ийн эрлийз) одоог хүртэл тодорхойгүй байна (Delgado et al., 2013).
Одоогийн байдлаар P. infestans-ийн Өмнөд Америкийн бүх популяциуд нь клон юм. Хоёр төрлийн холболттой байсан ч рекомбинант популяци тогтоогдоогүй байна. Улаан лоолийн хувьд US-1 генотип нь хаа сайгүй тархдаг бөгөөд яг тодорхой гарал үүсэл нь тодорхойгүй байгаа төмсийг орон нутгийн омогоор нүүлгэсэн бололтой. Бразил, Боливи, Уругвайд BR-1 генотип байдаг; Перудад US-1 ба EC-1-ийн хамт хэд хэдэн орон нутгийн генотип байдаг. Андын нуруунд давамгайлсан байрлалыг EC-1 клонын шугам хадгалж үлддэг бөгөөд саяхан нээгдсэн П.Адинатай харьцах харьцаа нь үл мэдэгдэх хэвээр байна. 2003-2013 он хүртэлх цорын ганц "тогтворгүй" газар. хүн амын дунд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарч Чили болжээ (Acuña et al., 2012), 2004-2005 онуудад. эмгэг төрүүлэгчдийн популяци нь метаксил болон шинэ митохондрийн ДНХ-ийн гаплотип (өмнөх Ib-ийн оронд Ia) -д тэсвэртэй болох шинж чанартай болсон. 2006-2011 он хүн амын дунд генотип 21 (SSR-ийн дагуу) давамгайлж, түүний эзлэх хувь 90% -д хүрч, дараа нь далдуу мод генотип 20-д шилжиж, дараагийн хоёр жилд гарах давтамж 67% орчим хадгалагдав (Acuña, 2015).
Европ
Европын түүхэнд Хойд Америкаас хамгийн багадаа хоёр нүүдлийн давалгаа байсан: 1-р зуунд. (HERB-1) ба 70-р зууны эхэн үе (US-1). XNUMX-аад оны үед металаксил агуулсан фунгицидын хаа сайгүй тархсан байдал. давамгайлсан генотипийн US-XNUMX-ийг нүүлгэн шилжүүлж, шинэ генотипээр солиход хүргэсэн. Үүний үр дүнд Баруун Европын ихэнх орнуудад эмгэг төрүүлэгчдийн популяцийг ихэвчлэн хэд хэдэн клон шугамаар төлөөлдөг байв.
Микро хиймэл дагуулын анализыг эмгэг төрүүлэгч популяциудыг шинжлэхэд ашигласнаар Баруун Европт 2005-2008 онд тохиолдсон ноцтой өөрчлөлтүүдийг илрүүлэх боломжийг олгожээ.2005 онд Их Британид 13_A2 (эсвэл "Цэнхэр 13") хэмээх шинэ клон шугам нээгдэж, А2 хосолсон төрлөөр тодорхойлогдов. , фениламидын өндөр түрэмгий байдал ба эсэргүүцэл (Shaw et al., 2007). Үүнтэй ижил генотипийг 2004 онд Нидерланд болон Францын хойд хэсэгт цуглуулсан дээжүүдээс олж мэдсэн бөгөөд энэ нь эх газрын Европоос Их Британи руу нүүдэллэж магадгүй, үрийн төмстэй хамт байх магадлалтай гэж үзсэн байна (Cooke et al., 2007). Энэхүү клон шугамын төлөөлөгчдийн геномыг судлахад түүний дарааллын өндөр полиморфизм (2016 он гэхэд түүний дэд хувьслын тоо 340 хүрч), генийн экспресс түвшний хэлбэлзэл зэрэг орно. ургамлын халдварын үеийн эффекторын ген (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017). Эдгээр шинж чанарууд нь биотрофийн фазын үргэлжлэх хугацааг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ 13_A2-ийн түрэмгий шинж чанарыг нэмэгдүүлж, хожуу ялзрахад тэсвэртэй төмсний сортыг ч халдварлах чадвартай болгодог.
Дараагийн хэдэн жилд генотип нь баруун хойд Европын орнуудад (Их Британи, Ирланд, Франц, Бельги, Нидерланд, Герман) хурдацтай тархаж, урьд өмнө давамгайлж байсан генотипүүд 1_A1, 2_A1, 8_A1-ийг нэгэн зэрэг нүүлгэн шилжүүлэв (Montarry et al., 2010; Gisi et al.). , 2011; Van den Bosch et al., 2011; Cooke, 2015; Cooke, 2017). Www.euroblight.net вэбсайтаас үзэхэд эдгээр улсуудын хүн амд 13_A2 эзлэх хувь 60-80% ба түүнээс дээш хувьтай байна; энэ генотип байгаа нь Зүүн ба Өмнөд Европын зарим оронд тэмдэглэгдсэн байдаг. Гэсэн хэдий ч 2009-2012 онуудад. 13_A2 нь Их Британи, Франц дахь зонхилох байр сууриа алдаж, 6_A1 шугамд (Ирландад 8_A1) шилжиж, Нидерланд, Бельги улсад 1_A1, 6_A1, 33_A2 генотипүүдээр хэсэгчлэн сольсон (Cooke нар., 2012; Cooke, 2017; Stellingwerf, 2017).
Өнөөдрийг хүртэл P. infestans-ийн Баруун Европын хүн амын 70 орчим хувь нь моноклон юм. Www.euroblight.net вэбсайтад мэдээлснээр Хойд-Баруун Европын орнуудад зонхилох генотипүүд (Их Британи, Франц,
Нидерланд, Бельги) ойролцоогоор тэнцүү хэмжээгээр 13_A2 ба 6_A1 харьцаатай хэвээр байгаа бөгөөд сүүлд нь заасан бүсээс (Ирландаас бусад тохиолдолд) бараг олдоогүй, гэхдээ дор хаяж 58 дэд клонтой болжээ (Cooke, 2017). 13_A2 хэлбэлзэл нь Герман улсад мэдэгдэхүйц тоогоор байдаг бөгөөд Төв, Өмнөд Европын орнуудад хааяа ажиглагддаг. 1_A1 генотип нь Бельги, Нидерланд, Францын хүн амын нэлээд хувийг эзэлдэг. Генотип 8_A1 нь Европын популяцид 3-6% -ийн түвшинд тогтворжсон бөгөөд Ирландаас бусад нь тэргүүлэх байр сууриа хадгалж, хоёр дэд мужид хуваагддаг (Stellingwerf, 2017). Эцэст нь 2016 онд анх 36-2 онд бүртгэгдсэн шинэ генотип 37_A2 ба 2013_A2014 үүсэх давтамж нэмэгдсэнийг тэмдэглэв; Өнөөдрийг хүртэл эдгээр генотипүүд нь Нидерланд, Бельги, хэсэгчлэн Франц, Герман, түүнчлэн Их Британийн өмнөд хэсэгт байдаг (Cooke, 2017). Баруун Европын хүн амын 20-30 орчим хувийг жил бүр өвөрмөц генотипээр төлөөлдөг.
Баруун Европоос ялгаатай нь 13_A2 генотип гарч ирэх үед Хойд Европ (Швед, Норвеги, Дани, Финлянд) популяцийг клон шугамаар биш харин олон тооны өвөрмөц генотипээр төлөөлдөг байв (Брурберг нар,
2011). Баруун Европт 13_A2 идэвхитэй тархаж байх үед энэ генотип Скандинавт байсан нь 2011 онд анх Хойд Ютланд (Дани) -д нээгдсэн үед тэмдэглэгдээгүй бөгөөд ихэвчлэн төмсний сортууд нь металлаксил агуулсан идэвхитэй хэрэглээний аргаар ургадаг байв. фунгицид (Nielsen et al., 2014). Www.euroblight.net сайтын мэдээлснээр 13_A2 генотипийг 2014 онд Норвеги, Даниас авсан хэд хэдэн дээжээс, 2016 онд Норвегийн хэд хэдэн дээжээс илрүүлсэн; үүнээс гадна 2013 онд 6_A1 генотип бага хэмжээгээр Финландад байгааг тэмдэглэжээ. Скандинавыг эзлэхэд 13_A2 болон бусад клон шугамууд бүтэлгүйтсэн гол шалтгаан нь энэ бүс нутгийн Баруун Европын орнуудаас цаг уурын ялгаатай байдал гэж үздэг.
Зун, хүйтэн өвөл нь ургамлын мицелиумыг oospores (Sjöholm et al., 2013) шиг амьд үлдэхийг дэмжихээс гадна өвлийн улиралд хөрс хөлддөг (энэ нь ихэвчлэн Баруун Европын дулаан орнуудад тохиолддоггүй) нь ооспорын соёололт, тариалалтыг синхрончлоход хувь нэмэр оруулдаг. төмс, энэ нь анхдагч халдварын эх үүсвэр болох тэдний үүргийг нэмэгдүүлдэг (Brurberg et al., 2011). Хойд нөхцөлд ооспорын халдвар тархах нь булцуут халдварын хөгжлөөс давж, улмаар бүр түрэмгий, гэхдээ хожим нь клон шугам үүсэхээс сэргийлдэг болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй (Юэн, 2012). Зүүн Европын орнуудад (Польш, Балтийн улсууд) хамгийн их судлагдсан популяцийн бүтэц нь Скандинавынхтай маш төстэй юм.
Хоёр төрлийн хослолууд энд бас байдаг бөгөөд SSR шинжилгээгээр тодорхойлсон генотипүүдийн дийлэнх нь өвөрмөц шинжтэй байдаг (Chmielarz et al., 2014; Runno-Paurson et al., 2016). Хойд Европын нэгэн адил клон шугамуудын тархалт (үндсэндээ 13_A2 генотип) нь эмгэг төрүүлэгчдийн популяцид бараг нөлөөлдөггүй бөгөөд энэ нь илт давамгайлсан шугам байхгүй тул олон янз байдлыг хадгалж үлддэг.
Худалдааны төмсний сорт бүхий талбайд 13_A2 байгаа нь үе үе ажиглагддаг. Орос улсад нөхцөл байдал ижил төстэй байдлаар хөгжиж байна. 2008-2011 онд цуглуулсан P. infestans тусгаарлагчийн микроскателлит анализ ОХУ-ын Европын хэсгийн 10 өөр бүс нутагт генотипийн олон янз байдал, Европын клон шугамуудтай огт давхцалгүй байгааг харуулсан (Стацюк нар, 2014). Хэдэн жилийн дараа 2013-2014 онд Ленинградын бүсэд цуглуулсан P. infestans дээжийг судлахад эдгээр бүс нутгаас өмнөх судалгаанд тодорхойлсон генотипүүдийн хооронд ихээхэн ялгаа байгааг харуулсан болно. Хоёр судалгаанд Баруун Европын генотип олдсонгүй (Бекетова нар, 2014; Кузнецова ба бусад, 2016).
P. infestans-ийн Зүүн Европын популяцийн генетикийн олон янз байдал, тэдгээрт давамгайлсан клон шугам байхгүй байх нь хэд хэдэн шалтгаантай холбоотой байж болох юм. Нэгдүгээрт, Хойд Европын нэгэн адил авч үзсэн орнуудын цаг уурын нөхцөл байдал нь халдварын анхдагч эх үүсвэр болох ооспорыг үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг (Ulanova et al., 2010; Chmielarz et al., 2014). Хоёрдугаарт, эдгээр оронд үйлдвэрлэсэн төмсний нэлээд хувийг хувийн жижиг аж ахуй эрхэлдэг бөгөөд ихэвчлэн ой модоор хүрээлэгдсэн эсвэл халдварт бодисын чөлөөт хөдөлгөөнд саад болж буй бусад бэрхшээлтэй байдаг (Chmielarz et al., 2014). Дүрмээр бол ийм нөхцөлд ургасан төмсийг бараг л химийн бодисоор эмчилдэггүй бөгөөд сортыг сонгохдоо хожуу бүдгэрэх эсэргүүцэлд үндэслэдэг. 13_A2 зэрэг тэсвэртэй генотипийг бусад генотипүүдээс давуу талгүй болгодог металаксилыг түрэмгийлэх, эсэргүүцэх чадварыг сонгох дарамт байхгүй (Chmielarz et al., 2014). Эцэст нь газрын хэмжээ бага тул тэдний эзэд ихэвчлэн газар тариалангийн сэлгээ хийдэггүй бөгөөд олон жилийн турш төмсөө нэг газар тариалж, улмаар генетикийн хувьд олон янзын тарилгын хуримтлал үүсгэдэг (Runno-Paurson et al., 2016; Elansky, 2015; Elansky et al.). ., 2015).
Ази
Саяхныг хүртэл Ази дахь P. infestans популяцийн бүтэц харьцангуй сайн судлагдаагүй хэвээр байв. Энэ нь ихэвчлэн клон шугамаар илэрхийлэгддэг бөгөөд шинэ генотип бий болоход бэлгийн рекомбинацийн нөлөө маш бага байдаг гэдгийг мэддэг байсан. Жишээлбэл, 1997-1998 онуудад. ОХУ-ын Азийн хэсэгт (Сибирь ба Алс Дорнод) эмгэг төрүүлэгчдийн тоог SIB-1 генотип давамгайлсан ердөө гурван генотипээр төлөөлдөг байв (Эланский нар, 2001). Өвчин үүсгэгчийн клонийн шугам байгааг Хятад, Япон, Солонгос, Филиппин, Тайвань зэрэг улс орнуудад харуулсан (Koh et al., 1994; Chen et al., 2009). АНУ-1 клональ шугам нь 90-ээд оны сүүлч - 2000-аад оны эхээр Азийн томоохон нутаг дэвсгэр дээр давамгайлж байв. бараг хаа сайгүй бусад генотипүүдээр солигдож эхэлсэн бөгөөд энэ нь эргээд шинэ хэлбэрт шилжсэн юм. Ихэнх тохиолдолд Азийн орнуудын популяцийн бүтэц, бүрэлдэхүүнд гарсан өөрчлөлт нь шинэ генотипүүдийн гаднаас шилжин суурьшихтай холбоотой байв. Тиймээс Японд JP-3 генотипийг эс тооцвол US-1 (JP-1, JP-2, JP-3) -ийн дараа гарч ирсэн бусад бүх Японы генотипүүд гадны гарал үүсэл их бага хэмжээгээр батлагдсан байдаг (Акино ба бусад, 2011) ... Хятадад одоогоор газарзүйн тодорхой хуваагдал бүхий эмгэг төрүүлэгч гурван үндсэн популяци байдаг; Эдгээр популяцийн хооронд генийн урсгал байхгүй эсвэл маш сул байдаг (Guo et al., 2010; Li et al., 2013b). Генотип 13_A2 нь Хятадын нутаг дэвсгэр дээр өмнөд мужууд (Юньнань, Сычуань) -д 2005-2007 онд, 2012-1014 онд гарч ирэв. мөн тус улсын зүүн хойд хэсэгт ажиглагдсан (Li et al., 2013b). Энэтхэгт 13_A2 нь Хятадад нэгэн зэрэг гарч ирсэн байх магадлалтай бөгөөд халдвар авсан үрийн төмс (Chowdappa et al., 2015), мөн 2009-2010 онуудад гарч болзошгүй юм. тус улсын өмнөд хэсэгт улаан лоолийн хожуу бүдгэрсэн эпифитозыг үүсгэж улмаар төмсөнд тархаж, 2014 онд Баруун Бенгалд хожуу хортон өвчний дэгдэлтийг бий болгож, орон нутгийн олон фермерүүдийг сүйтгэж, амиа хорлоход хүргэсэн (Фрай, 2016).
Африк
2008-2010 он хүртэл Африкийн орнуудад P. infestans-ийн талаархи системчилсэн судалгаа хийгдээгүй байна. Одоогийн байдлаар P. infestans-ийн Африкийн популяцийг хоёр бүлэгт хувааж болох бөгөөд энэ хуваагдал нь Европоос үрийн төмс импортолсонтой тодорхой холбоотой юм.
Европоос үрийн төмс идэвхтэй импортолдог Хойд Африкт бараг бүх бүс нутагт А2 үржлийн төрлийг өргөнөөр төлөөлдөг бөгөөд энэ нь бэлгийн рекомбинацийн үр дүнд шинэ генотип үүсэх онолын боломжийг олгодог (Corbière et al., 2010; Rekad et al., 2017). Нэмж дурдахад Алжирт 13_A2, 2_A1, 23_A1 генотипүүд байгааг тэмдэглэж, тэдгээрийн эхнийх нь илт давамгайлж, өвөрмөц генотипүүдийн эзлэх хувь бүрэн алга болох хүртэл аажмаар буурч байгааг тэмдэглэжээ (Рекад нар, 2017). Бүс нутгийн бусад нутгаас ялгаатай нь Тунист (тус улсын зүүн хойд хэсгийг эс тооцвол) эмгэг төрүүлэгч популяцийг ихэвчлэн А1 үржлийн төрлөөр төлөөлдөг (Harbaoui et al., 2014).
Энд NA-01 клонийн шугам давамгайлж байна. Ерөнхийдөө хүн амд клон шугамуудын эзлэх хувь дөнгөж 43% байна. Үрийн импортын хэмжээ маш бага байдаг Зүүн ба Өмнөд Африкт (Фрай нар, 2009), P. infestans нь зөвхөн A1 хэлбэрийн US-1 ба KE-1 гэсэн хоёр клон шугамаар дүрслэгддэг бөгөөд сүүлийнх нь эхнийхийг төмсөөр идэвхжүүлдэг ( Пуле нар, 2012; Нжороге ба бусад, 2016). Өнөөдрийг хүртэл эдгээр генотипүүд хоёулаа subclonal хэлбэлзэлтэй байдаг.
Австрали
Австралид төмсний хожуу хордлогын анхны мэдээлэл 1907 оноос эхтэй бөгөөд зуны саруудад хүчтэй аадар бороо орсны улмаас үүссэн анхны эпифитотиз нь 1909-1911 онуудад гарч байжээ. (Drenth et al., 2002). Гэсэн хэдий ч ерөнхийдөө хожуу бүдгэрэх нь тус улсын хувьд эдийн засгийн хувьд чухал ач холбогдолтой зүйл биш юм. Өндөр чийгшил өгдөг цаг агаарын нөхцлөөс үүдэлтэй хожуу бүдгэрсэн өвчний дэгдэлт 5-7 жилд нэгээс илүүгүй удаа тохиолддог бөгөөд ихэвчлэн Тасманийн хойд хэсэг, Викториягийн төв хэсэгт байрладаг. Дээрхтэй холбогдуулан P. infestans-ийн Австралийн хүн амын бүтцийг судлахад зориулсан нийтлэлүүд бараг байхгүй байна. Хамгийн сүүлийн үеийн мэдээлэл нь 1998-2000 оны хооронд байна. (Drenth et al., 2002). Зохиогчдын үзэж байгаагаар Викториа популяци нь АНУ-1.3-ийн клон шугам байсан бөгөөд энэ нь АНУ-аас энэхүү генотип шилжиж ирсэнийг шууд бусаар нотолжээ. Тасманийн сорьцыг AU-3 гэж ангилсан бөгөөд тухайн үед дэлхийн бусад хэсэгт байсан генотипээс ялгаатай байв.
ОХУ-д хожуу хорт хавдар үүсэх шинж чанарууд
Европт өвчтэй үрийн булцуу, хөрсөнд өвөлждөг ооспор, түүнчлэн өнгөрсөн жилийн тариалангийн талбай ("сайн дурын" ургамал) дээр өвөлжсөн булцуугаас ургуулсан ургамлаас салхинаас авчирсан зооспорангиагаар халдварласан халдварыг төмсний анхдагч тарилга гэж үздэг. булцууг хадгалах хавчуурга. Эдгээрээс хаясан булцуунд ургасан ургамлыг халдварын хамгийн аюултай эх үүсвэр гэж үздэг. нахиалдаг булцууны тоо ихэвчлэн чухал байдаг бөгөөд зооспорангийг хол зайд авч явах боломжтой байдаг. Бусад эх сурвалжууд (oospores, "сайн дурын" ургамал) нь тийм ч аюултай биш юм, учир нь 3-4 жилд нэгээс илүү удаа нэг талбарт ургамал тарих нь заншил биш юм. Үрийн чанарын хяналтын систем сайн тул өвчтэй үрийн булцуунаас халдвар авах нь хамгийн бага юм.
Ерөнхийдөө Европын популяцийн тарилгын хэмжээ хязгаарлагдмал тул тархалтын өсөлт удаан бөгөөд химийн фунгицидын бэлдмэлийг ашиглан амжилттай хянах боломжтой юм. Европын нөхцөлд гол үүрэг бол нөлөөлөлд өртсөн ургамлаас зооспорангийг бөөнөөр тарааж эхлэх үе шатанд халдварын эсрэг тэмцэх явдал юм.
ОХУ-д байдал эрс өөр байна. Төмс, улаан лоолийн ургацын ихэнх хэсэг нь хувийн жижиг цэцэрлэгт ургадаг; хамгаалах арга хэмжээг огт хийдэггүй, эсвэл фунгицид эмчилгээг хангалтгүй тоогоор хийдэг бөгөөд орой дээр нь бүдгэрсний дараа эхэлдэг. Үүний үр дүнд хувийн ногооны цэцэрлэгүүд халдварын гол эх үүсвэр болж, үүнээс зооспорангийг салхиар арилжааны тариалалт хийдэг. Үүнийг Москва, Брянск, Кострома, Рязань мужуудад хийсэн бидний шууд ажиглалт нотолж байна: хувийн цэцэрлэгт ургамал гэмтэх нь арилжааны тариалангийн фунгицидын эмчилгээ эхлэхээс өмнө ч ажиглагдаж байна. Дараа нь том талбайд тархах тархалтыг фунгицидын бэлдмэл хэрэглэх замаар хязгаарлаж байхад хувийн цэцэрлэгт хожуу бүдгэрэх хурдацтай хөгжиж байна.
Худалдааны тариалалтыг зохисгүй буюу "төсөвт" аргаар эмчлэх тохиолдолд хожуу шар өвчний голомт мөн талбайд гарч ирдэг; дараа нь тэд улам бүр өргөн цар хүрээг хамарч, идэвхтэй хөгжиж байна (Эланский, 2015). Хувийн цэцэрлэгт халдварлах нь арилжааны талбайн тархалтад ихээхэн нөлөөлдөг. ОХУ-ын төмс тариалдаг бүх бүс нутагт хувийн цэцэрлэгт төмс эзэлдэг талбай нь томоохон үйлдвэрлэгчдийн талбайн нийт талбайгаас хэд дахин их байдаг. Ийм орчинд хувийн ногооны цэцэрлэгийг дэлхийн тариалангийн талбайд тарих тарилга хийх нөөц гэж үзэж болно. Хувийн цэцэрлэг дэх омгийн генотипийн онцлог шинж чанарыг тодорхойлохыг хичээцгээе.
Үр тарианы бус, хорио цээрийн төмс, гадаадын эргэлзээтэй үйлдвэрлэгчдээс олж авсан улаан лоолийн үрийг тариалах, ижил газарт төмс, улаан лоолийг удаан хугацаагаар тариалах, фунгицидын зохисгүй эмчилгээ эсвэл бүрэн байхгүй байх нь хувийн хэвшилд хүчтэй эпифитотик болоход хүргэдэг. хөндлөн гарах, эрлийзжүүлэх, хувийн цэцэрлэгт ооспор үүсгэх. Үүний үр дүнд бараг бүх омог нь генотипээрээ өвөрмөц байх үед эмгэг төрүүлэгчийн генотипийн маш олон янз байдал ажиглагддаг (Elansky et al., 2001, 2015). Төрөл бүрийн генетикийн гаралтай үрийн төмс тарих нь тухайн сортыг довтлох чиглэлээр мэргэшсэн клон шугам үүсэх магадлал багатай юм. Ийм тохиолдолд сонгосон омог нь нөлөөлөлд өртсөн сортын хувьд олон талт байдлаар ялгагддаг бөгөөд ихэнх нь хамгийн олон тооны хоруу чанарын гентэй ойролцоо байдаг. Энэ нь хөдөө аж ахуйн аж ахуйн нэгжүүдийн том талбаруудад түгээмэл тохиолддог "клонон шугамууд" -ын системээс тэс ондоо байдаг. Төмсний тариалалтыг зөвхөн томоохон аж ахуй эрхэлдэг орнуудад: АНУ, Нидерланд, Дани гэх мэт төмс тариалдаг орнуудад хаа сайгүй тархдаг (талбайн хорт хавдрын эмгэг төрүүлэгч бүх омгийг нэг буюу хэд хэдэн генотипээр төлөөлдөг бол). төмс тариалах, хувийн цэцэрлэгт генотипийн төрөл зүйл илүү өндөр байдаг. 20-р зууны төгсгөлд ОХУ-ын Ази, Алс Дорнодын бүс нутагт "клон шугамууд" өргөн тархсан байв (Еланский нар, 2001), энэ нь төмсний ижил сортуудыг зөвхөн тарих зориулалтаар ашиглаж байгаатай холбоотой юм. Саяхан эдгээр бүс нутгийн байдал хүн амын генотип олон янз байдлыг нэмэгдүүлэх чиглэлд өөрчлөгдөж эхэлсэн.
Фунгицидын бэлдмэл бүхий эрчимт эмчилгээний дутагдал нь шууд үр дагавартай байдаг - цэцэрлэгт тэсвэртэй омог хуримтлагддаггүй. Үнэн хэрэгтээ бидний хийсэн үр дүнгээс харахад метаксилд тэсвэртэй омог нь хувийн цэцэрлэгт арилжааны тариалалтаас хамаагүй бага тохиолддог болохыг харуулж байна.
Хувийн цэцэрлэгт хүрээлэнд байдаг төмс, улаан лоолийн тариалалт ойрхон байгаа нь эдгээр тариалангийн хоорондох омгийн шилжилтийг хөнгөвчилдөг бөгөөд үүний үр дүнд төмсөөс тусгаарлагдсан омгийн дунд сүүлийн арван жилд интоорын улаан лоолийн (T1) сортод тэсвэртэй генийг агуулсан омгийн эзлэх хувь, урьд өмнө нь " улаан лооль "омог. Ихэнх тохиолдолд T1 гентэй омог нь төмс, улаан лоолийн аль алинд нь маш түрэмгий ханддаг.
Сүүлийн жилүүдэд улаан лоолийн хожуу хортон шавьж төмсөөс эрт эрт илрэх болжээ. Улаан лоолийн суулгацыг хөрсөн дэх ооспор, эсвэл улаан лоолийн үрэнд агуулагдах эсвэл түүнд наалдсан ооспороор халдварлаж болно (Рубин нар, 2001). Сүүлийн 15 жилийн хугацаанд ихэнхдээ импортоор орж ирдэг хямд үнэтэй савласан олон тооны үр үр тариа дэлгүүрүүдэд гарч, ихэнх жижиг үйлдвэрлэгчид үүнийг ашиглах аргад шилжжээ. Үрийг нь тариалангийн бүс нутгийн ердийн генотиптэй омог агуулсан байж болно. Ирээдүйд эдгээр генотипүүд хувийн цэцэрлэгт бэлгийн үйл явцад хамрагдах бөгөөд энэ нь цоо шинэ генотипүүд бий болоход хүргэдэг.
Тиймээс, хувийн ногооны цэцэрлэгүүд нь дэлхийн генетикийн материалын солилцооны үр дүнд одоо байгаа генотипүүдийг боловсруулж, цоо шинээр гарч ирдэг дэлхийн “хайлдаг сав” гэж хэлж болно. Үүнээс гадна, тэдгээрийн сонголт нь том аж ахуйд төмсөнд зориулж бүтээснээс ялгаатай нөхцөлд явагддаг: фунгицидийн пресс байхгүй, тариалалтын сортын жигд байдал, вирус ба бактерийн халдварын янз бүрийн хэлбэрт өртсөн ургамал зонхилох, улаан лооль, зэрлэг шөнийн шөнүүд ойрхон байх, идэвхитэй гарц ба ооспор үүсэх, боломж ооспорууд дараа жилийн халдварын эх үүсвэр болох.
Энэ бүхэн нь арын хашааны популяцийн генотипийн олон янз байдлыг бий болгоход хүргэдэг. Хүнсний ногооны цэцэрлэгт эпифитотик нөхцөлд хожуу хорт хавдар маш хурдан тархаж, асар их хэмжээний спор ялгарч, ойролцоох арилжааны тариалангийн талбай руу нисдэг. Гэсэн хэдий ч хөдөө аж ахуйн технологи, химийн хамгааллын зөв тогтолцоотой арилжааны талбайнуудад орж ирсэн спорууд нь энэ газарт эпифитотикийг эхлүүлэх боломж бараг байдаггүй бөгөөд энэ нь фунгицидэд тэсвэртэй, таримал ургамлын төрөл зүйлд мэргэшсэн клон шугам байхгүйтэй холбоотой юм.
Анхдагч тарилгын өөр нэг эх үүсвэр нь арилжааны суулгацанд хавчуулагдсан өвчтэй булцуу байж болно. Эдгээр булцууг ихэвчлэн хөдөө аж ахуйн технологи сайтай, химийн эрчимтэй хамгаалалттай газар тариалан эрхэлж байжээ. Булцуунд халдварладаг тусгаарлагчдын генотипүүд нь өөрсдийн сортын хөгжилд тохирсон байдаг. Эдгээр омог нь хувийн цэцэрлэгээс гаралтай тарилгатай харьцуулахад арилжааны хувьд тарихад илүү аюултай байдаг. Бидний судалгааны үр дүн ч энэ таамаглалыг дэмжиж байна. Химийн хамгаалалт, хөдөө аж ахуйн сайн технологийг эзэмшсэн том талбайгаас тусгаарлагдсан популяци нь генотипийн олон янз байдалаараа ялгаатай байдаггүй. Ихэнхдээ эдгээр нь маш түрэмгий шинж чанартай хэд хэдэн клон шугам юм.
Худалдааны үрийн материалын омог нь хүнсний ногооны цэцэрлэг дэх популяцид орж, тэнд явагдаж буй процесст оролцож болно. Гэсэн хэдий ч хүнсний ногооны цэцэрлэгт тэдний өрсөлдөх чадвар нь арилжааны талбараас хамаагүй доогуур байх бөгөөд удалгүй клон хэлбэрийн шугам хэлбэрээр оршин тогтнохоо болино, гэхдээ тэдний генийг “цэцэрлэг” -ийн популяцид ашиглаж болно.
Ургац хураах явцад "сайн дурын" ургамал, булцууны овоо дээр үүсдэг халдвар нь Орост тийм ч ач холбогдолгүй юм. ОХУ-ын төмс тариалдаг гол бүс нутагт өвлийн улиралд хөрсний гүн хөлдөлт ажиглагдаж, хөрсөнд өвөлжсөн булцуунаас ургамал ургах нь ховор байдаг. Түүнээс гадна, бидний туршилтаас харахад хожуу хортон шавьж үүсгэгч нь амьдрах чадвараа хадгалсан булцуунд хүртэл сөрөг температурт амьдрах чадваргүй байдаг. Эрт төмс тариалдаг хуурай бүсэд хуурай, халуун ургах улиралтай холбоотойгоор хожуу шарах өвчин ховор тохиолддог.
Тиймээс бид одоогоор P. infestans популяцийг "талбайн" ба "цэцэрлэгийн" популяцид хувааж байгааг ажиглаж байна. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд эдгээр популяциудын генотипийг нэгтгэх, харилцан нэвтрүүлэх үйл явц ажиглагдаж байна.
Эдгээрийн дотроос жижиг үйлдвэрлэгчдийн бичиг үсгийн ерөнхий байдал нэмэгдэж, үрийн төмсний хямд багцууд гарч, фунгицидын бэлдмэлүүд жижиг савлагаатай тархаж, хүн амын дунд “химийн бодис” гэх айдас алга болсныг тэмдэглэж болно.
Нэг нийлүүлэгчийн эрчимтэй үйл ажиллагааны ачаар бүх тосгоныг ижил төрлийн үрийн булцуугаар тарьж, ижил төрлийн пестицидийн жижиг багцаар хангах нөхцөл байдал үүсдэг. Ижил төрлийн төмсийг ойролцоох арилжааны тариалангаас олж болно гэж үзэж болно.
Нөгөөтэйгүүр, зарим пестицидийн худалдаа эрхэлдэг компаниуд “төсвийн” химийн боловсруулалтын схемийг сурталчилж байна. Энэ тохиолдолд санал болгож буй эмчилгээний тоог дутуу үнэлж, хамгийн хямд фунгицид санал болгодог бөгөөд оройг нь хадах хүртэл хожуу хорт хавдар үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхэд анхаардаггүй, харин ургацыг нэмэгдүүлэхийн тулд эпифитототийг хойшлуулахыг чухалчилдаг. Ийм схемүүд нь зарчмын хувьд өндөр ургац авах тухай асуудал гараагүй байхад бага агуулгатай үрийн материалаас төмсний төмс тариалахдаа эдийн засгийн хувьд үндэслэлтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч, энэ тохиолдолд цэцэрлэгийн популяциас ялгаатай нь төмсний тэгшитгэсэн генетикийн үндэс нь энэ физиологийн уралдааныг сонгоход хувь нэмэр оруулдаг бөгөөд энэ нь маш олон янз байдаг.
Ерөнхийдөө төмсний үйлдвэрлэлийн "цэцэрлэг" ба "хээрийн" аргуудыг нэгтгэх хандлага нь бидэнд нэлээд аюултай юм шиг санагддаг. Тэдний сөрөг үр дагавраас урьдчилан сэргийлэхийн тулд гэрт болон арилжааны салбарт үрийн төмсний төрөл зүйл, хувийн өмчлөгчдөд санал болгож буй фунгицидын төрөл бүрийн сав баглаа боодол, төмсийг хамгаалах схем, арилжааны салбарт фунгицид хэрэглэх зэргийг хянах шаардлагатай болно.
Хувийн хэвшлийн салбарт зөвхөн хожуу хортон шавьж төдийгүй Альтернариа эрчимтэй хөгжиж байна. Хувийн хашааны ихэнх эзэд Альтернариагаас хамгаалахын тулд тусгай арга хэмжээ авдаггүй бөгөөд Alternaria-ийн хөгжлийг оройн байгалийн хаталт эсвэл хожуу бүдгэрсэн гэж андуурч байна. Тиймээс, Альтернариа нь мэдрэмтгий сорт дээр их хэмжээгээр хөгжиж байгаа тул өрхийн тариалангийн талбай нь арилжааны тариалалтад тарих тарилгын эх үүсвэр болж чаддаг.
Хувьсах механизм
Мутацийн үйл явц
Мутаци үүсэх нь бага давтамжтайгаар явагддаг санамсаргүй үйл явц тул аль ч байршилд мутаци үүсэх нь энэ локусын мутацийн давтамж ба популяцийн хэмжээнээс хамаарна. P. infestans омгийн мутацийн давтамжийг судлахдаа химийн эсвэл физик мутагенээр эмчилсний дараа сонгомол тэжээлийн орчинд ургасан колонийн тоог ихэвчлэн тодорхойлдог. Хүснэгт 8-т үзүүлсэн мэдээллээс харахад ижил байрлал дахь мутацийн давтамж өөр өөр байршилд хэд хэдэн дарааллаар ялгаатай байж болно. Металаксилд тэсвэртэй мутацийн давтамж өндөр байх нь байгальд тэсвэртэй омог хуримтлуулах нэг шалтгаан байж болох юм.
Лабораторийн туршилтын үндсэн дээр тооцоолсон аяндаа эсвэл өдөөгдсөн мутацийн давтамж нь дараахь шалтгаанаар байгалийн популяцид тохиолддог үйл явцтай үргэлж нийцдэггүй.
1. Асинхрон цөмийн ялгаралтай үед нэг цөмийн генерацид тохиолддог мутацийн давтамжийг тооцоолох боломжгүй юм. Тиймээс ихэнх туршилтууд нь мутацийн давтамж, мутацийн дараах хоёр үйл явдлыг ялгахгүйгээр зөвхөн мутацийн давтамжийн талаархи мэдээллийг шууд өгдөг.
2. Нэг үе шаттай мутаци нь геномын тэнцвэрийг ихэвчлэн бууруулдаг тул шинэ өмчтэй болохын хамт организмын ерөнхий чийрэгжилт буурдаг. Туршилтаар олж авсан мутацийн дийлэнх нь түрэмгийллийг бууруулж, байгалийн популяцид тэмдэглээгүй байдаг. Тиймээс P. infestans мутантуудын фениламидын фунгицидэд тэсвэртэй байдал ба хиймэл орчин дахь өсөлтийн хурд хоорондын корреляцийн коэффициент дунджаар (-0,62), төмсний навчин дээрх фунгицид ба түрэмгийлэлд тэсвэртэй байдал (-0,65) байв (Деревягина ба бусад). , 1993) нь мутантуудын биеийн байдал тааруу байгааг харуулж байна. Диметоморфын эсэргүүцлийн мутаци нь амьдрах чадвар огцом буурсан (Багирова нар, 2001).
3. Аяндаа болон өдөөгдсөн мутациудын ихэнх нь рецессив шинжтэй бөгөөд туршилтаар фенотип байдлаар илэрхийлэгддэггүй боловч байгалийн популяцийн хэлбэлзлийн далд нөөцийг бүрдүүлдэг. Лабораторийн туршилтаар тусгаарлагдсан мутантын омог нь зонхилох буюу хагас давамгайлсан мутацийг агуулдаг (Кулиш ба Дьяков, 1979). Цөмийн диплоид нь хэт тэсвэртэй сортуудад хортой нөлөө үзүүлдэг хэт ягаан туяаны нөлөөн дор мутантыг олж авах гэсэн оролдлогыг амжилтанд хүрээгүйг тайлбарлаж байгаа юм (McKee, 1969). Зохиогчийн тооцооллоор ийм мутаци 1: 500000-аас бага давтамжтай тохиолдож болно. Рецессив мутацийг гомозигот, фенотипийн байдлаар илэрхийлсэн төлөвт шилжүүлэх нь бэлгийн эсвэл бэлгийн бус рекомбинацаас болж үүсч болно (доороос үзнэ үү). Гэсэн хэдий ч, энэ тохиолдолд ч мутацийг ценотик (олон цөмт) мицелиум дахь зэрлэг хэлбэрийн цөмүүдийн давамгайлсан аллельуудаар далдалж, зөвхөн мононуклеар зооспор үүсэх үед фенотипийн аргаар бэхжүүлж болно.
Хүснэгт 8. P. infestans-ийн нитрозометилурийн нөлөөгөөр өсөлтийг дарангуйлагч бодисуудад тохиолддог мутацийн давтамж (Dolgova, Dyakov, 1986; Bagirova et al., 2001)
Холболт | Мутацийн давтамж |
Окситетрациклин | 6,9 10 х-8 |
Бластикидин С. | 7,2 х 10-8 |
Стрептомицин | 8,3 x10-8 |
Трихоцетин | 1,8 10 х-8 |
Циклохимсид | 2,1 10 х-8 |
Дааконил | <4 x 10-8 |
Диметоморф | 6,3 10 х-7 |
Металлаксил | 6,9 10 х-6 |
Хүн амын тоо нь аяндаа мутацид ороход шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. A-ийн мутацын түвшин болох N> 1 / a эсийн тоо маш том популяцид мутаци санамсаргүй үзэгдэл болохоо болино (Квитко, 1974).
Тооцооллоос харахад төмсний тариалангийн талбай дунджаар тархаж (нэг ургамалд 35 толбо) өдөр бүр нэг га талбайд 8х1012 спор үүсдэг (Dyakov and Suprun, 1984). Ийм популяциуд нь локус бүрийн солилцооны төрлөөр зөвшөөрөгдсөн бүх мутацийг агуулдаг бололтой. 10-9 давтамжтай тохиолддог ховор мутацийг ч гэсэн нэг га төмсний тариалангийн талбайд амьдардаг сая сая хүнээс мянган хүн олж авах болно. Илүү их давтамжтай тохиолддог мутацийн хувьд (жишээлбэл, 10-6) ийм популяцид янз бүрийн хос мутаци өдөр бүр (хоёр байршилд нэгэн зэрэг) тохиолддог. мутацийн процесс нь рекомбинацыг орлох болно.
Шилжилт
P. infestans-ийн хувьд шилжилт хөдөлгөөний хоёр үндсэн төрлийг мэддэг: агаарын урсгал эсвэл борооны шүрших замаар зооспорангиа тарааж хол зайд (төмсний тариалангийн талбай эсвэл хөрш зэргэлдээ талбайнууд) ойртох, хол зайд булцуу тарих эсвэл зөөсөн улаан лоолийн жимс ургуулах. Эхний арга нь өвчний фокусын тэлэлтийг баталгаажуулж, хоёрдугаарт, анхан шатнаас хол байгаа газруудад шинэ голомт үүсгэдэг.
Улаан лоолийн булцуу, жимс жимсгэний халдварын тархалт нь шинэ газарт өвчин үүсэхэд хувь нэмэр оруулаад зогсохгүй хүн амын генетикийн олон янз байдлын гол эх үүсвэр болдог. Москва мужид төмс тариалж, ОХУ, Баруун Европын янз бүрийн бүс нутгаас авчирдаг. Улаан лоолийн жимсийг Оросын өмнөд бүс нутгаас (Астрахан муж, Краснодар хязгаар, Хойд Кавказ) авчирдаг. Халдварын эх үүсвэр болж болох улаан лоолийн үрийг (Рубин нар, 2001) ОХУ, Хятад, Европын орнууд болон бусад орноос өмнөд бүс нутгаас импортоор оруулж ирдэг.
Э.Майрын (1974) хийсэн тооцоогоор мутациас үүдэлтэй орон нутгийн хүн амын генетикийн өөрчлөлт нь нэг локус тутамд 10-5-аас хэтрэхгүй байдаг бол нээлттэй популяцид генийн эсрэг урсгалын улмаас солилцоо нь дор хаяж 10-3 - 10-4 байдаг.
Халдвартай булцуунд шилжих хөдөлгөөн нь Европ руу төмсөг ургуулж, төмс тариалдаг дэлхийн бүх бүс нутагт тархах үүрэгтэй; тэд хүн амын хамгийн ноцтой өөрчлөлтийг үүсгэсэн. Төмсний хожуу хортон шавьж нь Оросын эзэнт гүрний нутаг дэвсгэр дээр Баруун Европт гарч ирэхэд бараг нэгэн зэрэг гарч ирэв.
Энэ өвчнийг 1846-1847 онд Балтийн орнуудад анх тэмдэглэж байсан бөгөөд зөвхөн дараагийн жилүүдэд Беларусь болон Оросын баруун хойд бүс нутагт тархсан тул Баруун Европын гарал үүсэл нь тодорхой байна. Хуучин ертөнцийн хожуу хордлогын анхны эх үүсвэр нь тийм ч тод биш юм. Фрай ба бусад хүмүүсийн боловсруулсан таамаглалаас (Фрай нар, 1992; Фрай, Гудвин, 1995, Гудвин нар, 1994) шимэгч хорхой анх Мексикээс Хойд Америкт ирж, таримал ургамлаар тархаж, дараа нь Баруун Европ руу зөөсөн гэж таамаглаж байна. (зураг 7).
Дахин давтагдсаны үр дүнд ("гацалт" -ын давхар нөлөө) дан клонууд Европт хүрч, түүний үр удам нь төмс тариалдаг Хуучин ертөнцийн бүх нутаг дэвсгэрт тахал үүсгэсэн. Энэхүү таамаглалыг нотлох баримт болгон зохиогчид нэгдүгээрт, зөвхөн нэг төрлийн орооцолдох (A1) хаа сайгүй тохиолддог, хоёрдугаарт, өөр өөр бүс нутгаас судлагдсан омгийн генотипийн нэгэн төрлийн байдал (бүгд молекулын маркерууд, үүнд 2 изозим, локус, ДНК-ийн хурууны хээ, митохондрийн ДНХ-ийн бүтэц ижил бөгөөд АНУ-д тодорхойлсон US-1 клонтой тохирч байна). Гэсэн хэдий ч зарим өгөгдлүүд нь заасан таамаглалын дор хаяж зарим заалтад эргэлзээ төрүүлдэг. 40-р зууны 1-өөд оны эхний эпифитотик үед халдварлагдсан гербарийн төмсний дээжээс тусгаарлагдсан P. infestans митохондрийн ДНХ-ийн шинжилгээгээр тэдгээр нь митохондрийн ДНХ-ийн бүтцэд US-2001 клоноос ялгаатай болохыг харуулсан бөгөөд энэ нь дор хаяж Европ дахь халдварын цорын ганц эх үүсвэр биш (Ristaino et al, XNUMX).
ХХ зууны 80-аад оны сүүлээр хүндэрсэн нөхцөл байдал улам дордов. Дараахь өөрчлөлтүүд гарсан:
1) Хүн амын дундаж түрэмгийлэл нэмэгдэж, ялангуяа хожуу хортон шавьжийн хамгийн хортой хэлбэрийг өргөн тархахад хүргэсэн бөгөөд иш, ишний гэмтэл.
2) XNUMX-р сарын сүүлээс XNUMX-р сарын эхэн хүртэл XNUMX-р сарын сүүл хүртэл төмс дээр хожуу хортон гарах үе өөрчлөгдсөн.
3) Хуучин ертөнцөд урьд өмнө байгаагүй A2 хослол төрөл хаа сайгүй тархсан.
Өөрчлөлтүүдийн өмнө хоёр фунгицид металаксил (Schwinn and Staub, 1980) -ийг их хэмжээгээр ашиглах, төмс экспортлогч дэлхийн Мексик улс болох гэсэн хоёр үйл явдлын өмнө болсон (Niederhauser, 1993). Үүнтэй уялдуулан хүн амын өөрчлөлтийн хоёр шалтгааныг дэвшүүлэв: Металаксилын нөлөөн дор үржлийн төрлийг хувиргах (Мексикээс халдвар авсан булцуутай шинэ омгийг их хэмжээгээр нэвтрүүлэх (Фрай, Гүүдвин, 1994). Металлаксилын нөлөөн дор орших төрлүүдийн харилцан хамаарлыг зөвхөн Ко төдийгүй Москвагийн Улсын Их Сургуулийн лабораторид (Савенкова, Черепенничова-Аникина, 1995) хийсэн ажлуудаас олж авсан боловч хоёрдахь таамаглалыг илүүд үздэг. Хоёрдахь төрлийн орооцолдохтой зэрэгцэн Оросын P. infestans омгийн генотип, түүний дотор төвийг сахисан генүүд (изозим ба RFLP локус), түүнчлэн митохондрийн ДНХ-ийн бүтцэд ноцтой өөрчлөлт гарсан. Эдгээр өөрчлөлтүүдийн нарийн төвөгтэй байдлыг металаксилийн нөлөөгөөр тайлбарлаж чадахгүй; харин Мексикээс шинэ омог их хэмжээгээр импортолж байсан бөгөөд энэ нь илүү түрэмгий (Като нар, 2002), хуучин омог (US-1997) -ийг нүүлгэн шилжүүлж, популяцид давамгайлж байв. Европын популяцийн бүтцийн өөрчлөлт маш богино хугацаанд буюу 1-1980 онд болсон (Фрай нар, 1985). Хуучин ЗСБНХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр 1992 онд Эстониас авсан цуглуулгаас "шинэ омог" илэрсэн, өөрөөр хэлбэл Польш, Германыг бодвол эрт дээр үеэс олджээ (Гудвин нар, 1985). Хамгийн сүүлд 1994 онд Орос дахь "хуучин омог US-1" -ийг Москва муж дахь халдвартай улаан лоолоос тусгаарласан (Долгова нар, 1993). Түүнчлэн Францад улаан лоолийн тариалалтаас 1997-ээд оны эхэн үе хүртэл, өөрөөр хэлбэл төмс дээр удаан хугацаанд алга болсны дараа "хуучин" омог олджээ (Leberton and Andrivon, 90). P. infestans-ийн омог өөрчлөгдсөн нь практик шинж чанар зэрэг олон шинж чанарт нөлөөлж, хожуу бүдгэрэх хор хөнөөлийг нэмэгдүүлэв.
Бэлгийн харьцаа
Бэлгийн рекомбинаци өөрчлөгдөхөд хувь нэмэр оруулахын тулд нэгдүгээрт, хүн амын дунд 1: 1-ийн харьцаатай хоёр төрлийн орооцолдох, хоёрдугаарт, популяцийн анхны хэлбэлзэл байх шаардлагатай.
Хослолтын төрлүүдийн харьцаа нь янз бүрийн популяциудад, тэр ч байтугай нэг популяцид янз бүрийн жилүүдэд харилцан адилгүй байдаг (Хүснэгт 9,10, 90). Хүн амын үерхлийн давтамж ийм эрс өөрчлөгдсөн шалтгаанууд (жишээлбэл, өнгөрсөн зууны 2002-ээд оны эхээр Орос, Израильд гэх мэт) тодорхойгүй байгаа боловч энэ нь илүү өрсөлдөх чадвартай клонуудыг нэвтрүүлсэнтэй холбоотой гэж үздэг (Коэн, XNUMX).
Зарим шууд бус өгөгдөл нь тодорхой жил, тодорхой бүс нутагт бэлгийн үйл явцын явцыг харуулдаг.
1) Москва мужийн хүн амын судалгаанаас харахад А13 хослолын эзлэх хувь 2% -иас бага байсан 10 популяцид изозимийн гурван байршилд тооцсон генетикийн олон янз байдал 0,08, А14-ийн эзлэх хувь 2 хүн амд хэтрэв. 30%, генетикийн олон янз байдал нь хоёр дахин их байсан (0,15) (Elansky et al., 1999). Тиймээс бэлгийн харьцаанд орох магадлал өндөр байх тусам хүн амын генетикийн олон янз байдал нэмэгддэг.
2) Популяци дахь хослолын төрлүүдийн харьцаа ба ооспор үүсэх эрчмийн хоорондын хамаарлыг Израиль (Коэн нар, 1997) болон Голландад ажиглав.
(Flier et al., 2004). Манай судалгаануудаас харахад А2 хосолсон төрлөөр 62, 17, 9, 6% -ийг эзэлдэг популяциудад шинжилгээнд хамрагдсан төмсний навчны (78 ба түүнээс дээш толботой) 50, 30, 15, 2% -д ооспорууд илэрсэн байна.
2 ба түүнээс дээш толботой дээжүүд 1 толботой дээжүүдээс (сорьцын 32 ба 14%) бодвол ооспор агуулсан байх магадлал өндөр байв (Апрышко нар, 2004).
Ооспорууд төмсний ургамлын дунд ба доод давхаргын навчнуудад илүү их тархсан байв (Mytsa et al., 2015; Elansky et al., 2016).
3) Зарим бүс нутагт өвөрмөц генотипийг олж илрүүлсэн бөгөөд энэ нь бэлгийн рекомбинацтай холбоотой байдаг. Тиймээс 1989 онд Польшид, 1990 онд Францад глюкоз-6- -тай гомозигот омог
фосфатын изомераза (GPI 90/90). Өмнө нь ердөө 10/90 гетерозиготтой 100 жилийн турш тааралддаг байсан тул гомозигот байдал нь бэлгийн рекомбинацтай холбоотой гэж үздэг (Sujkowski et al., 1994). Колумбид (АНУ) A2-ийг GPI 100/110, A1-ийг GPI 100/100-тай нэгтгэх нь ихэвчлэн түгээмэл байдаг боловч 1994 оны улирлын төгсгөлд (16-р сарын 9, 1-р сарын 100) рекомбинант генотип бүхий омог (A110 GPI 2/100) түгээмэл байдаг. ба A100 GPI 1997/XNUMX) (Miller et al., XNUMX).
4) Польш (Сужковски нар, 1994), Хойд Кавказ (Аматханова нар, 2004) зарим популяциудад хурууны хээ ДНХ-ийн локус ба аллозимын уургийн локусын тархалт нь Харди-Вайнберг тархалттай тохирч байна.
популяцийн хэлбэлзэлд бэлгийн рекомбинацид оруулсан хувь нэмрийн өндөр хувь хэмжээ. ОХУ-ын бусад бүс нутагт популяциудын Харди-Вайнбергийн тархалттай тохирсон захидал олоогүй боловч уялдаа холбоо тэнцвэргүй байгааг харуулсан нь клон нөхөн үржихүй давамгайлж байгааг харуулж байна (Elansky et al., 1999).
5) Төрөл бүрийн хосолсон омог (A1 ба A2) хоорондох генетикийн олон янз байдал (GST) нь янз бүрийн популяциас бага байсан (Sujkowski et al., 1994), энэ нь шууд бусаар бэлгийн загалмайг илтгэнэ.
Үүний зэрэгцээ хүн амын олон янз байдалд бэлгийн рекомбинацид оруулах хувь нэмэр тийм ч өндөр байж чадахгүй. Энэхүү хувь нэмрийг Москва мужийн хүн амд тооцсон болно (Эланский нар, 1999). Левонтиний (1979) тооцооллоор "хоёр локусаас тэдгээрийн гетерозиготын үржүүлэлтээс хэтрэхгүй давтамжтай шинэ хувилбаруудыг гаргаж авах боломжтой рекомбинаци нь хоёр аллелийн гетерозиготын утга аль хэдийн өндөр байх тохиолдолд л үр дүнтэй болно."
Москва мужид түгээмэл тохиолддог хоёр төрлийн хослолын харьцаа 4: 1-тэй тэнцүү бол рекомбинацийн давтамж 0,25 болно. Судалгаанд хамрагдсан популяциудад судлагдсан гурван изозимийн локусын хоёрын хувьд гетерозигот байх магадлал 0,01 (2-оос 177 омог) байв. Тиймээс давхар гетерозиготуудын рекомбинацийн үр дүнд үүсэх магадлал нь тэдгээрийн бүтээгдэхүүнийг огтлох магадлал (0,25x0,02x0,02) = 10-4-оор үржүүлсэн хэмжээнээс хэтрэхгүй байх ёстой. бэлгийн рекомбинантууд ихэвчлэн омгийн судлагдсан дээжинд ордоггүй. Эдгээр тооцоог харьцангуй өндөр хэлбэлзэлтэй Москва мужийн хүн амд зориулж хийсэн. Сибирийн хүмүүс шиг мономорф популяцид бэлгийн үйл явц нь тусдаа популяцид тохиолдсон ч тэдний генетикийн олон янз байдалд нөлөөлж чадахгүй.
Нэмж дурдахад P. infestans нь мейоз дахь хромосомын хоорондох тохиромжгүй байдал, анеуплоидид хүргэдэг шинж чанартай байдаг (Картер нар, 1999). Ийм зөрчил нь эрлийзүүдийн үржил шимийг бууруулдаг.
Парасексуал рекомбинация, митоз генийн хувиргалт
Өсөлтийн янз бүрийн дарангуйлагчдын эсэргүүцлийн мутацтай P. infestans омгийг нэгтгэх туршилтанд хоёуланд нь хоёуланд нь тэсвэртэй үлгэр жишээ гарч ирэв (Шатток ба Шоу, 1975; Дьяков, Кузовникова, 1974; Кулиш, Дьяков,
1979). Мицелийн гетерокариотизацийн үр дүнд өсөлтийн хоёр дарангуйлагчид тэсвэртэй омог үүссэн бөгөөд энэ тохиолдолд мононуклеар зооспороор үржих явцад задарч (Жудельсон, Ге Ян, 1998), эсвэл тетраплоид байсан тул монозососпор үр удамд ороогүй (анхны тусгаарлагчид нь диплоид) бөөм ( , 1979). Гаплоидизаци, хромосомын холбоогүй байдал, митозын огтлолцол зэргээс болж маш бага давтамжтайгаар тусгаарлагдсан гетерозигот диплоидууд (Поединок нар, 1982). Эдгээр үйл явцын давтамжийг гетерозигот диплоид дээр (жишээлбэл, соёолж буй спорыг хэт ягаан туяагаар цацах) тодорхой үйл ажиллагааны тусламжтайгаар нэмэгдүүлэх боломжтой.
Давхар эсэргүүцэлтэй вегетатив эрлийз үүсэх нь зөвхөн in vitro төдийгүй мутантын холимогоор халдварлагдсан төмсний булцуунд тохиолддог (Кулиш нар, 1978), популяцид шинэ генотип бий болоход парасексуал рекомбинац ямар үүрэг гүйцэтгэхийг үнэлэхэд хэцүү байдаг. Гаплоидизаци, хромосомын нэгдэлгүй байдал, тусгай нөлөө үзүүлэхгүйгээр митоз гатлах зэргээс шалтгаалан сегрегант үүсэх давтамж нь маш бага (10-3-аас бага).
Гетерозигот омгийн гомозигот сегрегант үүсэх нь митозын огтлолцол ба митоз генийн хувиргалт дээр үндэслэсэн байж болно.Энэ нь P. sojae-д омгоос хамааран нэг локус бүрт 3 x 10-2-5 x 10-5 давтамжтайгаар тохиолддог (Chamnanpunt et al.). , 2001).
Хэдийгээр гетерокарион ба гетерозигот диплоид үүсэх давтамж нь гэнэтийн өндөр (хэдэн арван хувьд хүрсэн) болж хувирсан боловч энэ процесс нь ижил омгоос олж авсан мутант өсгөвөрлөх үед л тохиолддог. Байгалиас тусгаарлагдсан янз бүрийн омгийг ашиглахдаа ургамлын тохиромжгүй байдлаас болж гетерокариотизаци явагдахгүй (эсвэл маш бага давтамжтайгаар тохиолддог) (Поединок ба Дьяков, 1981; Аникина нар, 1997б; Черепенникова-Аникина нар, 2002). Үүний үр дүнд парасексуал рекомбинацийн үүргийг зөвхөн гетерозигот цөм дэхь дотоод доторхи рекомбинация болон бэлгийн генийн өөрчлөлтгүйгээр гомозигот төлөвт шилжих хүртэл бууруулж болно. Энэ үйл явц нь фунгицидын эсэргүүцлийн мутацитай рецессив буюу хагас давамгайлсан мутаци бүхий тархвар судлалын ач холбогдолтой байж болно. Паразексуал процессоос болж гомозигот төлөвт шилжсэнээр мутацийн тээвэрлэгчийн эсэргүүцэл нэмэгдэх болно (Долгова, Дьяков, 1986).
Генүүдийн нэвтрэлт
Гетероталлын төрөл зүйл Phytophthora нь эрлийз ооспор үүсэхэд эрлийзжих чадвартай байдаг (Воробьева, Гриднев, 1983; Сансаме ба бусад, 1991; Велд нар, 1998). Phytophthora-ийн хоёр зүйлийн байгалийн эрлийз нь маш түрэмгий байсан тул Их Британид олон мянган алдерийг устгасан (Brasier et al., 1999). P. infestans нь бусад овгийн төрөл зүйл (P. erythroseptica, P. nicotianae, P. Cactorum гэх мэт) -тэй хамт нийтлэг хост ургамал ба хөрсөнд тохиолдож болох боловч төрөл зүйл хоорондын эрлийз болох магадлалтай талаар ном зохиолд цөөхөн байдаг. Лабораторийн нөхцөлд P. infestans ба P. Mirabilis хоёрын хооронд эрлийз олж авсан (Goodwin and Fry, 1994).
Хүснэгт 9. 2-1990 оны хооронд дэлхийн янз бүрийн улс орнуудад А инфекцийн төрлүүдтэй P. infestans омгийн эзлэх хувь (нээлттэй уран зохиолын эх сурвалж, www.euroblight.net, www.eucablight.org сайтуудын мэдээллээр)
Улс | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Беларус | 33 (12) | 34 (29) | |||||||||
Бельги | 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) | |
Эстони | 8 (12) | ||||||||||
Англи | 4 (26) | 3 (630) | 9 (336) | ||||||||
Финлянд | 0 (15) | 19 (117) | 12 (16) | 21 (447) | 6 (509) | 9 (432) | 43 (550) | ||||
Франц | 0 (35) | 0 (56) | 0 (83) | 0 (67) | 0 (86) | 2 (135) | 7 (156) | 6 (123) | 0 (73) | 0 (285) | 0 (135) |
Унгар | 72 (32) | ||||||||||
Ирланд | 4 (145) | ||||||||||
Хойд. Ирланд | 10 (41) | 9 (58) | 1 (106) | 0 (185) | 0 (18) | 0 (56) | 0 (35) | 0 (26) | |||
Нидерланд | 7 (41) | 5 (276) | 24 (377) | 44 (353) | 23 (185) | ||||||
Норвеги | 25 (446) | 28 (156) | 8 (39) | 18 (257) | 38 (197) | ||||||
Перу | 0 (34, 1984 -86) | 0 (287, 1997-98) | 0 (112) | 0 (66) | |||||||
Польш | 19 (180) | 21 (142) | 33 (256) | 26 (149) | 35 (70) | ||||||
Шотланд | 25 (147) | 11 (163) | 22 (189) | 5 (22) | |||||||
Швед | 25 (263) | 62 (258) | 49 (163) | ||||||||
Уэльс | 0 (16) | 7 (97) | 0 (48) | 0 (25) | |||||||
БНСУ-ын | 36 (42) | 10 (130) | 15 (98) | ||||||||
Хятад улс | 20 (142, 1995-98) | 0 (6) | 0 (8) | 0 (35) | |||||||
Колумб | 0 (40, 1994-2000) | ||||||||||
Уругвай | 100 (25, 1998-99) | ||||||||||
Морокко | 60 (108, 1997-2000) | 52 (25) | 42 (40) | ||||||||
Серби | 76 (37) | ||||||||||
Мексик (Толука) | 28 (292, 1988-89) | 50 (389, 1997-98) |
Хүснэгт 10. 2-2000 оны хооронд дэлхийн янз бүрийн улс орнуудад А инфекцийн хэлбэртэй P. infestans омгийн эзлэх хувь
Улс | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Австри | 65 (83) | ||||||||||
Беларус | 42 (78) | ||||||||||
Бельги | 20 (102 *) | 4 (32) | 50 (14) | 25 (16) | 62 (13) | 54 (26) | 70 (54) | 30 (23) | 29 (35) | 62 (71) | 45 (49) |
Швейцарь | 89 (19) | ||||||||||
Чех | 35 (31) | 54 (64) | 38 (174) | 12 (80) | |||||||
Герман | 95 (53) | ||||||||||
Дани | 48 (52) | ||||||||||
Эквадор | 5 (178) | 6 (108) | 9 (121) | 18 (94) | 2 (44) | 0 (66) | 5 (47) | ||||
Эстони | 54 (25) | 0 (24) | 33 (62) | 45 (140) | 25 (100) | 12 (103) | |||||
Англи | 4 (47) | 10 (96) | 31 (55) | 55 (790) | 68 (862) | 70 (552) | 68 (299) | ||||
Финлянд | 47 (162) | 12 (218) | 42 | ||||||||
Франц | 0 (186) | 4 (108) | 8 (61) | 22 (103) | 33 (303) | 65 (378) | 74 (331) | 75 (125) | 75 (12) | ||
Унгар | 48 (27) | 48 (90) | 9 | 7 | |||||||
Хойд. Ирланд | 0 (38) | 0 (58) | 0 (40) | 0 (24) | 5 (54) | 0 (18) | 27 (578) | 45 (239) | 36 (213) | 82 (60) | 10 (80) |
Нидерланд | 66 (24) | 93 (15) | 91 (11) | ||||||||
Норвеги | 39 (328) | 3 (115) | 12 (19) | ||||||||
Перу | 0 (36) | ||||||||||
Польш | 25 (46) | 10 (30) | 85 (20) | 38 (44) | 75 (66) | 55 (56) | 65 (35) | 72 (81) | 85 (21) | ||
Шотланд | 3 (213) | 2 (474) | 24 (135) | 86 (337) | 88 (386) | 74 (172) | |||||
Швед | 60 (277) | 39 (87) | |||||||||
Словак | 0 (36) | 14 (26) | 62 (26) | 0 (26) | |||||||
Уэльс | 25 (12) | 68 (106) | 80 (88) | 92 (143) | 75 (45) | ||||||
БНСУ-ын | 46 (26) | ||||||||||
Бразил | 0 (49) | 0 (30) | |||||||||
Хятад улс | 10 (30) | 0 (6) | 0 (6) | ||||||||
Вьетнам | 0 (294, 2003-04) | ||||||||||
Уганда | 0 (8) |
Популяцийн генотипийн найрлагын динамик
P. infestans популяцийн генотипийн найрлага дахь өөрчлөлт нь бусад бүс нутгаас шинэ клон шилжих хөдөлгөөн, хөдөө аж ахуйн үйл ажиллагаа (сортын өөрчлөлт, фунгицид түрхэх), цаг агаарын нөхцлийн нөлөөн дор явагдаж болно. Гадны нөлөө нь амьдралын мөчлөгийн янз бүрийн үе шатанд өөр өөр клонд нөлөөлдөг тул популяци жил бүр генийн зөрүү ба селекцийн давамгайлах үүрэг өөрчлөгдсөнөөс шалтгаалан селекцид хамрагдах генийн давтамж дахь мөчлөгийн өөрчлөлтийг мэдэрдэг.
Төрөл бүрийн нөлөө
Босоо эсэргүүцэл (R-ген) -ийн үр дүнтэй гентэй шинэ сортууд нь хүчтэй сонгомол хүчин зүйл бөгөөд P. infestans популяцид нэмэлт хоруу чанар бүхий генийг сонгодог. Эмгэг төрүүлэгчдийн өсөлтийг саатуулдаг төмсний төрөл зүйлд өвөрмөц бус эсэргүүцэл байхгүй тохиолдолд популяцийн давамгайлсан клоныг солих үйл явц маш хурдан явагддаг. Тиймээс R3 эсэргүүцлийн гентэй Домодедовскийн сортын Москва мужид тархсаны дараа энэ сортын хортой клонуудын давтамж нэг жилийн дотор 0,2-оос 0,82 болж өссөн байна (Дьяков ба Деревжагина, 2000).
Гэсэн хэдий ч популяци дахь вирусын генийн (патотип) давтамж өөрчлөгдөх нь зөвхөн тариалсан төмсний сортуудын нөлөөн дор тохиолддог. Жишээлбэл, Беларусьт 1977 оныг хүртэл хоруу чанар 1 ба 4 гентэй клонууд давамгайлж байсан бөгөөд энэ нь эсэргүүцлийн ген R1 ба R4 бүхий төмсний сортыг тариалснаас үүдэлтэй байв (Дорожкин, Бельская, 1979). Гэсэн хэдий ч ХХ зууны 70-аад оны төгсгөлд өөр өөр хоруу чанарын генүүд ба тэдгээрийн хослол бүхий клонууд гарч ирсэн бөгөөд нэмэлт эсэргүүцлийн генийг төмсний үржүүлгийн ажилд (хоруу чанарын генүүд) хэзээ ч ашиглаж байгаагүй (Иванюк нар, 2002). Ийм клонууд гарч ирсэн шалтгаан нь Европ руу төмсний булцуугаар Мексикээс халдвар тараах материал нүүж ирсэнтэй холбоотой юм. Гэртээ эдгээр клонууд нь зөвхөн тариалсан төмс дээр төдийгүй олон төрлийн эсэргүүцлийн ген агуулсан зэрлэг зүйлүүд дээр үүссэн тул геном дахь олон хоруу чанар генийг нэгтгэх нь эдгээр нөхцөлд амьдрахад шаардлагатай байв.
Өвөрмөц бус эсэргүүцэлтэй сортуудын хувьд тэдгээр нь эмгэг төрүүлэгчийн нөхөн үржихүйн түвшинг бууруулж, популяцийн хувьслыг хойшлуулдаг бөгөөд энэ нь аль хэдийн дурьдсанчлан тооны функц юм. Түрэмгий байдал нь полиген шинж чанартай тул "түрэмгий байдал" -ын олон тооны ген агуулсан клонууд хүн амын тоо өсөх тусам хурдан хуримтлагддаг. Тиймээс хэт түрэмгий уралдаан нь өвөрмөц бус эсэргүүцэлтэй таримал сортын дасан зохицох бүтээгдэхүүн биш, харин эсрэгээрээ шимэгч спорын хуримтлуулагч болох өндөр мэдрэмтгий сортын тариалалтаас илрэх магадлал өндөр байдаг.
Тиймээс ОХУ-д П.Инфестаны хамгийн түрэмгий популяци нь жилийн эпифитотисийн бүсэд (Сахалин, Ленинград, Брянск мужуудаас) олджээ. Эдгээр популяцийн түрэмгий байдал нь Мексикийнхээс өндөр байсан (Филиппов нар, 2004).
Нэмж дурдахад тэсвэртэй сортуудын навчинд мэдрэмтгий сортуудаас цөөн тооны ооспорууд үүсдэг (Hanson and Shattock, 1998), өөрөөр хэлбэл сортын өвөрмөц бус эсэргүүцэл нь шимэгчийн рекомбинацийн чадварыг бууруулж, өвөлжүүлэх өөр хувилбар хийх боломжийг бууруулдаг.
Фунгицидын нөлөө
Фунгицид нь зөвхөн фитопатоген мөөгөнцрийн тоог бууруулдаггүй, өөрөөр хэлбэл. тэдний популяцийн тоон шинж чанарт нөлөөлөх боловч генотипүүдийн давтамжийг өөрчилж болно, өөрөөр хэлбэл. хүн амын чанарын бүрэлдэхүүнд нөлөөлөх. Фунгицидийн нөлөөн дор өөрчлөгдөж буй популяцийн хамгийн чухал үзүүлэлтүүдийн нэг нь фунгицидийн эсэргүүцлийн өөрчлөлт, түрэмгий чанар, хоруу чанар, үржлийн тогтолцооны өөрчлөлт юм.
Хүн амын эсэргүүцэл ба түрэмгий байдалд фунгицидын нөлөө
Энэ нөлөөллийн зэргийг юуны түрүүнд ашигласан фунгицидын төрлөөр тодорхойлдог бөгөөд үүнийг полисит, олигозит, монозит гэж хувааж болно.
Эхнийх нь ихэнх холбоо барих фунгицид орно. Тэднийг эсэргүүцэх чадварыг (хэрэв боломжтой бол) олон тооны маш сул экспрессив генээр хянадаг. Эдгээр шинж чанарууд нь фунгицидоор эмчилсний дараа популяцийн эсэргүүцэлд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт байхгүй болохыг тодорхойлдог (гэхдээ зарим туршилтанд зарим эсэргүүцлийг нэмэгдүүлсэн). Холбоо барих фунгицид цацсаны дараа хадгалагдсан мөөгөнцрийн популяци нь хоёр бүлгийн омогоос бүрдэнэ.
1) Мансууруулах бодисоор эмчлэгдээгүй ургамлын хэсэгт хадгалагдсан омог. Фунгицидтай холбоо тогтоогоогүй тул эдгээр омгийн түрэмгий байдал, эсэргүүцэл өөрчлөгддөггүй.
2) Фунгицидтай холбоо бүхий омог, холбоо барих цэгүүдийн концентраци нь үхлийн түвшингээс бага байв. Дээр дурьдсанчлан, хүн амын энэ хэсгийн эсэргүүцэл өөрчлөгддөггүй, гэхдээ мөөгөнцрийн эсийн метаболизм, ерөнхий фитнес, түүний паразит бүрэлдэхүүн хэсэг, түрэмгийлэл, бууралтад сублеталь концентрацид хүртэл фунгицидын хэсэгчилсэн хор хөнөөлтэй нөлөөтэй байдаг (Деревягина, Дьяков, 1990).
Тиймээс, фунгицидтэй холбоо барьдаггүй нас бараагүй хүн амын нэг хэсэг нь ч гэсэн түрэмгий шинж чанартай тул эпифитотикийн эх үүсвэр болж чадахгүй. Тиймээс фунгицидтай холбоогүй хүн амын эзлэх хувь давтамжийг бууруулдаг болгоомжтой боловсруулалт нь хамгаалалтын арга хэмжээг амжилттай хэрэгжүүлэх нөхцөл болдог. Олигозит фунгицидийн эсэргүүцлийг хэд хэдэн нэмэлт генээр хянана.
Ген тус бүрийн мутаци нь эсэргүүцэл тодорхой хэмжээгээр нэмэгдэхэд хүргэдэг бөгөөд эсэргүүцлийн ерөнхий зэрэг нь ийм мутаци нэмэгдсэнтэй холбоотой юм. Тиймээс эсэргүүцлийн өсөлт нь үе шаттайгаар явагддаг. Эсэргүүцлийг алхам алхамаар нэмэгдүүлж байгаагийн жишээ бол төмсийг хожуу бүдгэрэхээс хамгаалахад өргөн хэрэглэгддэг фунгицидын диметоморфын эсэргүүцлийн мутаци юм. Диметоморфын эсэргүүцэл нь полиген ба нэмэлт юм. Нэг алхамтай мутаци нь эсэргүүцлийг бага зэрэг нэмэгдүүлдэг.
Дараагийн мутаци бүр зорилтот хэмжээ, улмаар дараагийн мутацийн давтамж буурдаг (Багирова нар, 2001). Олигозит фунгицидийн олон удаагийн эмчилгээний дараа хүн амын дундаж эсэргүүцлийн өсөлт үе шаттайгаар явагддаг. Энэ процессын түвшинг дор хаяж гурван хүчин зүйлээр тодорхойлно: эсэргүүцлийн генийн мутацийн давтамж, эсэргүүцлийн коэффициент (тэсвэртэй омгийн үхлийн тунгийн мэдрэмжтэй харьцуулсан харьцаа) ба эсэргүүцлийн генийн мутацийн фитнест үзүүлэх нөлөө.
Дараагийн мутаци тус бүрийн давтамж нь өмнөхөөсөө доогуур тул үйл явц нь сааруулагч шинж чанартай байдаг (Багирова ба бусад, 2001). Гэсэн хэдий ч популяцид рекомбинация процессууд (бэлгийн эсвэл парасексуал) тохиолдвол эцэг эхийн янз бүрийн мутацийг эрлийз омогт нэгтгэж, үйл явцыг хурдасгах боломжтой юм. Тиймээс панмикс популяци нь агамиктай харьцуулахад эсэргүүцлийг илүү хурдан олж авдаг бөгөөд сүүлд нь ургамлын үл нийцэх саад тотгоргүй популяци нь ийм саад бэрхшээлд хуваагдсан популяциас хурдан байдаг. Үүнтэй холбогдуулан популяциудад хослолын төрлөөр ялгаатай омог байгаа нь олигозит фунгицидид тэсвэртэй болох үйл явцыг хурдасгадаг.
Хоёр ба гурав дахь хүчин зүйл нь популяцид диметоморф тэсвэртэй омгийг хурдан хуримтлуулахад нөлөөлдөггүй. Дараагийн мутаци нь эсэргүүцлийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь ач холбогдолгүй бөгөөд үүнтэй зэрэгцэн хиймэл орчин дахь өсөлтийн хурд болон түрэмгийллийг бууруулдаг (Bagirova et al., 2001; Stem, Kirk, 2004). Диметоморфоор эмчилсэн төмсний тариалалтаас цуглуулсан байгалийн P. infestans омгийн дунд тэсвэртэй омог бараг байдаггүй нь үүнтэй холбоотой байж болох юм.
Олигозит фунгицидээр эмчилсэн популяци нь фунгицидтай холбоогүй, тиймээс анхны шинж чанараа өөрчлөөгүй (энэ бүлгийн дунд тэсвэртэй омог байгаа бол мэдрэмтгий омгийн өндөр түрэмгийлэл, өрсөлдөх чадвараас шалтгаалан хуримтлагдахгүй) гэсэн хоёр бүлгээс бүрдэнэ. фунгицидын доорхи концентрацтай холбоо бүхий омог. Сүүлийн үед тэсвэртэй омог хуримтлагдах боломжтой, учир нь энд мэдрэмтгий байдлаас давуу талтай байдаг.
Тиймээс олигозит фунгицид хэрэглэхдээ нарийн эмчилгээ хийх нь эмийн өндөр концентрацитай байхаас чухал бөгөөд үхлийн тунгаас хэд дахин их байдаг тул шаталсан мутагенезийн үед мутацийн омгийн эхний эсэргүүцэл бага байдаг.
Эцэст нь монотик фунгицидын эсэргүүцлийн мутаци нь өндөр илэрхийлэлтэй байдаг, өөрөөр хэлбэл нэг мутаци нь мэдрэмтгий чанараа бүрэн алдах хүртэл өндөр түвшний эсэргүүцлийг мэдээлж чаддаг. Тиймээс популяцийн эсэргүүцэл нэмэгдэх нь маш хурдан явагддаг.
Ийм фунгицидын жишээ бол фениламид, түүний дотор хамгийн түгээмэл фунгицид болох металлаксил юм. Үүнийг эсэргүүцэх мутаци нь өндөр давтамжтайгаар үүсдэг бөгөөд мутант дахь эсэргүүцлийн зэрэг нь маш өндөр байдаг бөгөөд энэ нь мэдрэмтгий омогыг мянга ба түүнээс дээш дахин давсан байдаг (Derevyagina et al., 1993). Системийн фунгицидээс мэдрэмтгий омог нас барсны дараа тэсвэртэй мутантуудын өсөлтийн хурд, түрэмгийлэл буурч байгаа ч тэсвэртэй популяцийн тоо хурдацтай нэмэгдэж, түүний түрэмгий байдал зэрэгцэн нэмэгдэж байна. Тиймээс фунгицид хэрэглэснээс хойш хэдэн жилийн дараа тэсвэртэй омгийн түрэмгий байдал нь эмзэг бүлгийн түрэмгийлэлтэй тэнцэх төдийгүй давж гарах боломжтой юм (Деревягина, Дьяков, 1992).
Бэлгийн рекомбинацид үзүүлэх нөлөө
P. infestans-ийн популяцид A2 хослолын төрөл байнга тохиолддог тул металлаксилыг хожуу хордлогын эсрэг эрчимтэй хэрэглэхтэй давхцаж байсан тул металаксил нь үржлийн төрлийг хөрвүүлдэг гэж үздэг. P. parasitica-д хлоронб ба металаксилын үйлчлэлээр ийм хөрвүүлэлтийг туршилтаар баталсан (Ko, 1994). Металаксилын агууламж багатай орчинд ганцхан гарц нь хосолсон хэлбэрийн A1 хэлбэртэй металлаксилд мэдрэмтгий P. infestans-ийн омогоос гомотал изолят үүсэхэд хүргэсэн (Савенкова ба Черепникова-Аникина, 2002). Металлаксилын агууламж өндөртэй хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр дамжин өнгөрөх үед А2 хосолсон төрлийн ганц ч тусгаарлагч олдсонгүй; Гэсэн хэдий ч ихэнх изолятууд Ооспорын оронд А2 тусгаарлагчидтай гатлахад мицелийн муухай хуримтлал үүсч, ариутгасан байв. Металаксилын өндөр концентрацтай медиа дээр А2 хосолсон төрөл бүхий тэсвэртэй омгийн дамжуулалт нь гурван хэлбэрийн өөрчлөлтийг илрүүлэх боломжийг бидэнд олгосон: 1) A1 ба A2 тусгаарлагчидтай огтлолцох үед бүрэн ариутгал; 2) гомоталлизм (дан соёлд ооспор үүсэх); 3) A2 хосолсон төрлийг A1 болгон хөрвүүлэх. Тиймээс металаксил нь P. infestans популяци дахь хослолын төрөлд өөрчлөлт оруулж, улмаар тэдгээрийн бэлгийн рекомбинацид хүргэж болзошгүй юм.
Ургамлын рекомбинацид үзүүлэх нөлөө
Антибиотикт тэсвэртэй болох зарим генүүд нь гипал гетерокариотизаци ба цөмийн диплоидизацийн давтамжийг нэмэгдүүлдэг (Поединок ба Дьяков, 1981). Өмнө дурьдсанчлан, P. infestans-ийн янз бүрийн омгийг нэгтгэх явцад гифа гетерокариотизаци хийх нь энэ мөөгөнцрийн ургамлын үл нийцэх үзэгдлийн улмаас маш ховор тохиолддог. Гэсэн хэдий ч зарим антибиотикт тэсвэртэй ген нь ургамлын үл нийцэх байдлыг арилгахад илэрхийлэгддэг гаж нөлөөтэй байдаг. Энэ өмч нь 1S-1 мутант стрептомицины эсэргүүцлийн гентэй байсан. Фитофторын хээрийн популяцид ийм мутантууд байгаа нь омог хоорондын генийн урсгалыг нэмэгдүүлж, нийт хүн амын шинэ сорт эсвэл фунгицидэд дасан зохицох явцыг хурдасгах болно.
Зарим фунгицид ба антибиотикууд нь митозын рекомбинацийн давтамжид нөлөөлж, улмаар популяциудын генотип давтамжийг өөрчилж чаддаг. Өргөн хэрэглэгддэг фунгицид беномил нь цитоскелетоны микротубулуудыг бүтээдэг уураг болох бета-тубулинтай холбогддог ба ингэснээр митозын анафаз дахь хромосомыг ялгах үйл явцыг тасалдуулж, митозын рекомбинация давтамжийг нэмэгдүүлдэг (Hastie, 1970).
Хайлаас дахь Голланд өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг фунгицид пара-фторофенилаланин нь ижил шинж чанартай байдаг. Пара-фторофенилаланин нь гетерозигот диплоид P. infestans дахь рекомбинацийн давтамжийг нэмэгдүүлсэн (Poedinok et al., 1982).
P. infestans-ийн амьдралын мөчлөг дэх популяцийн генотипийн найрлага дахь мөчлөгийн өөрчлөлт
Уур амьсгалын бүсэд P. infestans-ийн сонгодог хөгжлийн мөчлөг нь 4 үе шатаас бүрдэнэ.
1) Хүн амын экспоненциал өсөлтийн үе (богино хугацааны үе). Энэ үе шат нь ихэвчлэн 1,5-р сараас эхэлдэг ба 2-XNUMX сар үргэлжилдэг.
2) Нөлөөлөлд өртөөгүй эд эсийн эзлэх хувь огцом буурсан эсвэл цаг агаарын таагүй байдал эхэлснээс шалтгаалан хүн амын өсөлтийг зогсоох үе шат. Ургац хураахаас өмнө навч зайлуулах ажлыг эрт хийдэг фермүүдийн энэ үе шат нь жилийн мөчлөгөөс хасагдана.
3) Булцуунд өвөлждөг үе, булцууг санамсаргүйгээр халдварласны улмаас хүн амын тоо мэдэгдэхүйц буурч, халдвар нь удаан хөгжиж, булцуунд дахин халдвар орохгүй, өртсөн булцууг хэвийн хадгалалтын нөхцөлд устгадаг.
4) Хөрс, суулгац дээр удаан хөгжих үе (моноцикл фаз), үүнд үржих хугацаа нэг сар ба түүнээс дээш (XNUMX-р сарын сүүлч - XNUMX-р сарын эхээр) хүрч болно. Ихэнхдээ энэ үед өвчтэй навчийг тусгай ажиглалтаар ч илрүүлэхэд хэцүү байдаг.
Хүн амын экспоненциал өсөлтийн үе шат (полицикл үе)
Олон тооны ажиглалтууд (Пшедецкая, Козубова, 1969; Борисенок, 1969; Ош, 1969; Дьяков, Супрун, 1984; Рыбакова, Дьяков, 1990) эпифитотийн эхэн үед хоруу чанар багатай, ялимгүй түрэмгий клонууд давамгайлж, улмаар илүү хоруу чанар, түрэмгийлэлээр солигддог болохыг харуулсан. хүн амын түрэмгий байдлын өсөлтийн түвшин өндөр байх тусам хост ургамлын төрөл зүйл бага тэсвэртэй байдаг.
Хүн амын тоо өсөхийн хэрээр арилжааны сорт (R1-R4) ба сонгомол саармаг (R5-R11) -д нэвтрүүлсэн сонгомол чухал генүүдийн аль алиных нь концентраци нэмэгддэг. Тиймээс 1993 оны Москвагийн ойролцоох хүн амын дунд 8,2-р сарын сүүлээс 9,4-р сарын дунд үеийн хоруу чанар дунджаар 5-оос 31 болж, хамгийн их өсөлт нь сонгомол төвийг сахисан ген R86 (хоруу чанарын клоны 1996-ээс XNUMX% хүртэл) ажиглагдав (Смирнов, XNUMX) ).
Хүн амын өсөлтийн хурд буурч байгаа нь хүн амын паразит идэвхжил буурч байна. Тиймээс сэтгэл гутралын жилүүдэд нийт уралдааны тоо болон өндөр хоруу чанартай арьстнуудын эзлэх хувь хоёулаа epiphytotic уралдаанаас бага байдаг (Борисенок, 1969). Хэрэв эпифитотик цаг уурын оргил үед хожуу бүдгэрэхэд тааламжгүй болж, төмсний тархалт буурч байвал хоруу чанар ихтэй, түрэмгий клоны концентраци мөн буурдаг (Рыбакова нар, 1987).
Хүн амын хоруу чанар, түрэмгий байдалд нөлөөлж буй генүүдийн давтамж нэмэгдсэн нь холимог популяцид илүү хоруу чанартай, түрэмгий клон сонгогдсонтой холбоотой байж болох юм. Сонголтыг харуулахын тулд төвийг сахисан мутацид дүн шинжилгээ хийх аргыг боловсруулсан бөгөөд энэ нь мөөгөнцрийн химостат популяцид амжилттай ашиглагдаж байсан (Адамс ба бусад, 1985) ба Фусариум граммейнарум (Wiebe нар., 1995).
P. infestans-ийн талбайн популяци дахь бластикидин S-д тэсвэртэй мутантуудын давтамж нь хүн амын түрэмгий байдлын өсөлттэй зэрэгцэн буурсан нь хүн амын өсөлтийн явцад давамгайлсан клонууд өөрчлөгдсөнийг харуулж байна (Рыбакова нар, 1987).
Булцуунд өвөлждөг үе шат
Төмсний булцуунд өвөлжих үеэр P. infestans омгийн хоруу чанар, түрэмгий байдал буурч, хоруу чанар буурах нь түрэмгий байдлаас удаан явагддаг (Рыбакова, Дьяков, 1990). Хүн амын тоо хурдацтай өсөх нөхцлийг бүрдүүлэх нөхцөлд (r-сонголт) "хоруу чанар" -ны нэмэлт генүүд, өндөр түрэмгий байдал нь ашигтай байдаг тул эпифитотикийг хөгжүүлэх нь хамгийн хоруу чанартай, түрэмгий клонуудыг сонгох замаар дагалддаг. Хүрээлэн буй орчны ханалтын нөхцөлд нөхөн үржихүйн хурд биш, харин таагүй нөхцөлд оршин тогтнох нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг (K-сонголт) нь хоруу чанар ба түрэмгий байдлын "нэмэлт" генүүд бие бялдрын чийрэгжилтийг бууруулж, эдгээр генүүдтэй клонууд хамгийн түрүүнд устаж үгүй болох тул дундаж түрэмгийлэл, хүн амын хоруу чанар буурч байна.
Хөрсний ургамлын үе
Энэ үе шат нь амьдралын мөчлөгийн хамгийн нууцлаг үе юм (Андривон, 1995). Түүний оршин тогтнолыг удаан хугацааны туршид (заримдаа нэг сараас илүү хугацаанд) эмгэг төрүүлэгчдэд тохиолддог зүйлийн талаархи мэдээлэл хомс байсан тул төмсний суулгац үүсэхээс эхлээд өвчний анхны цэгүүд гарч ирэх хүртэл цэвэр таамаглал дэвшүүлсэн болно. Ажиглалт, туршилтын үндсэн дээр амьдралын энэ үеийн мөөгөнцрийн зан үйлийг сэргээн байгуулав (Хирст ба Стедман, 1960; Богуславская, Филиппов, 1976).
Мөөгөнцрийн спор нь хөрсөн дэх халдвартай булцуунд үүсч болно. Үүссэн спорууд нь гифээр ургадаг бөгөөд энэ нь хөрсөнд удаан хугацаанд ургамал ургадаг. Анхдагч (булцуунд үүссэн) ба хоёрдогч (хөрсөн дэх мицелид) спорууд нь хөрсний гадаргуу дээр хялгасан судсаар ургадаг боловч доод навчнууд нь бууж хөрсний гадаргуутай харьцсаны дараа төмс халдварлах чадварыг олж авдаг. Ийм навчнууд (тухайлбал, өвчний анхны цэгүүд нь тэдгээрт илэрдэг) нэн даруй үүсдэггүй, гэхдээ төмсний оройн урт хугацааны өсөлт, хөгжлийн дараа.
Тиймээс сапротрофийн ургамлын үе шат нь P. infestans-ийн амьдралын мөчлөгт бас оршин тогтнох боломжтой юм. Хэрэв амьдралын мөчлөгийн паразит үе шатанд түрэмгий байдал нь фитнесийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бол сапротроф фазын сонголт нь зарим фитопатоген мөөгөнцрийн туршилтаар харуулснаар паразит шинж чанарыг бууруулахад чиглэгддэг (Карсон, 1993-ийг үзнэ үү). Тиймээс мөчлөгийн энэ үе шатанд түрэмгий шинж чанарыг хамгийн эрчимтэй алдах хэрэгтэй. Гэхдээ одоог хүртэл дээрх таамаглалуудыг батлах шууд туршилт хийгдээгүй байна.
Улирлын өөрчлөлт нь зөвхөн P. infestans-ийн эмгэг төрүүлэгч шинж чанаруудад төдийгүй полицикл фазад (эпифитотийн үед) ургадаг фунгицидийн эсэргүүцэлд нөлөөлж, өвлийн улиралд хадгалагдах үед буурдаг (Derevyagina et al., 1991; Kadish and Cohen, 1992). Нөлөөлөлд өртсөн булцууг тариалах, тариалангийн талбайд өвчний анхны толбо үүсэх хооронд металаксилийн эсэргүүцэл маш хүчтэй буурсан байна.
Өвөрмөц төрөлжсөн мэргэшил ба түүний хувьсал
P. infestans нь арилжааны хувьд чухал ач холбогдолтой төмс, улаан лоолийн хоёр таримал өвчний тархалтыг үүсгэдэг. Мөөгөнцөр шинэ газруудад орж ирсний дараахан төмсний эпифитотиз эхэлсэн. Улаан лоолийн ялагдал нь төмс дээр халдвар авсны дараа удалгүй тэмдэглэгдсэн байсан боловч улаан лоолийн эпифитотитыг зуун жилийн дараа XNUMX-р зууны дундуур тэмдэглэжээ. Халлегли, Нидерхаузер нар АНУ дахь улаан лоолийн ялагдлын талаар бичсэн зүйлийг энд оруулав
(1962): “100 оны хүнд хэлбэрийн эпифитотот өвчнөөс хойш 1845 орчим жилийн турш улаан лоолийн тэсвэртэй сорт авахыг цөөхөн буюу бараг оролдсонгүй. Хожуу хортон шавьжийг анх 1848 оны эхээр улаан лооль дээр тэмдэглэж авсан боловч энэ өвчин 1946 онд хүчтэй дэгдэх хүртэл энэ ургамал дээр үржүүлэгчдийн анхаарлын төвд ороогүй байна. ОХУ-ын нутаг дэвсгэр дээр улаан лоолийн хожуу хорт хавдар 60-р зуунд бүртгэгдсэн байв. “Энэ өвчин эдийн засгийн хувьд ихээхэн хохирол учруулаагүй тул судлаачид удаан хугацааны туршид анхаарал хандуулаагүй болно. Гэхдээ 70-1979-аад оны үед. Улаан лоолийн хожуу хортон ялгарах ХХ зууны эпифитотици нь Зөвлөлт Холбоот Улсад голчлон Доод Волга, Украин, Хойд Кавказ, Молдавт ажиглагдаж байна ... ”(Балашова, XNUMX).
Тэр цагаас хойш улаан лоолийн хорт хавдар нь жил бүр уламжлалт болж, үйлдвэрлэлийн болон гэрийн тариалангийн бүх нутаг дэвсгэрт тархаж, энэ ургацад эдийн засгийн асар их хохирол учруулж байна. Юу болсон бэ? Төмс дээр паразит анх удаа гарч, энэ ургацын эпифитотик гэмтэл яагаад нэгэн зэрэг тохиолдсон бэ, яагаад улаан лооль дээр эпифитотик гарч ирэхэд зуун жил болсон бэ? Эдгээр ялгаа нь Өмнөд Америкийн халдварын эх үүсвэр гэхээсээ илүү мексик хүнийг дэмжиж байгаа юм. Хэрэв Phytophthora infestans зүйл нь Solanum-ийн Мексикийн булцуу агуулсан зүйлийн шимэгч болж үүссэн бол Мексикийн төрөл зүйлийн нэг хэсэгт хамаарах таримал төмс яагаад маш хүчтэй өртсөн нь ойлгомжтой боловч өвөрмөц, өвөрмөц бус эсэргүүцлийн механизм боловсруулаагүй паразиттай коеволюци байхгүй байв.
Улаан лооль нь төрөл зүйлийн өөр хэсэгт багтдаг бөгөөд түүний солилцооны хэлбэр нь булцуут зүйлүүдээс ихээхэн ялгаатай байдаг тул улаан лооль нь P. infestans-ийн хүнсний мэргэжлээс гадуур биш боловч эдийн засгийн ноцтой алдагдалд ялагдлын эрч хүч хангалтгүй байсан.
Улаан лооль дээр эпифитотит үүссэн нь паразит дахь генетикийн ноцтой өөрчлөлтүүдтэй холбоотой бөгөөд энэ нь паразитизмын үед чийрэгжүүлэлт (эмгэг төрүүлэгч чанар) нэмэгдсэн юм. Улаан лоолийг шимэгчжүүлэх чиглэлээр мэргэшсэн шинэ хэлбэр нь төмсөөр тархсан Т1 уралдаанд тэсвэртэй интоорын улаан лоолийн (Улаан интоор, Оттава) сортод нөлөөлдөг Т0 уралдаан гэж бид үзэж байна (Галлегли, 1952). T0 уралдааныг T1 уралдаан болгож, улаан лоолийг ялагдахад маш сайн зохицсон клонууд гарч ирсэн мутаци (эсвэл цуврал мутаци) бололтой. Ихэнх тохиолдолд нэг хостын эмгэг төрөгчийн өсөлт нь нөгөө рүүгээ буурч, өөрөөр хэлбэл төрөл бүрийн анхны, хараахан бүрэн болоогүй төрөлжсөн мэргэшсэн байдал үүссэн - төмс (уралдаан T0) ба улаан лооль (уралдаан T1).
Энэ таамаглалыг нотлох баримт юу вэ?
- Төмс, улаан лооль дээр тохиолддог. Улаан лоолийн навч дээр T1 уралдаан зонхилдог бол төмсний навч дээр ховор тохиолддог. С.Ф.Багирова, Т.А. 1991-1992 онд Москва мужид Орешонкова (хэвлэгдээгүй), төмсний тариалалтад T1 уралдаан тохиолдох нь 0%, улаан лоолийн тариалалтад 100%; 1993-1995 онд - тус тус 33% ба 90%; 2001 онд - 0% ба 67%. Үүнтэй ижил төстэй мэдээллийг Израильд авсан болно (Коэн, 2002). Т1 уралдааны изолят, Т0 ба Т1 тусгаарлагчийн холимог бүхий төмсний булцууг халдварлах туршилтаар Т1 уралдааны тусгаарлагчид булцуунд муу хадгалагдаж, Т0 уралдааны тусгаарлагчаар солигддог болохыг харуулсан (Dyakov et al., 1975; Рыбакова, 1988).
2) Улаан лоолийн тариалан дахь T1 уралдааны динамик. Улаан лоолийн навчны анхдагч халдварыг навч дээр үүссэн анхны толбо дахь халдварын шинжилгээнд давамгайлдаг T0 уралдааны тусгаарлагч бодисоор гүйцэтгэдэг. Энэ нь паразит шилжих хөдөлгөөний нийтээр хүлээн зөвшөөрсөн схемийг баталж байна: Төмсөөс халдвар авах гол массыг T0 уралдаанаар хийдэг боловч улаан лооль дээр төмсөнд хадгалагдсан цөөн тооны T1 клоныг T0 уралдааныг нүүлгэж, эпифитотик үеийн төгсгөлд хуримтлуулдаг. Т1 төмрийн булцуу, навчны навч шиг хүчтэй биш боловч тогтмол байдаг улаан лоолийн навчны халдвар авах өөр эх үүсвэр байж болох юм. Тиймээс энэ эх үүсвэр нь улаан лоолийг халдварладаг популяцийн генетикийн бүтцэд сул нөлөө үзүүлдэг боловч дараа нь Т1 уралдааны хуримтлалыг тодорхойлдог (Рыбакова, 1988; Дьяков ба бусад, 1994).
3) Төмс, улаан лоолийн түрэмгий байдал. Улаан лооль, төмсний навчийг T0 ба T1 арьстнуудын тусгаарлалтаар зохиомлоор халдварласан нь эхнийх нь улаан лоолийнхээс төмсний хувьд илүү түрэмгий, харин сүүлчийнх нь төмснийхөөс илүү улаан лоолийнх болохыг илтгэжээ. Эдгээр ялгаа нь "өөрийн" биш үүлдрийн холимог популяциас тусгаарлагдсан тусгаарлагчид хүлэмжийн навчны навчны хэсэг (Dyakov et al., 1975) болон хээрийн талбайнууд дахь нүүлгэн шилжүүлэлтээс илэрдэг (Leberton et al., 1999); халдварын хамгийн бага ачаалал, хожимдох хугацаа, халдварт толбо ба спорын ялгааны хэмжээ (Рыбакова, 1988; Дьяков ба бусад, 1994; Легард ба бусад, 1995; Форбс ба бусад, 1997; Оярзун нар, 1998; Лебертон нар. al., 1999; Vega-Sanchez et al., 2000; Knapova, Gisi, 2002; Sussuna et al., 2004).
Т1 уралдааны тусгаарлагчдын эсэргүүцлийн ген дутагдалтай улаан лоолийн таримал ургамалд түрэмгий чанар нь маш өндөр тул эдгээр тусгаарлагчид халдвартай эд эсийг үхжилгүй шим тэжээлийн орчинтой адил навчны спорыг үүсгэдэг (Dyakov et al., 1975; Vega-Sanchez et al., 2000).
4) Төмс, улаан лоолийн хоруу чанар. T1 уралдаан нь интоорын улаан лоолийн сортуудад Ph1 эсэргүүцлийн гентэй нөлөөлдөг бол T0 уралдаан нь эдгээр сортуудыг халдварлах чадваргүй, өөрөөр хэлбэл. илүү хоруу чанартай байдаг. Ялгагчтай холбоотой
Төмсний R генүүд урвуу хамааралтай, өөрөөр хэлбэл улаан лоолийн навчнаас тусгаарлагдсан омог нь "төмсний" омгийг бодвол хоруу чанар багатай байдаг (Хүснэгт 11).
5) Төвийг сахисан маркерууд. Төмс, улаан лоолийг шимэгчээр амьдардаг P. infestans-ийн популяци дахь төвийг сахисан маркерын шинжилгээ нь олон чиглэлт доторх өвөрмөц сонголтыг гэрчилдэг. Бразилийн P. infestans популяцид улаан лоолийн навчны тусгаарлагчид US-1 клонийн шугамд, төмсний навчнаас авсан хэсэг BR-1 эгнээнд багтдаг байв (Suassuna нар, 2004). Флорида (АНУ) -д 1994 оноос хойш US-90 клон төмсөөр давамгайлж эхэлсэн (8% -иас дээш), улаан лоолийн US-11, US-17-ийг клончлох болсон ба сүүлчийн тусгаарлагчид төмснийхөөс илүү улаан лоолийн хувьд илүү түрэмгий байдаг (Weingartner) , Tombolato, 2004). Төмс, улаан лоолийн тусгаарлагчид дахь генотипийн давтамж (ДНХ-ийн хурууны хээ) дэх мэдэгдэхүйц ялгаатай байдлыг АНУ-д 1200-1989 онд цуглуулсан P. P. infestans омгуудад тогтоосон (Deahl et al., 1995).
AFLP аргыг ашигласнаар 74-1996 онд төмс, улаан лоолийн навчнаас цуглуулсан 1997 омгийг салгах боломжтой болсон. Франц, Швейцарьт 7 бүлэгт. Төмс, улаан лоолийн омог нь тодорхой зөрөөгүй боловч "төмсний" омог нь "улаан лооль" -той харьцуулахад генетикийн хувьд илүү олон янз байв. Эхнийх нь бүх долоон кластераас олдсон бөгөөд сүүлчийнх нь зөвхөн дөрөвт нь олдсон нь сүүлчийн геномын илүү мэргэшсэн болохыг харуулж байна (Кнапова ба Гиси, 2002).
6) Тусгаарлах механизм. Хэрэв хоёр хост ургамлын төрөл зүйлийн паразитын популяци мэргэшлийг нарийсгах замаар "өөрийн" эзэн рүү шилжиж байвал популяци хоорондын генетик солилцооноос урьдчилан сэргийлэх янз бүрийн өмнөх ба дараахь механизмууд үүсдэг (Dyakov and Lekomtseva, 1984).
Эцэг эхийн омгийн эх үүсвэрийн эрлийзжүүлэлтийн үр ашигт үзүүлэх нөлөөг хэд хэдэн судалгаагаар судалж үзсэн. Соланум овгийн янз бүрийн зүйлээс тусгаарлагдсан омгийг Эквадорт гатлахад (Олива нар, 2002) зэрлэг шөнийн зүүднээс (EC-2 clonal шугам) хамгийн муу талыг улаан лоолийн омогоор гаталж байсан нь тогтоогджээ (EC шугам). -2), төмсний омог (EC-3) -тай хамгийн үр дүнтэй гаталж болно.
Бүх эрлийз нь эмгэг төрүүлэгч бус болохыг тогтоожээ. Зохиогчид эрлийзжилтийн бага хувь, эрлийз дэх эмгэг төрүүлэгч чанар буурч байгаа нь популяцийг нөхөн үржихүйн тусгаарлалтын постмеиотик механизмтай холбоотой гэж зохиогчид үзэж байна.
Багирова ба бусад хүмүүсийн (1998) туршилтаар олон тооны төмс, улаан лоолийн омгийг T0 ба T1 уралдааны шинж чанаруудтай огтлолцсон. Улаан лоолээс тусгаарлагдсан T1xT1 омгийн хамгийн өндөр үржил шимтэй хөндлөн огтлолууд (микроскопын талбайн 36 ооспор, ооспор соёололтын 44%), хамгийн бага үр дүнтэй нь янз бүрийн хостуудаас тусгаарлагдсан T0xT1 арьстнуудын хөндлөн огтлолцол (цөөн тооны хөгжиж буй болон соёолсон ооспорууд, үр хөндөлт, дутуу хөгжсөн ооспоруудын өндөр хувь) ... Төмсөөс тусгаарлагдсан T0 уралдааны тусгаарлагчдын хоорондох хөндлөн огтлолын үр ашиг нь дунд зэрэг байв. T0 уралдааны омгийн гол хэсэг нь төмсөд нөлөөлдөг тул төмсний булцууг өвөлжүүлэх найдвартай эх үүсвэртэй байдаг тул төмсөөр популяцид халдвар дамжих хэсгийг өвөлжүүлэхэд ооспорын ач холбогдол бага байдаг. Дасан зохицсон "улаан лоолийн хэлбэр" нь улаан лооль дээр ооспор хэлбэрээр өвөлжих чадвартай байдаг (доороос харна уу), тиймээс бэлгийн үйл явцын бүтээмж өндөртэй байдаг. Өндөр үржил шимтэй тул T1 нь улаан лоолийн анхдагч халдварын бие даасан боломжийг олж авдаг. Knapova et al. (Knapova et al., 2002) -ийн олж авсан үр дүнг ижил аргаар тайлбарлаж болно. Улаан лоолийн омог бүхий төмсөөс тусгаарласан омгийн огтлолцол нь хамгийн их ооспор үүсгэдэг - нэг кв.м-д 13,8. дунд (5-19 тархалттай) ба ооспорын соёололтын завсрын хувь (6,3-0 тархалттай 24). Улаан лоолийг ялгаж авсан омгийн огтлолцол нь хамгийн бага хувийг эзэлж (7,6 тархалттай 4), тэдний соёололт хамгийн өндөр хувьтай (12). Төмсөөс тусгаарласан омгийн хоорондох хөндлөн огтлолууд нь завсрын тоог (өгөгдлийн өндөр тархалттай 10,8 - 8,6-0), ооспоруудын соёололт хамгийн бага хувийг (30) өгсөн. Тиймээс төмсний омог нь улаан лоолийнхээс бага үржил шимтэй байдаг боловч популяци хоорондын хөндлөн огтлол нь доторх популяциас илүү муу үр дүн өгдөггүй. Багирова нарын дээрх өгөгдөлтэй зөрүүтэй байж магадгүй юм. Оросын судлаачид ХХ зууны 2,7-ээд оны эхээр тусгаарлагдсан омогтой, Швейцарийн судлаачид 90-ээд оны сүүлээр тусгаарлагдсан омогтой ажиллаж байсантай холбоотой гэж тайлбарлав.
Бага үржил шимтэй байх үндэс нь омгийн гетероплоид байж болно. Хэрэв бэлгийн үйл явц ба ооспорын үр удам дамжсан анхдагч халдвар тогтмол явагддаг Мексикийн популяциудад П.Инфестаны судлагдсан омгийн ихэнх нь диплоид байдаг бол Хуучин дэлхийн улс орнуудад плоидигийн интрапопуляцийн полиморфизм ажиглагдаж байна (ди-, три- ба тетраплоид омог, түүнчлэн гетероплоид цөмтэй гетерокариотик омог) , янз бүрийн хэлбэртэй байдаг. харилцан үржил шимтэй, цөмийн плоидоор ялгаатай (Терриен нар, 1989, 1990; Уиттейкер ба бусад, 1992; Рич, Даггетт, 1995). Антеридия ба оогония дахь цөмүүдийн олон янз байдал нь бага үржил шимтэй болох шалтгаан болдог.
Анастомозын үед гифийн хоорондох цөмийн солилцооны хувьд ургамлын тохиромжгүй байдлаас урьдчилан сэргийлж, бэлгийн бус популяцийг генетикийн хувьд тусгаарлагдсан олон клонд хуваадаг (Поединок ба Дьяков, 1987; Горбунова нар, 1989; Аникина нар, 1997б).
7) Хүн амын нийлэлт. Дээрх өгөгдлүүд нь "төмс" ба "улаан лоолийн" P. infestans омгийг хооронд нь эрлийзжүүлэх боломжтойг харуулж байна. Түрэмгийллийг бууруулсан ч гэсэн өөр өөр хостуудад дахин халдвар авах боломжтой.
1993 онд зэргэлдээ төмс, улаан лоолийн тариалангийн талбайгаас тусгаарлагдсан хүн амын тэмдэглэгээг судалж үзэхэд улаан лоолийн навчнаас тусгаарлагдсан тусгаарлагчдын дөрөвний нэг орчим нь хөрш төмсний тариалангийн талбайгаас шилжсэн болохыг тогтоожээ (Долгова нар, 1997). Онолын хувьд, хоёр хост дахь популяцийн ялгаа нэмэгдэж, төрөлжсөн доторх хэлбэрүүд (fsp. Төмс, f.sp. улаан лооль) гарч ирнэ гэж үзэж болох юм, ялангуяа oospores нь ургамлын хог хаягдалд хадгалагдаж үлддэг тул (Дрент ба бусад, 1995 ; Багирова, Дьяков, 1998) болон улаан лоолийн үр (Рубин нар, 2001). Тиймээс улаан лооль нь төмсний булцуугаас хамааралгүй хаврын нөхөн сэргээх эх үүсвэртэй байдаг.
Гэсэн хэдий ч бүх зүйл өөрөөр тохиолдсон. Ооспороор өвөлжсөн нь шимэгч хорхойг амьдралын мөчлөгийн хамгийн нарийн үе шат болохоос урьдчилан сэргийлэх боломжийг олгосон бөгөөд хөрсөн дэх ургамлын моноцикл үе шат болох бөгөөд энэ үед паразит шинж чанар буурч, зуны улиралд полицикл үе шатанд аажмаар сэргээгддэг.
Хүснэгт 11. P. infestans-ийн омгуудад төмсний дифференциал сортын вирусын генийн давтамж
Улс | Год | Омог дахь вирусын генийн дундаж тоо | зохиогч | |
төмсээс | улаан лоолийн | |||
Франц | 1995 | 4.4 | 3.3 | Лебертон нар, 1999 |
1996 | 4.8 | 3.6 | Лебертон, Андривон, 1998 он | |
Франц, Швейцарь | 1996-97 | 6.8 | 2.9 | Кнапова, Гиси, 2002 он |
АНУ-ын | 1989-94 | 5 | 4.8 | Гудвин нар, 1995 |
АНУ, Зап. Вашингтон DC | 1996 | 4.6 | 5 | Dorrance et al., 1999 |
1997 | 6.3 | 3.5 | " | |
Эквадор | 1993-95 | 7.1 | 1.3 | Оярзун нар, 1998 |
Израиль | 1998 | 7 | 4.8 | Cohen, 2002 |
1999 | 6 | 5.7 | " | |
2000 | 6.7 | 6.1 | " | |
Орос, Москв. бүс нутаг | 1993 | 8.9 | 6.7 | Смирнов, 1996 он |
Орос, өөр өөр бүс нутаг | 1995 | 9.4 | 8 | Козловская болон бусад. |
1997 | 9.2 | 9.2 | " | |
2000 | 8.7 | 4.8 | " |
Ооспор ургадаг анхдагч зооспорангиа ба зооспорууд нь шимэгчийн идэвхжил өндөртэй байдаг, ялангуяа ооспорууд эсрэг тэсрэг төрлийн омгийн феромонуудын нөлөөгөөр партеногенетик байдлаар үүссэн бол. Тиймээс ооспороор халдварласан үрээс ургуулсан улаан лоолийн суулгац дээрх халдвартай бодис нь улаан лооль, төмсний аль алинд нь маш их эмгэг үүсгэдэг.
Эдгээр өөрчлөлтүүд нь тархвар судлалын үүднээс дараахь чухал өөрчлөлтүүдэд илэрхийлэгдсэн хүн амын бүтцийн өөрчлөлтөд хүргэсэн.
- Халдвартай улаан лоолийн суулгац төмсний анхдагч халдварын чухал эх үүсвэр болжээ (Филиппов, Иванюк, хувийн мессеж).
- Төмсний эпифитотийг зургадугаар сараас эхлэн ердийн үеэс нэг сарын өмнө ажиглаж эхэлсэн.
- Төмсний тариалалтад Т1 уралдааны эзлэх хувь өссөн нь урьд өмнө нь мэдэгдэхүйц бага хэмжээгээр олджээ (Уланова нар, 2003).
- Улаан лоолийн навчаас тусгаарлагдсан омог нь төмсний омгоос вирусын генийн төмсний ялгавартай шинж чанараараа ялгагдахаа больсон бөгөөд зөвхөн улаан лоолийн төдийгүй төмсний түрэмгий чанараараа "төмсний" омгийг давж эхэлсэн (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al.). , 2003).
Тиймээс, ялгаварлан гадуурхахын оронд популяциудын нэгдмэл байдал, хо hostр төрөл зүйлийн өндөр хоруу чанар, түрэмгий шинж чанар бүхий хоёр хост ургамал дээр нэг популяци үүссэн байв.
дүгнэлт
Тиймээс, 150 гаруй жилийн туршид P. infestans-ийг эрчимтэй судалж байгаа хэдий ч биологийн чиглэлээр, түүний дотор таримал гуу жалгын ургамлын хамгийн чухал өвчний үүсгэгч бодисын популяцийн биологийг судалж үзэхэд үл мэдэгдэх хэвээр байна. Амьдралын мөчлөгийн үе шатууд нь популяцийн бүтцэд хэрхэн нөлөөлж байгаа, түрэмгийлэл ба хоруу чанарын суваг хэлбэрийн генетикийн механизмууд, байгалийн популяци дахь нөхөн үржихүйн ба клон үржүүлэх тогтолцооны харьцаа, ургамлын үл нийцэл хэрхэн удамшдаг, эдгээр тариалангийн анхдагч халдвар болон төмс, улаан лоолийн үүрэг ямар байдаг нь тодорхойгүй байна. шимэгчийн популяцийн бүтцэд үзүүлэх нөлөө нь юу вэ. Өнөөг хүртэл паразитын түрэмгий чанарыг өөрчлөх генетикийн механизм эсвэл төмсний өвөрмөц бус эсэргүүцлийг элэгдүүлэх зэрэг практик чухал асуудлууд шийдэгдээгүй байна. Төмсний хожуу хортон шавьжийн талаархи судалгаа гүнзгийрч, өргөжиж байгаатай холбогдуулан шимэгч нь судлаачдад шинэ бэрхшээл тулгарч байна. Гэсэн хэдий ч туршилтын чадварыг дээшлүүлж, ген, уурагтай харьцах шинэ арга зүйн хандлага гарч ирсэн нь тавьсан асуултуудыг амжилттай шийдэж чадна гэж найдаж байна.
Нийтлэлийг "Төмсний хамгаалалт" сэтгүүлд нийтлэв (3 оны No2017)