Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Potato late blight, caused by the oomycete Phytophthora infestans, is the most devastating crop disease in potato crop globally and annually cost growers 5 billion USD in losses and control measures. Large quantities of fungicides are used for the control of potato late blight in order to avoid yield loss and to limit the risk of tuber blight. New fungicides have a better ability to achieve a good level of control at lower doses compared to older fungi- cides. A field trial was conducted to investigate if it is possible to lower the dose while maintaining both yield level and a good protection against tuber blight. In the trial, the control of potato late blight using full recommended dose of fungicide was compared to half recommended dose. Generally crop protection salesmen and farmers advice against using half the recommended fungicide dose for the control of potato late blight. It is al- leged that this practice results in a selection of phenotypes of P. infestans which are more aggressive and have a higher fungicide tolerance. To examine if these claims are valid, isolates of P. infestans were collected from plots treated with full dose of fungicide (K2), half dos fungicide (K1) and untreated plots (K0). The collected isolates were tested for aggressiveness by measuring latency period, lesion growth and spore production. In addi- tion, test for mycelial growth on agar amended with three levels fungicide were performed. Tests were carried out with all three fungicide used in the field trial; Infinito, Ranman Top and Revus Top. Microsatellites were used as markers to detect genotypic differentiation between the three sets of samples.
Results from the aggressiveness tests showed that no significant differences in aggres- siveness could be found between the isolates from K2 and the isolates from K1. Only iso- lates from K0 were significantly less aggressive. The mycelial growth on fungicide amended agar was significantly higher for isolates from K2 in all tests except one dose level, in one fungicide. The differences in mycelia growth among isolates from K0 and K1 varied. The infection of P. infestans in the field trial was low and no differences in yield or occurrence of tuber blight were found. No genotypic differentiation was detected despite the significant differences in aggressiveness between samples collected from the different treatments. This indicates that the observed differences in phenotype are due to changes in the gene expression rather than in the population structure.
Collectively the results show that usage of half the recommended dose of fungicide did not increase aggressiveness, reduce yield, increase fungicide tolerance or occurrence of tuber blight in the field trial. Full dose however increased phenotypic fungicide tolerance.

Globalt sett är potatisbladmögel den mest förödande sjukdomen inom potatisodling och medför årligen kostnader på omkring 5 miljarder US dollar i utebliven produktion och kontrollåtgärder. Bladmögel orsakas av oomyceten Phytophthora infestans. Stora mängder fungicider används för att bekämpa potatisbladmögel för att undvika skördebortfall och minska risken för brunröta. Till skillnad från äldre preparat, uppnår moderna bladmögel- fungicider redan vid låga doser en bekämpningseffekt som är jämförbar med den vid full rekommenderad dos. För att belysa möjligheten att minska dosen samtidigt som samma skördenivå och låga förekomst av brunröta bibehålls genomförde Lyckeby Starch ett fält- försök 2015. I fältförsöket bekämpades bladmögel med full respektive halv rekommende- rad fungiciddos. Växtskyddsförsäljare avråder ofta från bekämpning med reducerade fung- iciddoser. Detta för att reducerade doser påstås selektera fram aggressivare och mer fungi- cidtolerant bladmögel. För att undersöka om dessa påståenden stämmer samlades isolat av
P. infestans in från parceller behandlade med full dos (K2), halv dos (K1) och parceller som var obehandlade (K0). De insamlade isolaten undersöktes på laboratorium för aggres- sivitet genom att mäta latenstid, lesionstillväxt och sporproduktion. Dessutom mättes isola- tens myceltillväxt på agar där tre olika nivåer av fungicid hade tillsatts. Alla tre fungici- derna som ingick i bekämpningsprogrammet i fältförsöket; Infinito, Ranman Top och Re- vus Top, undersöktes. Genotyp bestämdes med mikrosatelliter för att utreda om popula- tionsstrukturen skiljde mellan de olika leden.
Aggressivitetstesterna visade att det inte fanns några skillnader i aggressivitet mellan isolat från K2 respektive K1. Endast isolat från K0 hade signifikant lägre aggressivitet. Myceltillväxten på agar där fungicid hade tillsatts var signifikant högre för K2 i alla led förutom en dosnivå för ett preparat. Skillnaderna i tillväxt mellan K1 och K0 varierade. I fältförsöket var skillnaderna i bladmögelangrepp små och inga skillnader i skörd eller i förekomst av brunröta uppmättes. Ingen genetisk populationsdifferentiering detekterades, trots signifikanta skillnader i aggressivitet mellan isolaten som samlats in från de olika behandlingarna. Detta tyder på att skillnaderna i fenotyp beror på en förändring i genut- trycket snarare än förändring i populationsstruktur.
Sammantaget visar resultaten att halverade doser, inte ger aggressivare bladmögel, lägre skörd, högre fungicidtolerans och större förekomst av brunröta i fältförsöket. Däremot selekterade full dos fram fenotyper med högre fungicidtolerans.