Testování populací vybraných houbových patogenů obilnin na rezistenci k fungicidním látkám

Bc. Martina Čapková

Master's thesis

Testing of populations of selected fungal pathogens of cereals for resistance to fungicides

Abstract:

V současné době je zásadní zajistit účinnou ochranu pěstovaných obilnin před houbovými patogeny, které představují jedny z hlavních faktorů omezujících výnosy a kvalitu sklizně obilnin po celém světě. Ekonomický dopad ztrát způsobených výskytem rezistentních populací patogenů k fungicidním látkám je významný, a proto je nezbytné hledat efektivní strategie ochrany před tvorbou a výskytem rezistentních populací. V rámci této studie byla provedena analýza citlivosti houbových patogenů k různým fungicidním látkám. Výsledky ukázaly variabilitu v účinnosti fungicidních látek vůči patogenům a naznačují potřebu přehodnotit používání některých látek v ochraně plodin. Byla testována účinnost celkem pěti fungicidních účinných látek (fluxapyroxad, azoxystrobin, fenpikoxamid, prothiokonazol, mefentriflukonazol) v různých koncentracích na celkem 236 izolátech patogenů Monographella nivalis, Oculimacula yallundae, Zymoseptoria tritici a Ramularia collo-cygni. Hypotéza této práce, založená na předpokladu existence variace v citlivosti patogenů k fungicidům, byla potvrzena. Cílem bylo zjistit úroveň citlivosti jednotlivých izolátů vybraných houbových patogenů obilnin k běžně používaným fungicidním látkám. Fungicidní látkou s nejvyšším podílem jedinců vykazujících nižší citlivost (EC50 > 0,5 µg/ml) byl azoxystrobin. Přičemž hodnotou EC50 je myšlena efektivní koncentrace fungicidní látky inhibující růst mycelia z 50 %. Většina izolátů Monographella nivalis (94,83 %) projevovala rezistenci vůči azoxystrobinu, zatímco nevykazovala rezistenci vůči prothiokonazolu a pouze 6,78 % izolátů bylo rezistentních k fenpikoxamidu. Izoláty patogenu Oculimacula yallundae nevykazovaly rezistenci ani vůči prothiokonazolu, ani vůči fluxapyroxadu. Patogen Zymoseptoria tritici projevoval nejvyšší míru variability v rezistenci vůči fungicidním látkám, kdy izoláty nevykazovaly žádnou rezistenci vůči fenpikoxamidu, zatímco 85,51 % izolátů projevovalo rezistenci vůči azoxystrobinu. Patogen Ramularia collo-cygni vykazoval nejvyšší míru rezistence vůči všem testovaným fungicidním účinným látkám. Celkově lze říci, že studie poskytuje důležité poznatky pro optimalizaci strategií ochrany obilnin a snížení rizika vzniku rezistence houbových patogenů k fungicidním látkám. Je však nutné stále monitorovat výskyt rezistentních izolátů v populacích patogenů a zkoumat nové metody ochrany a adaptovat je na měnící se podmínky v zemědělství.

Abstract:

Today, it is essential to ensure effective protection of cultivated cereal crops against fungal pathogens, which are one of the main factors limiting the yield and quality of cereal crops worldwide. The economic impact of losses caused by the emergence of resistant pathogen populations to fungicides is significant and it is therefore essential to seek effective strategies to protect against the establishment and emergence of resistant populations. In this study, the susceptibility analysis of fungal pathogens to different fungicidal agents was carried out. The results showed variability in the efficacy of fungicidal agents against the pathogens and suggest the need to reconsider the use of certain agents in crop protection. The efficacy of a total of five fungicidal active ingredients (fluxapyroxad, azoxystrobin, fenpicoxamid, prothioconazole, mefentrifluconazole) was tested at different concentrations on a total of 236 isolates of the pathogens Monographella nivalis, Oculimacula yallundae, Zymoseptoria tritici and Ramularia collo-cygni. The hypothesis of this work, based on the assumption of the existence of variation in the susceptibility of pathogens to fungicides, was confirmed. The aim was to determine the level of susceptibility of the selected fungal pathogen isolates of cereal crops to commonly used fungicidal agents. The fungicide with the highest proportion of individuals showing lower susceptibility (EC50 > 0.5 µg/ml) was azoxystrobin. The EC50 value refers to the effective concentration of the fungicidal agent inhibiting mycelial growth by 50%. Most of the Monographella nivalis isolates (94.83%) showed resistance to azoxystrobin, while they did not show resistance to prothioconazole and only 6.78% of the isolates were resistant to fenpicoxamide. Isolates of the pathogen Oculimacula yallundae showed resistance neither to prothioconazole nor to fluxapyroxad. The pathogen Zymoseptoria tritici showed the highest level of variability in fungicide resistance, with isolates showing no resistance to fenpicoxamide, while 85.51% of the isolates showed resistance to azoxystrobin. The pathogen Ramularia collo-cygni showed the highest level of resistance to all the fungicidal active ingredients tested. Overall, the study provides important insights for optimising cereal crop protection strategies and reducing the risk of fungal pathogen resistance to fungicides. However, it is necessary to continuously monitor the occurrence of resistant isolates in pathogen populations and to investigate new control methods and adapt them to changing agricultural conditions.

Keywords

ječmen, choroby, ochrana, fungicidy, pšenice, rezistence k fungicidům, monitoring

Keywords

wheat, barley, diseases, protection, fungicides, fungicide resistance, monitoring

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 20. 5. 2024
• Supervisor: Ing. Jana Mazáková, Ph.D.
• Reader: Alena Hanzalová, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Phytosanitary