Μελέτη της βιοδραστικότητας στρομπιλουρινών σε μορφότυπους του παθογόνου αιτίου του γλοιοσπορίου της ελιάς (Colletotrichum acutatum) με εφαρμογή μεταβολομικής

Abstract

Η καλλιέργεια της ελιάς αποτελεί μια εκ των σημαντικότερων δενδροκομικών καλλιεργειών στον κόσμο καθώς τα προϊόντα της όπως είναι ο καρπός της, το ελαιόλαδο ακόμα και τα αιθέρια έλαια της, χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο στην καθημερινότητα του για διατροφή, περιποίηση, καλλωπισμό αλλά και στην ιατρική. Για να καλυφθεί η ανάγκη αυτή στα προϊόντα της, οι ελαιοκαλλιέργειες αυξάνονται παγκοσμίως, και έτσι καθιστά το περιβάλλον γύρω τους εύθραυστο, προκαλώντας ευαισθησία σε εχθρούς και μικροοργανισμούς (βακτήρια, μύκητες, ιούς). Αν και τα περισσότερα είδη που προσβάλουν την ελιά περιλαμβάνονται στους εντομολογικούς εχθρούς, οι μικροοργανισμοί, προκαλούν μεγάλη ανησυχία στην αγροτική οικονομία τα τελευταία χρόνια. Μια από τις σημαντικότερες ασθένειες της ελιάς, η οποία προσβάλει τον ελαιόκαρπο αποτελεί το γλοιοσπόριο ή ανθράκωση της ελιάς. Η ασθένεια αυτή προκαλείται από μύκητες του γένους Colletotrichum spp., με το σύμπλοκο είδος Colletotrichum acutatum να αποτελεί το κυριότερο παθογόνο αίτιο της ασθένειας, καταβάλλοντας την παραγωγή τόσο ποιοτικά όσο και ποσοτικά προκαλώντας υψίστης σημασίας οικονομικές απώλειες. Για την καταπολέμηση ασθένειας του γλοιοσπορίου ακολουθούνται οι αρχές της ολοκληρωμένης καταπολέμησης των ασθενειών, οι οποίες περιλαμβάνουν καλλιεργητικές τεχνικές, χημικά αλλά και βιολογικά μέσα φυτοπροστασίας. Η χημική ομάδα των στρομπιλουρινών περιλαμβάνει αρκετά σημαντικές δραστικές ουσίες (δ.ο), οι οποίες χρησιμοποιούνται κατά κόρων στην χημική φυτοπροστασία των καλλιεργειών, έναντι πληθώρα σημαντικών φυτοπαθογόνων μυκήτων, συμπεριλαμβανομένων και ειδών του γένους Colletotrichum. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή αξιολογήθηκε η βιοδραστικότητα των δραστικών ουσιών, azoxystrobin, trifloxistrobin και pyraclostrobin, οι οποίες ανήκουν στην χημική ομάδα των στρομπιλουρινών έναντι διαφορετικών μορφοτύπων του σύμπλοκου είδους Colletotrichum acutatum. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν τα στελέχη PLS 82, PLS 88, PLS 90, PLS 91, PLS 92, PLS 102 τα οποία ανήκουν στην συλλογή του εργαστηρίου Γεωργικής Φαρμακολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν κυμαινόμενη ευαισθησία των στελεχών έναντι των τριών δραστικών ουσιών που εφαρμοστήκαν, με την δ.ο Pyraclostrobin να κρίνεται ως αποτελεσματικότερη για το σύνολο των στελεχών, παρουσιάζοντας τις χαμηλότερες τιμές EC50.Οι δραστικές ουσίες Trifloxistrobin και Azoxystrobin παρουσίασαν παρόμοια αποτελέσματα με τη δραστική ουσία Trifloxistrobin να εμφανίζει καλύτερη αποτελεσματικότητα Επιπλέον, τα στελέχη PLS 82, PLS 88 κατέδειξαν υψηλά επίπεδα ανθεκτικότητας έναντι και των τριών δ.ο με τις τιμές EC50 να υπολογίζονται πάνω από 100 φορές μεγαλύτερες από τα ευαίσθητα στελέχη του πειραματισμού. Εν συνεχεία η GC/EI/MS μεταβολομική ανάλυση κατέδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές τόσο στο συνολικό μεταβόλωμα των στελεχών όσο και σε μεμονωμένους μεταβολίτες, υπογραμμίζοντας τις διαφορετικές επιδράσεις των δ.ο αυτών στον μεταβολισμό των διαφορετικών στελεχών. Τέλος, τα αποτελέσματα αυτά, κρίνεται σκόπιμο να συνεκτιμηθούν για την βελτίωση των εφαρμοζόμενων προγραμμάτων φυτοπροστασίας για την καταπολέμηση του γλοιοσπορίου, λαμβάνοντας υπόψιν όχι μόνο τις χρησιμοποιημένες δραστικές ουσίες αλλά και τους μορφότυπους του παθογόνου που επικρατούν στις διάφορες ελαιοπαραγωγικές περιοχές της χώρας μας.

The cultivation of the olive is one of the most important horticultural crops in the world as its products such as its fruit, olive oil and even its essential oils, are used by man in his daily life for nutrition, care, beautification and also in medicine. In order to meet this need in its products, olive crops are increasing worldwide, thus making the environment around them fragile, causing sensitivity to enemies and microorganisms (bacteria, fungi, viruses). Although most of the species that attack the olive are included in the entomological enemies, micro-organisms , are of great concern. One of the most important diseases of the olive, which affects the olive fruit, is the gliospora or carbonization of the olive. This disease is caused by fungi of the genus Colletotrichum spp., with the complex species Colletotrichum acutatum being the main pathogenic cause of the disease, affecting production both qualitatively and quantitatively, causing extremely important economic losses. To combat gliosporium disease, the principles of integrated disease control are followed, which include cultivation techniques, chemical and biological means of plant protection. The chemical group of strobilurins includes several important active substances which are widely used in the chemical plant protection of crops, against a multitude of important phytopathogenic fungi, including species of the genus Colletotrichum. In this master's thesis, the bioactivity of the active substances, azoxystrobin, trifloxystrobin and pyraclostrobin, which belong to the chemical group of strobilurins, against different morphotypes of the complex species Colletotrichum acutatum was evaluated. More specifically, the strains PLS 82, PLS 88, PLS 90, PLS 91, PLS 92, PLS 102 belonging to the collection of the Agricultural Pharmacology laboratory of the Agricultural University of Athens were used. The results showed a variable sensitivity of the strains against the three active substances applied, with Pyraclostrobin being judged more effective for all strains, presenting the lowest EC50 values. The active substances Trifloxystrobin and Azoxystrobin showed similar results with the active substance Trifloxystrobin showing better efficacy. In addition, strains PLS 82, PLS 88 showed high levels of resistance against all three d.o. with EC50 values calculated over 100 times greater than the sensitive strains of experimentation. Subsequently, GC/EI/MS metabolomic analysis demonstrated statistically significant differences both in the total metabolism of the strains and in individual metabolites, highlighting the different effects of these on the metabolism of the different strains. Suming up, these results should be taken into consideration for the improvement of the plant protection programs applied to combat gliospora, taking into account not only the active substances used but also the morphotypes of the pathogen that prevail in the various olive-producing regions of our country