epidemiologie plante
-
Upload
alina-ficker -
Category
Documents
-
view
68 -
download
3
description
Transcript of epidemiologie plante
Arrêt
Non
pénétration
Tolérance Résistance
IncompatibilitéCompatibilité
Arrêt
Sensibilité
IncompatibilitateOprire precoce acresterii patogenului sicolonizarii tesutuluigazdei
CompatibilitateMultiplicarea patogenului si colonizarea totala sau partiala a gazdei
Arrêt
Non
pénétration
Tolérance Résistance
IncompatibilitéCompatibilité
Arrêt
Sensibilité
2, Planta gazda rezistenta
Beatrice IACOMI
Phytophthorainfestans
+-
Rezistenta non - gazda
Puccinia graminis
-+
Beatrice IACOMI
Planta gazda rezistenta
Planta gazda
Rezistenta plantei
Rezistenta OLIGOGENICA (verticala)
Eficacitate maxima (100%) fata de anumite rase ale patogenului
Durata limitata - aparitia de noi rase Peronospora tabacina
1960 Europa
1966 rezistenta verticala Franta
1970 rase noi
Rezistenta poligenica (orizontala)
Nespecifica – eficace pentru toate rasele patogenului
Nu are efect total – confera un anumit grad de rezistenta – soiul este atacat la un nivel tolerabil,
acceptabil economic
Beatrice IACOMI
rezistenta
Rezistenta
Naturala (genetica)
Pasiva (preinfectionala)
Activa (postinfectionala)
Impiedica patrunderea patogenului
Opreste dezvoltarea patogenului
patruns in planta
Beatrice IACOMI
Planta gazda rezistenta
Integritatea tegumentului
Grosimea cuticulei
CT
Rezistenta mecanica pasiva (preinfectionala)
Beatrice IACOMI
Prin ce structuri morfologice rezista plantele inainte de infectie?
Prezenta perisorilor foliari
T
Prezenta stratului de ceara pe frunze, fructe
C
Beatrice IACOMI
Rezistenta mecanica pasiva (preinfectionala)
Numarul, marimea si gradul de deschidere al stomatelor
S
Beatrice IACOMI
Rezistenta mecanica pasiva (preinfectionala)
Rezistenta fiziologica pasiva (preinfectionala)
Substante preformate (fitoanticipine)
efect fungistatic/fungicid, bacteriostatic/bactericid
Beatrice IACOMI
Prin ce mecanisme fiziologice rezista plantele inainte de infectie?
flavonoizi
Diallyl disulfid
fitoncide
Beatrice IACOMI
Rezistenta fiziologica pasiva (preinfectionala)
R
S
NOSO3
Glu
R
SH
NOSO3
RNCS
RCN + SRSCN
NH
CH2CH
OC
S
R
(I)
(II)(III)
(V)
(IV)
'
S
CH2CH2 (CH2)n CN
• protectie fata de ciuperci patogene, insecte
• proprietati anticancerigene
Beatrice IACOMI
Rezistenta fiziologica pasiva (preinfectionala)
glucozinolati - izotiocianati
allyl ITC
benzyl ITC
2.6
1.7
2.9
2.4
5.5
2.7
0
1
2
3
4
5
6
Al ITC Bz ITC
CI5
0 (
mM
)
20
43
8.205
5
1.1
4.9
1
4.1
1.2
0
1
2
3
4
5
6
Al ITC Bz ITC
CI5
0 (
mM
)
20
43
8.205
Mt Bz ITC
Selam A., Iacomi-Vasilescu Beatrice, Hudhomme P., P. Simoneau. 2007.
Antifungal activity of brassinin, camalexin and two isothiocyanates against the crucifer pathogens
Alternaria brassicicola and Alternaria brassicae. Plant Pathology 56: 296-301.
Beatrice IACOMI
Rezistenta fiziologica pasiva (preinfectionala)
Camalexin-hidrolaza
detoxificare
Rhizoctonia
solani
Pedras si al., 2004
Beatrice IACOMI
fitoalexine
Beatrice IACOMI
fitoalexine
detoxificare
fitoalexine
Paldoxin – tratamente?
Pedras si al., 2007
Potential phytoalexin detoxification inhibitors
Beatrice IACOMI
Rezistenta mecanica activa (postinfectionala)
Mecanisme de aparare ale plantei
strat de suber, lignina, caloza strat de abscizie gome (carbohidrati si proteine)
in spatiile intercelulare
tiloze
in xilem
Beatrice IACOMI
Ce structuri se formeaza in timpul infectiei pentru a da rezistenta plantei?
Producere de enzime (catalaza, oxidaza, peroxidaza) – neutralizarea toxinelor
Fitoalexine
Compusi cu masa moleculara mica, sintetizati si acumulati in plante dupa atacul patogenilor
(la 6-9 ore)
Rishitina, fituberina – cartof
Pisatina – mazare
Faseolina – fasole
Capsidiol – ardei iute
Brasinina, camalexina - crucifere
Beatrice IACOMI
Rezistenta fiziologica activa (postinfectionala)
Ce mecanisme fiziologice se activeaza in planta in timpul infectiei pentru a da rezistenta?
brasinina
Selam A., Iacomi-Vasilescu Beatrice, Hudhomme P., P. Simoneau. 2007. Antifungal activity of brassinin,
camalexin and two isothiocyanates against the crucifer pathogens Alternaria brassicicola and Alternaria
brassicae. Plant Pathology 56: 296-301.
Beatrice IACOMI
Efect asupra pigmentarii
sporilor
Rezistenta fiziologica activa (postinfectionala)
Reactia de hipersensibilitate
Beatrice IACOMI
Reactii necrogene de aparare ale plantei
Rezistenta fiziologica activa (postinfectionala)
Rezistenta indusa (dobandita)
Mecanisme induse
dupa preinocularea plantelor cu agenti biotici sau dupa pretratarea plantelor cu agenti
chimici/fizici/molecule naturale
Beatrice IACOMI
Putem activa in planta mecanisme de rezistenta???
Rezistenta de lunga durata, nespecifica (la un cerc larg de patogeni)
Systemic Aquired Resistance (SAR)
Infectie locala
necroza
SARezistenta sistemica
Exprimarea genelor PR
SA
Gene PR proteine PR
antimicrobiene – ataca peretele celular al patogenului
raspandesc “stirea” despre infectie in celulele vecine
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Messenger - Proteina Harpin
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Beatrice IACOMI
Peronospora spinaciae
Phytophthora infestans
Rezistenta indusa (dobandita)
SDN
Stimulateurs Defense Naturelle
Extracte vegetale
chitosan
Extracte alge
Fosfiti PK2
Acibenzolar S metil
Aminoacizi
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Potentatori: planta in stare de alerta; declanseaza primele etape ale rezistentei
induse (priming) dar reactiile de aparare ale plantei sunt activate doar in
prezenta patogenului
Elicitori: declanseaza reactii de aparare imediat dupa aplicare
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
preventiv (timp de latenta 3-7 zile pana la aparitia unei rezistente complete)
Acibenzolar S metil (ASM) = benzothiadiazole (BTH)
SDN de natura sintetica
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Laminaria, Ascophyllum nodosum
Iodus 40
SDN naturali
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Stifenia
1.5 kg/ha
Milsana
Reynoutria sachalinensis
Trigonella foenum graecum
Fainari, putregai cenusiu
Castraveti, tomate
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Rezistenta vaccinala (premunizare, “cross protection”)
Injectarea plantelor
Stropirea soluluiFusarium oxysporum nepatogen
Fusaclean, Biofox
Beatrice IACOMI
Rezistenta indusa (dobandita)
Tipul de cultura
Cultura anualaBoli foliare/fruct pomi
Boli ramuri, trunchi/pomi
E
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Varsta plantei gazda
Stadii tinere
S
Recoltare
S
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Cuantificarea atacului
"Without quantification of disease, no studies in epidemiology, noassessment of crop losses, and no plant disease surveys and theirapplications would be possible." - Jurgen Kranz
"Our ability to understand a phenomenon is proportional to our ability tomeasure it.“ Lord Kelvin
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
procentul de plante sau organe atacate (n) raportat la totalul cazurilorexaminate (N)
F(%)= (n x 100) : N
n = numărul total de plante sau organe atacateN = numărul total de plante sau organe realizate
Frecvenţa atacului (F%)
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
gradul în care este atacată planta sau organul supus examinării
Intensitatea atacului (I%)
I(%)= Σ(i x f): n
i = procentul de atac sau nota acordatăf = numărul de organe (plante) notate cu nota respectivăn= numărul total de (plante) organe atacate analizate
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Estimare vizuala
Directa – estimarea severitatii bolii cu valori de la 0 - 100
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Nota 0 1 2 3 4 5 6
Suprafaţa atacată (%)
0 1-3 4-10 11-25 26-50 51-75 76-100
Nota 0 1 2 3 4
Suprafaţa atacata (%)
0 25(1/4 din plantă)
50(1/2 din organele
plantei)
75(1/3)
Peste 75 (1/4)
Nota 0 1-5 2 3 4 5 6
Suprafaţa atacată
(%)
0 1-5 6-10 11-25 26-40 41-65 66-100
Scara Cobb modificata – rugini cereale
Scari de notare
Estimare vizuala2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Nota 0 1-5 2 3 4 5 6
Suprafaţa atacată
(%)
0 1-5 6-10 11-25 26-40 41-65 66-100
Scara Cobb modificata – rugini cereale
Estimare vizuala2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
nota %
1 0
2 0 - 3
3 3 - 6
4 6 - 12
5 12 - 25
6 25 - 50
7 50 - 75
8 75 - 87
9 87 - 94
10 94 - 97
11 97 - 100
12 100
Horsefall-Barrat
Estimare vizuala2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Septoria glycines
Cercospora kikuchii
Estimare vizuala2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Rhizoctonia
Streptomyces
Botrytis
Estimare vizuala2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Estimare vizuala2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
1 3 5 90 7
Indice de necroză Simptome
0 Lipsa simptomelor necrotice
1 Colet necrozat pe 1-2mm
3 Extinderea necrozei de o parte şi de alta a coletului
5Sistem radicular necrozat pe cel puţin 1/3 din suprafată
sauHipocotil cu necroze pe 1/3 din suprafaţă
7 Sistem radicular total necrozat şi acoperit de sporisau
Parte aeriană total necrozată şi acoperită de spori
9 Plantulă distrusă în intregime şi acoperită de spori
Alternaria brassicicola
Beatrice IACOMI
satelitiavionsenzori (1-2 m de plante)
In ce mod o substanta sau obiect emite, absoarbe, transmite sau reflectaradiatii electromagnetice
Remote sensing
Senzor (aparat foto, instrumente electronice)
Semnatura spectrala a specimenului
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
radiatia electromagnetica emergenta a plantei, unui organ al plantei(frunza), covorului vegetal este determinata de numeroase interactiuni(reflexii, transmisii, absorbtie) intre radiatia incidenta (solara) si tesutulplantei
Se masoara (radiometre) radiatia reflectata de plantaSemnatura spectrala = radiatia reflectata / radiatia incidenta
Cuantificarea a numeroase atribute ale plantei
Semnatura spectrala
Masurarea radiatiei reflectate pe o scara continua (0-100%) pentru unobiect (planta), corelat cu % suprafetei atacate de boala
Poate fi realizata pentru diferite lungimi de unda
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Beatrice IACOMI
Beatrice IACOMI
Beatrice IACOMI
Focare cu putregai al radacinii – rosu, portocaliu
Phellinus weirri
Remote sensing, the key to root rot detection; Information forestry, august, 2005.
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Radiatia reflectata este inregistrata
Spectru vizibil
Imaginea este digitalizata (transformata in pixeli)
Fiecare pixel este clasificat in categorii disticte1) Planta sanatoasa, 2) planta bolnava, 3) background--->pe baza % reflexie<---
Analiza de imagini (Image Analysis)
Severitatea –Numar de "diseased pixels" / numar "diseased pixels"+"healthy pixels“ x 100(%)
Aparatura specializata, software
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
WinRHIZO morfologie
(lungime, suprafata, volum), arhitectura, analiza de culoare
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
WinFOLIA
Morfologia foliara Suprafete bolnave
WinSEEDLE Morfologia semintelor
Analiza bolilor
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Measurement of leaf temperature with digital thermography for theprognosis of infection risk of pathogens
Use of Information Technologies for Precision Crop ProtectionDFG Research Training Group (Graduiertenkolleg) 722
Prognoza si/sau cuantificarea bolilor - digital infrared thermography
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Infrared-thermography, a tool for the prediction of fungal infections in wheat
The pathogenisis of the fungal pathogens Puccinia recondita causing leaf rust and Septoria tritici
imaging thermography system (Varioscan 3021, Jenoptik, Jena) ca instrument demonitorizare a conditiilor microclimatice in cultura de grau (rezolutie spatiala (320 x 240pixeli).
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
gravitatea atacului în cultura respectivă
Se calculează pe baza datelor asupra frecvenţei (%) şi a intensitaţii (%):
(%) = F(%) x I(%)/100
Gradul de atac (%)
Severitatea si incidenta bolii – fenomen la nivel de populatie nu individualMedia severitatii a mai multor indivizi poate fi o prognoza pentru % de planteinfectate (incidenta)
2. Planta gazda
Beatrice IACOMI
Intensitatea simptomelor si randament
Modele matematice
MODEL = Simplificarea realitatii
abstractizarea unui fenomen sau proces real – evidentiaza aspecte relevante obiectivului propus
DescrieIntelegePreziceComparaRealizeaza interferatii
Beatrice IACOMI
Model punct critic
Model puncte multiple
Estimarea pierderilor – evaluarea intensitatii unei boli, la un stadiu determinat al culturii
Y = b1X1 + b2X2 + bnXn
Y = % pierdere randament
X1 X2 Xn = nivelul bolii la diferite momente, in cultura
Modele matematice
Beatrice IACOMI
Piricularioza orezului Y = 0.57X
Y = % pierdere
X = % noduri atacate la 30 zile dupa inspicare
Beatrice IACOMI
Fainarea orzului Y = 2.5X1/2
Y = % pierdere
X = severitatea bolii la sfarsit de inspicare (scara Zadok)
Beatrice IACOMI
Rugina neagra Y=5.3788 +5.5260 X2 – 0.3308 X5 + 0.5019 X7
Y = % pierdere
X2 = severitatea atacului (deschiderea ultimei frunze)
X5 = severitatea atacului pe ultima frunza (maturitate in lapte)
X7 = severitatea atacului pe ultima frunza (stadiu tulpina secundara la baza
primei frunze)
Beatrice IACOMI
Dupa o perioada de timp, boala care a pornit de la o singura planta infectata se va extinde infocare, cu o densitate mai ridicata a leziunilor (plantelor infectate) in centru, diminuanadu-seradial
Distributia spatiala a bolilor plantelor
Beatrice IACOMI
pixel negru = o planta infectataPixel galben = planta sanatoasa(400 plante/ha)
model de simulare a dinamicii spatio-temporale a epidemiilor
Puccinia striiformis
Infectie initiala Focar infectie Focar dezvoltat
Beatrice IACOMI
umiditatea
3. Factorii de mediu
temperatura
Stress
Cresteri noi, suculente
sporulare, patrundere, crestere…
eliberare, diseminare..
cicluri scurte
Beatrice IACOMI
10-110C
Infectii primare
Infectii secundare
20-25 infectii/an
Beatrice IACOMI
Germinarea oosporilor: min. 100C, prezenta apei pe suprafata solului
Infectiii primare: prezenta apei pe frunze minim 1 ora, frunze de cel putin 5 cm diametru
Infectiii secundare: 22-240 , vreme ploioasa, cer acoperit
lastarii 10 cm (frunza 5-6 cm)
precipitatii 10 mm (24-48h)
Temperatura > 100 C (dimineata devreme)
Practici culturale4. Factori antropici
Alegerea si pregatirea terenului
Material de inmultire
MonoculturaFertilizareIrigare
Azot – in exces
Dezvoltarea luxurianta a plantelor, pereti celulari
subtiri
Reduce continutul in fenoli, fitoalexine
Beatrice IACOMI
Masuri de control4. Factori antropici
Beatrice IACOMI