Διερεύνηση της επίδρασης εφαρμογών του fluopyram ως νηματωδοκτόνου στην ανθεκτικότητα του Botrytis cinerea σε SDHIs μυκητοκτόνα
Creators: name: Χατζηπέτρου, Χλόη Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: βοτρύτης
ανθεκτικότητα
αφυδρογονάση
Botrytis cinerea
fluopyram
resistance
SDHIs
boscalid
fungicide
nematicide

description: Ο μύκητας Botrytis cinerea αποτελεί το παθογόνο αίτιο της τεφράς σήψης και θεωρείται ένα από τα πιο καταστροφικά φυτοπαθογόνα παγκοσμίως. Aνάμεσα στα μυκητοκτόνα που χρησιμοποιούνται για την καταπολέμησή του, περιλαμβάνονται και οι αναστολείς της αφυδρογονάσης του ηλεκτρικού οξέος (SDHIs), η συνεχής χρήση των οποίων έχει οδηγήσει στην εμφάνιση ανθεκτικότητας. Η ανθεκτικότητα του Β. cinerea στους SDHIs σχετίζεται με διάφορες σημειακές μεταλλάξεις κυρίως στην sdhΒ, οι οποίες επηρεάζουν με διαφορετικό τρόπο την ευαισθησία των στελεχών αυτών σε άλλους SDHIs. Νέα δραστικά μόρια SDHI διατέθηκαν πρόσφατα στην αγορά, όπως το fluopyram, το οποίο έχει λάβει έγκριση χρήσης στην Ελλάδα από το 2016 ως νηματωδοκτόνο και ωιδιοκτόνο, με το εμπορικό όνομα Velum Prime® 40SC. Λόγω της διασυστηματικής δράσης του Velum®, το fluopyram μπορεί να μετακινηθεί στο υπέργειο μέρος των φυτών. Συνεπώς, υπάρχει κίνδυνος έκθεσης στελεχών του B. cinerea σε εφαρμογές με fluopyram, ακόμη και ως παθογόνου μη-στόχου. Το 2018, διεξήχθη μία εκτενής μελέτη παρακολούθησης πληθυσμών του μύκητα στην Ελλάδα, προκειμένου να διερευνηθεί κατά πόσο οι εφαρμογές του fluopyram ως νηματωδοκτόνου επιδρούν στην επιλογή ανθεκτικών στελεχών του μύκητα στους SDHIs. Αυτό επιτεύχθηκε μέσω σύγκρισης του προφίλ ευαισθησίας του μύκητα στα μυκητοκτόνα boscalid και fluopyram όπως επίσης και της συχνότητας των μεταλλάξεων που προσδίδουν ανθεκτικότητα στους SDHIs, μεταξύ θερμοκηπίων των δύο περιοχών τα οποία δέχθηκαν επεμβάσεις με Velum® και θερμοκηπίων τα οποία δεν δέχθηκαν καμία εφαρμογή με το σκεύασμα. Η θερμοκηπιακή τομάτα επελέγη ως καλλιέργεια-στόχος, ενώ πραγματοποιήθηκαν δύο δειγματοληψίες στα δύο σημαντικότερα κέντρα παραγωγής θερμοκηπιακής τομάτας στην Ελλάδα: την Ιεράπετρα στην Κρήτη και την Κυπαρισσία στη νοτιοδυτική Πελοπόννησο. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το προφίλ ευαισθησίας του B. cinera στις δύο περιοχές έδειξαν ότι στα θερμοκήπια όπου είχαν πραγματοποιηθεί εφαρμογές με Velum®, υπήρξε μια στατιστικά σημαντική τάση συσσώρευσης φαινοτύπων που σχετίζονται με ανθεκτικότητα στο fluopyram. Επιπλέον, απομονώσεις με ανθεκτικότητα αποκλειστικά στο fluopyram (FR) εντοπίστηκαν και στις δύο περιοχές και σε σχετικά υψηλότερες συχνότητες στα θερμοκήπια που δέχθηκαν εφαρμογές με Velum®, γεγονός που αποτέλεσε σημαντική ένδειξη για τη συμβολή των εφαρμογών Velum® στην επιλογή στελεχών του B. cinerea με ανθεκτικότητα στο fluopyram. Αυτό το εύρημα ήταν αρκετά ενδιαφέρον, διότι, τουλάχιστον μέχρι σήμερα, δεν υπάρχουν επίσημες αναφορές απομονώσεων Botrytis με ανθεκτικότητα αποκλειστικά στο fluopyram. Η ταυτοποίηση των μεταλλάξεων που σχετίζονται με την ανθεκτικότητα στα δύο μυκητοκτόνα της ομάδας των SDHIs αποκάλυψε την παρουσία αρκετών μεταλλάξεων στην sdhB. Και στις δύο περιοχές, η κυρίαρχη μετάλλαξη που σχετίζεται με τον φαινότυπο BR ήταν η μετάλλαξη H272R στην sdhB. Ομοίως, η μετάλλαξη N230I στην sdhB βρέθηκε να σχετίζεται με το φαινότυπο της διπλής ανθεκτικότητας και στα δύο μυκητοκτόνα (BRFR). Άλλες μεταλλάξεις που συσχετίστηκαν με τους φαινοτύπους BR και BRFR ήταν οι μεταλλάξεις H272Y και P225F, αντίστοιχα. Για την ανίχνευση των μεταλλάξεων που προσδίδουν ανθεκτικότητα στο fluopyram, αλληλουχήθηκαν οι τρεις υποψήφιες υπομονάδες (Β, C και D) του γονιδίου sdh των στελεχών FR. Τα αποτελέσματα έδειξαν την παρουσία τριών διαφορετικών μεταλλάξεων είτε στην sdhC είτε στην sdhD (G37S στην sdhC, V9A και S88F στην sdhD). H περαιτέρω διερεύνηση της ευαισθησίας των στελεχών αυτών στο fluopyram και άλλους SDHIs έδειξε ότι τα στελέχη που διέθεταν τη μετάλλαξη V9A ήταν επίσης ανθεκτικά στο fluxapyroxad και το penthiopyrad
description: Botrytis cinerea, the causal agent of gray mold, is considered among the most disastrous plant pathogens, affecting numerous crops worldwide. The means of controlling the pathogen include target-site inhibitors, such as the Succinate Dehydrogenase Inhibitors (SDHIs). However, the constant use of these fungicides have led to the emergence of fungicide resistance, which is associated with several point mutations located mainly in sdhB, which differentially affect the mutants’ sensitivity to several SDHIs. New SDHI molecules were recently delivered into the market, such as fluopyram, which is registered in Greece since 2016 for use in vegetable crops as nematicide applied as soil drench (Velum Prime® 40SC). Due to its systemic activity, fluopyram may be translocated to above ground parts of the plants. Therefore, there is a risk of Botrytis strains exposure to fluopyram treatments, even as a non-target pathogen. In 2018, an extensive monitoring study was conducted in Greece, in order to investigate whether fluopyram treatments as nematicide impose a risk for selection of mutations conferring resistance to SDHIs. To achieve this, we compared the pathogen resistance status to the SDHI fungicides boscalid and fluopyram in greenhouses that had been treated with Velum Prime® as nematicide, with that from greenhouses that had not received any Velum® treatment. The greenhouse-grown tomato was selected as a target crop, and Botrytis strains were collected in two sampling periods, from two different sampling sites that were selected on the basis of greenhouse grown tomatoes acreage and the extensive use of Velum® as nematicide: Ierapetra on east Crete Island and Kyparissia, located in the southwestern part of mainland country. The SDHIs sensitivity assessment data revealed that in the Velum®-treated greenhouses, there was a statistically significant tendency for accumulation of phenotypes associated with resistance to fluopyram Furthermore, isolates with single resistance to fluopyram were detected in both regions, and in relatively higher frequencies in Velum®-treated greenhouses. The finding of those strains was possibly the most important indication for the potential contribution of Velum® applications on the selection of Botrytis strains with resistance to fluopyram. Even though the observed frequencies of the FR phenotype were very low, the findings of this study are quite interesting because, at least until now, there are no official reports of Botrytis isolates with single resistance to fluopyram. Identification of the mutations associated with resistance to boscalid and fluopyram revealed the presence of several sdh mutations, mostly in sdhB. In both regions, the predominant mutation associated with the BR phenotype was the H272R mutation in sdhB. Similarly, the BRFR phenotype was found to be predominantly associated with the N230I mutation in sdhB. Other mutations associated with the BR and BRFR phenotypes included the H272Y mutation and the P225F mutation, respectively. These mutations were the found in relatively low frequencies. For the detection of the mutations conferring single resistance to fluopyram, the three candidate sdh subunits (B, C and D) of the FR strains were sequenced. Results showed the presence of three different mutations either in sdhC or sdhD (G37S in sdhC, V9A and S88F in sdhD). Further investigation of the effects of those mutations on the sensitivity to fluopyram and other SDHIs showed that strains who possessed the V9A mutation were also resistant to fluxapyroxad and penthiopyrad