Progress in Plant Protection

Evaluation of validity of the use of thiophanate-methyl in controlling Cercospora leaf spot (Cercospora beticola Sacc.) based on RFLP analysis
Ocena zasadności stosowania tiofanatu metylowego w zwalczaniu chwościka buraka (Cercospora beticola Sacc.) na podstawie analizy RFLP

Agnieszka Kiniec, e-mail: a.kiniec@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Toruniu, Pigwowa 16, 87-100 Toruń, Polska

Katarzyna Pieczul, e-mail: k.pieczul@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polska

Jacek Piszczek, e-mail: j.piszczek@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Terenowa Stacja Doświadczalna w Toruniu, Pigwowa 16, 87-100 Toruń, Polska
Streszczenie

Cercospora beticola Sacc. is the cause of Cercospora leaf spot (CLS), is the most destructive pathogen of sugar beet (Beta vulgaris L.) worldwide. The fungus has been rapidly developing resistance to fungicides. Benzimidazole, one of the first systemic fungicides, were first used in Polish agriculture in the 1980s. The aim of the study was to analyze the occurrence of the E198A mutation among C. beticola isolates collected from Polish sugar beet plantations and to evaluate validity of using thiophanate-methyl in controlling the CLS. Benzimidazole-resistant strains dominate within C. beticola population occurring in Poland. The application of benzimidazole based fungicides to protect sugar beet crops against CLS should be excluded. Benzimidazole treatments create numerous issues as they are not efficient and do not control CLS and they affect environment conditions by generating chemical waste, and finally their applications increase production costs. The fungus’s resistance to benzimidazole has been persistent for many years and is based on genetic changes.

 

Cercospora beticola Sacc. wywołujący chwościk buraka, jest najgroźniejszym patogenem atakującym buraki cukrowe. Grzyb szybko nabywa odporność na substancje czynne fungicydów. Benzimidazole, jedne z pierwszych fungicydów systemicznych, w polskim rolnictwie zaczęto stosować w latach 80. XX wieku. Celem prowadzonych badań była analiza występowania mutacji E198A wśród izolatów C. beticola zbieranych na terenie polskich plantacji buraków cukrowych oraz ocena zasadności stosowania tiofanatu metylowego w zwalczaniu chwościka buraka. W polskiej populacji C. beticola dominują szczepy odporne na benzimidazole, co powinno wykluczyć używanie tych fungicydów do ochrony buraków cukrowych przed chwościkiem. Stosowanie benzimidazoli nie tylko nie zwalcza patogena, ale także powoduje obciążanie środowiska substancjami chemicznymi i nieuzasadniony wzrost kosztów produkcji. Odporność grzyba na benzimidazole utrzymuje się przez wiele lat, a jej podstawą są zmiany genetyczne.

Słowa kluczowe
Cercospora leaf spot; Cercospora beticola; benzimidazole resistance; E198A; chwościk buraka; odporność na benzimidazole
Referencje

Anonim 2019. Map: Cercospora Sensitivity/Resistance – 2018 For Topsin M at 5 PPM. American Crystal Sugar Company. https://www.crystalsugar.com/sugarbeet-agronomy/pest-alert/2018-cercospora-res-maps/ [dostęp: 17.11.2019].

 

Bolton M.D., Riviera V., Secor G. 2013. Identification of the G143A mutation associated with QoI resistance in Cercospora beticola field isolates from Michigan. Pest Management Science 69 (1): 35–39. DOI: 10.1002/ps.3358

 

Davidse L.C. 1986. Benzimidazole fungicides: mechanism of action and biological impact. Annual Review of Phytopathology 24: 43–65. DOI: 10.1146/annurev.py.24.090186.000355

 

Davidson R.M., Hanson L.E., Franc G.D., Panella L. 2006. Analysis of β-tubulin gene fragments from benzimidazole-sensitive and tolerant Cercospora beticola. Journal of Phytopathology 154 (6): 321–328. DOI: 10.1111/j.1439-0434.2006.01080.x

 

Deising H.B., Reiman S., Pascholati S.F. 2008. Mechanism and significance of fungicide resistance. Brazilian Journal of Microbiology 39 (2): 286–295. DOI: 10.1590/S1517-838220080002000017

 

Dovas C., Skylakakis G., Georgopoulos S.G. 1976. The adaptability of benomyl-resistant population of Cercospora beticola in northern Greece. Phytopathology 66: 1452–1456. DOI: 10.1094/Phyto-66-1452

 

Ellis M.B. 2001. More Dematiaceus Hyphomycetes. CABI Publishing, 248 ss.

 

Główny Urząd Statystyczny 2013. Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Warszawa: 138–139.

 

Główny Urząd Statystyczny 2014. Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Warszawa: 167–168.

 

Główny Urząd Statystyczny 2015. Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Warszawa: 140–141.

 

Główny Urząd Statystyczny 2016. Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Warszawa: 140–141.

 

Główny Urząd Statystyczny 2017. Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Warszawa: 158–159.

 

Główny Urząd Statystyczny 2018. Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Warszawa: 120–121.

 

Holtschulte B. 2000. Cercospora beticola – worldwide distribution and incidence. s. 5–16. W: Cercospora beticola Sacc. Biology, Agronomic Influence and Control Measures in Sugar Beet (M.J.C. Asher, B. Holtschulte, M.R. Molard, F. Rosso, G. Steinrücken, R. Beckers, red.). Advances in Sugar Beet Reserches, International Institute for Beet Research 2, Brussels, 215 ss.

 

Karaoglanidis G.S., Bardas G. 2006. Control of benzimidazole- and DMI-resistant strains of Cercospora beticola with strobilurin fungicides. Plant Disease 90 (4): 419–424. DOI: 10.1094/PD-90-0419

 

Kiniec A., Piszczek J., Sitarski A. 2019. Chwościk buraka cukrowego (Cercospora beticola Sacc.) Część II. Zapobieganie występowaniu, ochrona przed chwościkiem, odporność na fungicydy. [Cercospora leaf spot of sugar beet (Cercospora beticola Sacc.) Part II. Prevention of occurrence, protection against cercospora leaf spot, resistance to fungicides]. Progress in Plant Protection 59 (1): 38–45. DOI: 10.14199/ppp-2019-006

 

Ma Z., Michailides T.J. 2005. Advances in understanding molecular mechanism of fungicide resistance and molecular detection of resistant genotypes in phytopathogenic fungi. Crop Protection 24 (10): 853–863. DOI: 10.1016/j.cropro.2005.01.011

 

Pieczul K., Piszczek J. 2012. Identyfikacja szczepów Cercospora beticola odpornych na benzimidazole metodą PCR-RFLP. [Identification of benzimidazole resistant strains of Cercospora beticola by PCR-RFLP]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 52 (4): 781–783. DOI: 10.14199/ppp-2012-134

 

Piszczek J. 2003. Odporność niektórych szczepów Cercospora beticola Sacc. na Duett 250 SC stosowany w uprawie buraka cukrowego w Polsce. [Resistance of strains of Cercospora beticola Sacc. to fungicide Duett 250 SC used for sugar beet protection in Poland]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 43 (1): 869–871.

 

Piszczek J. 2004. Odporność niektórych szczepów Cercospora beticola Sacc. na fungicydy stosowane w ochronie buraka cukrowego. [Resistance of selected strains of Cercospora beticola Sacc. to fungicides used for sugar beet protection in Poland]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 44 (2): 1028–1031.

 

Piszczek J. 2010. Epidemiologia chwościka buraka cukrowego (Cercospora beticola) w centralnej Polsce. Rozprawy Naukowe Instytutu Ochrony Roślin – Państwowego Instytutu Badawczego, Zeszyt 23, 70 ss.

 

Piszczek J., Czekalska A. 2006. Oporność chwościka buraka – grzyba Cercospora beticola Sacc. na fungicydy stosowane do jego zwalczania w Polsce. [Resistance of Cercospora beticola Sacc. to fungicides used against this patogen in Poland]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 46 (1): 375–379.

 

Rosenzweig N., Hanson L.E., Clark G., Franc G.D., Stump W.L., Jiang Q.W., Stewart J., Kirk W.W. 2015. Use of PCR-RFLP analysis to monitor fungicide resistance in Cercospora beticola populations from sugarbeet (Beta vulgaris) in Michigan, United States. Plant Disease 99 (3): 355–362. DOI: 10.1094/PDIS-03-14-0241-RE

 

Secor G.A., Rivera V.V., Khan M.F.R., Gudmestad N.C. 2010. Monitoring fungicide sensitivity of Cercospora beticola of sugar beet for disease management decisions. Journal of Plant Diseases and Protection 94 (11): 1272–1282. DOI: 10.1094/PDIS-07-09-0471

 

Shane W.W., Teng P.S. 1992. Impact of Cercospora leaf spot on root weight, sugar yield, and purity of Beta vulgaris. Plant Disease 76 (8): 812–820. DOI: 10.1094/PD-76-0812

 

Sisler H.D. 1988. Fungicidal action and fungal resistance mechanisms. s. 6–8. W: Fungicide Resistance in North America (C.J. Delp, red.). The American Phytopathological Society Press, St. Paul, MN, 133 ss.

 

Sobczak J., Szulc M., Matyjaszczyk E. 2015. Konsekwencje dla praktyki ochrony roślin wynikające z wycofania ze stosowania substancji czynnej karbendazym. [The consequences to plant protection practice resulting from withdrawal of carbendazim active substancje]. Zagadnienia Doradztwa Rolniczego 3 (81): 83–93.

 

Sporek K., Sporek M. 2014. Zagrożenia biotopów w agrosystemach. [Threats to biotopes in agroecosystems]. Journal of Agribusiness and Rural Development 2 (32): 171–179. DOI: 10.22004/ag.econ.252909

 

Suwan N., Nuandee N., Akimitsu K., Nalumpang S. 2012. Analysis of β-tubulin gene from carbendazim resistant isolates of Cercospora lactucae-sativae on lettuce in Thailand. Journal of Agricultural Technology 8 (2): 711–723.

 

Trkulja N., Ivanović Ž., Pfaf-Dolovac E., Dolovac N., Mitrović M., Toševski I., Jović J. 2013. Characterisation of benzimidazole resistance of Cercospora beticola in Serbia using PCR-based detection of resistance associated mutations of the β-tubulin gene. European Journal of Plant Pathology 135 (4): 889–902. DOI: 10.1007/s10658-012-0135-x

 

Windels C.E., Lamey H.A., Hilde D., Widner J., Knudsen T. 1998. A Cercospora leaf spot model for sugar beet. In practice by an industry. Plant Disease 82 (7): 716–726.

 

Wolf P.F.J., Verreet J.A. 2002. An integrated pest management system in Germany for the control of fungal leaf diseases in sugar beet. The IPM sugar beet model. Plant Disease 86 (4): 336–344. DOI: 10.1094/PDIS.2002.86.4.336

Progress in Plant Protection (2019) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2019-12-18 15:20:13
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2019-033
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy