epidemiologie plante

transcript

Arrêt

pénétration

Tolérance Résistance

IncompatibilitéCompatibilité

Arrêt

Sensibilité

IncompatibilitateOprire precoce acresterii patogenului sicolonizarii tesutuluigazdei

CompatibilitateMultiplicarea patogenului si colonizarea totala sau partiala a gazdei

Arrêt

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

Rezistenta mecanica pasiva (preinfectionala)

Beatrice IACOMI

Prin ce structuri morfologice rezista plantele inainte de infectie?

Prezenta perisorilor foliari

Prezenta stratului de ceara pe frunze, fructe

Beatrice IACOMI

Numarul, marimea si gradul de deschidere al stomatelor

Beatrice IACOMI

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

RCN + SRSCN

(II)(III)

CH2CH2 (CH2)n CN

• protectie fata de ciuperci patogene, insecte

• proprietati anticancerigene

Beatrice IACOMI

glucozinolati - izotiocianati

allyl ITC

benzyl ITC

Al ITC Bz ITC

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

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

Reactia de hipersensibilitate

Beatrice IACOMI

Reactii necrogene de aparare ale plantei

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

Gene PR proteine PR

antimicrobiene – ataca peretele celular al patogenului

raspandesc “stirea” despre infectie in celulele vecine

Beatrice IACOMI

Messenger - Proteina Harpin

Beatrice IACOMI

Peronospora spinaciae

Phytophthora infestans

Stimulateurs Defense Naturelle

Extracte vegetale

chitosan

Extracte alge

Fosfiti PK2

Acibenzolar S metil

Aminoacizi

Beatrice IACOMI

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

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

Laminaria, Ascophyllum nodosum

Iodus 40

SDN naturali

Beatrice IACOMI

Stifenia

1.5 kg/ha

Milsana

Reynoutria sachalinensis

Trigonella foenum graecum

Fainari, putregai cenusiu

Castraveti, tomate

Beatrice IACOMI

Rezistenta vaccinala (premunizare, “cross protection”)

Injectarea plantelor

Stropirea soluluiFusarium oxysporum nepatogen

Fusaclean, Biofox

Beatrice IACOMI

Tipul de cultura

Cultura anualaBoli foliare/fruct pomi

Boli ramuri, trunchi/pomi

2. Planta gazda

Beatrice IACOMI

Varsta plantei gazda

Stadii tinere

Recoltare

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

Beatrice IACOMI

nota %

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

Beatrice IACOMI

Septoria glycines

Cercospora kikuchii

Beatrice IACOMI

Rhizoctonia

Streptomyces

Botrytis

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

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

epidemiologie plante

Documents