Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), были опубликованы в журнале «Агрохимия».
Согласно данным Росстата урожаи яровой пшеницы составляют около 29% от всей произрастающей в России пшеницы. Урожаи этого ценного злака, как и других растений, зависят как от температурных условий, режима увлажнения и вносимых удобрений, так и от влияния патогенных почвенных микроскопических грибов — микромицетов, — борьба с которыми подразумевает использование химических средств-фунгицидов. Разные виды микромицетов, на одних и тех же растениях пшеницы, конкурируют друг с другом за пищевые ресурсы и разрушают ткани растений. Однако данных о том, как микромицеты, обитающие совместно, изменяют развитие пшеницы, еще недостаточно. Изучение «взаимоотношений» между культурными растениями и микромицетами позволит уменьшить использование химических удобрений, выращивать безопасные и качественные продукты питания, а также достичь высоких урожаев.
Ученые из Новосибирского государственного аграрного университета (Новосибирск) и Новосибирского государственного педагогического университета (Новосибирск) установили, как именно четыре вида микромицетов (Bipolaris sorokinana, Fusarium poae, Fusarium oxysporum, Fusarium equiseti) влияют друг на друга и на развитие яровой пшеницы. Данные грибы — глобальные возбудители болезней более 200 видов культурных и диких растений. Помимо того, что выбранные виды вызывают гнили корней, появление пятен на листьях и увядание растений, они способствуют накоплению в урожае токсичных соединений, опасных для человека и животных.
Исследователями были выделены грибы-микромицеты из корней яровой пшеницы, произрастающей в Новосибирской области, которые ученые выращивали раздельно и попарно на жидкой питательной среде в течение десяти дней. Затем авторы отобрали жидкость, сформировавшуюся в результате жизнедеятельности микромицетов, и на сутки поместили в нее семена яровой пшеницы. Контрольные семена опустили в дистиллированную воду на тот же срок. Далее семена проращивали во влажной камере в течение семи дней.
Как показал эксперимент, микромицет Fusarium poae в наибольшей степени снижал всхожесть семян — на 16%, гриб Fusarium equiseti укорачивал росток примерно в 2,5 раза и снижал его массу на 53,8%. Другой вид — Fusarium oxysporum — в большей степени влиял на развитие корня, уменьшая его рост примерно в 1,7 раз.
Однако совместное выращивание снизило патогенность грибов и значимо улучшило показатели растений. Так, попарное выращивание грибов разных видов увеличило длину корней на 16–37%, ростков — на 1–4%, а массу проростков — на 24–44% по сравнению с группой контроля, то есть растениями, которые не подвергались воздействию грибов. Кроме того, если грибы выращивали вместе, то на зародышевых органах растений появлялись только пятна и не было признаков гнили, при этом вредоносность болезни не увеличивалась. Такой эффект связан с тем, что, конкурируя, микромицеты подавляют рост друг друга, а следовательно, снижается их патогенное влияние на растение.
«Наши результаты потенциально позволят снизить вредоносность патогенных микромицетов, например, путем создания принципиально новых биологических препаратов для защиты растений, основанных на жидкостях, которые образуются при выращивании конкурентных грибов. В будущем мы планируем исследовать биохимические механизмы конкуренции микромицетов и возможности ее использования в защите растений», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Марина Селюк, кандидат биологических наук, доцент кафедры защиты растений Института фундаментальных и прикладных агробиотехнологий Новосибирского государственного аграрного университета.
Источник: пресс-служба Российского научного фонда.
