Ожог, вызываемый бактерией Erwinia amylovora, является одним из самых разрушительных бактериальных заболеваний, поражающих семечковые плодовые деревья семейства розоцветных: грушу, яблоню, айву и боярышник. Патоген быстро распространяется и обычно инициирует заражение через цветки, которые служат первичной инокуляцией, облегчая последующее распространение на листья, молодые побеги и развивающиеся плоды. Кроме того, раны от обрезки представляют собой основные пути заражения. После закрепления патоген может сохраняться в растении-хозяине, что приводит к системному распространению и быстрым эпидемиям, которые сложно контролировать и искоренить, что приводит к серьезным экономическим потерям. Но теперь появилась надежда справиться с проблемой биологическим методом.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей коллектива исследователей из Китая (Синьцзянский сельскохозяйственный университет; Ключевая лаборатория мониторинга вредителей и контроля безопасности сельскохозяйственных культур и лесов Синьцзян-Уйгурского автономного района; Ключевая лаборатория профилактики и контроля инвазивных чужеродных видов в сельском и лесном хозяйстве северо-западного пустынного оазиса Министерства сельского хозяйства и сельских дел КНР), в которой рассматривается перспективный микрокандидат против бактериального ожога плодовых культур.
Первая зарегистрированная вспышка бактериального ожога в Китае произошла в 2016 году в префектуре Или в Синьцзяне. К 2017 году болезнь поразила около 6700 гектаров в городе Корла, вызвав снижение урожайности груши от 30% до 50%. Распространенность и распространение бактериального ожога вызывают тревогу, и теперь болезнь подтверждена и наносит значительный экономический ущерб по крайней мере в двух китайских провинциях: Синьцзян и Ганьсу.
Текущие стратегии управления бактериальным ожогом включают карантинные меры, строгую обрезку и удаление зараженного растительного материала, применение химикатов, тактику биологического контроля и выведение устойчивых сортов.
Однако сохраняются значительные проблемы. В настоящее время культивируемые сорта плодовых деревьев, как правило, не обладают достаточной устойчивостью к бактериальному ожогу. Хотя удаление больных ветвей имеет решающее значение для ограничения распространения патогена, эта практика серьезно влияет на урожайность фруктов. Более того, широкое применение химических пестицидов, особенно антибиотиков, таких как стрептомицин, приводит к растущим проблемам, включая развитие устойчивости у патогенов, загрязнение окружающей среды и опасения по поводу остатков пестицидов в плодах.
Следовательно, бактериальный ожог остается недостаточно контролируемым во многих регионах, и разработка безопасных, эффективных и устойчивых методов контроля остается важнейшей глобальной проблемой.
Исследования показывают, что полезные микроорганизмы, проявляющие антагонистическую активность против фитопатогенов, используемые либо как целые организмы, либо как их биоактивные соединения, могут достигать эффективности контроля заболеваний, сопоставимой с обычными пестицидами.
Биологический контроль имеет явные преимущества, такие как высокая целевая специфичность, более низкий риск развития резистентности у популяции патогенов, улучшенные профили безопасности и большая совместимость с окружающей средой.
Ученые активно изучают различные микробные среды обитания, включая поверхности растений (эпифиты), внутренние ткани растений (эндофиты) и почвенные экосистемы, в поисках антагонистических микроорганизмов.
Было выявлено несколько перспективных кандидатов, включая такие бактерии, как Pseudomonas fluorescens, Lactobacillus plantarum и Bacillus amyloliquefaciens, наряду с бактериофагами и хищными миксобактериями. Однако современные исследования и применение биоконтроля в основном сосредоточены на ограниченном числе хорошо охарактеризованных штаммов микроорганизмов, что ограничивает разнообразие имеющегося арсенала биоконтроля против бактериального ожога. Поэтому открытие новых микробных антагонистов с высокоэффективными агентами биоконтроля привлекает все большее внимание ученых.
Род Herpetosiphon представляет собой единственную известную хищную группу в типе Chloroflexota. Его хищное поведение по отношению к бактериям-хозяевам аналогично стратегии «волчьей стаи», используемой миксобактериями: клетки изначально контактируют с хозяином посредством скользящей подвижности, затем объединяются вокруг клетки-хозяина и, наконец, выделяют различные гидролитические ферменты для лизиса и ассимиляции хозяина. Кроме того, Herpetosiphon может производить новые вторичные метаболиты. Эти отличительные биологические черты предполагают, что Herpetosiphon имеет значительный потенциал для применения в биологической борьбе с болезнями растений. Тем не менее, несмотря на то, что он является новым агентом биологического контроля с хищными способностями, его использование в борьбе с болезнями растений в сельскохозяйственных условиях не получило должного внимания.
Штамм Herpetosiphon, обозначенный как NSD29, был выделен из лесной почвы в Большом каньоне Тянь-Шань, Синьцзян-Уйгурский автономный район, Китай. С помощью морфологического наблюдения, физиологической и биохимической характеристики и молекулярной идентификации было установлено, что штамм является H. llansteffanensis. Для оценки его потенциала биоконтроля была оценена хищная активность штамма NSD29 против нескольких фитопатогенных бактерий, включая возбудителя бактериального ожога на груше с использованием чашечных анализов. Кроме того, эффективность биоконтроля штамма NSD29 была оценена против ожога на отделенных листьях груши, соцветиях, молодых плодах и нежных побегах.
Результаты показали, что применение H. llansteffanensis NSD29 значительно подавило распространение поражений на листьях груши и молодых плодах, достигнув защитной эффективности 75,2% и 72,0% соответственно.
Кроме того, предварительное опрыскивание NSD29 эффективно снизило заболеваемость цветочной гнилью, с эффективностью контроля 61,2%. На отделенных побегах груши применение ферментационного бульона NSD29 подавило распространение поражений, продемонстрировав существенную защитную (86,8%) и лечебную (75,6%) эффективность.
Это исследование дает первые доказательства потенциала видов Herpetosiphon в биологическом контроле болезней растений, выделяя H. llansteffanensis NSD29 как перспективного кандидата для разработки стратегий борьбы с бактериальным ожогом.
По статье группы авторов (Вэнь Лв, Жуюэ Ван, Вэньбо Цзи, Бэньчжун Фу, Мин Ло, Цзянь Хань), опубликованной в журнале Plants 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.