Яблоня, представитель семейства розоцветных, имеет значительную экономическую ценность, но сталкивается с проблемами после сбора урожая, такими как синяя плесень, вызываемая Penicillium expansum, и серая плесень, вызываемая Botrytis cinerea. Хотя синтетические фунгициды широко используются, их ограничения подчеркивают необходимость в устойчивых альтернативах.
Исследователи из Марокко (Национальная сельскохозяйственная школа Мекнеса, Университет Сиди Мохамеда Бен Абделлы) и Франции (Университет Реймса) определили перспективные лекарственные растения для борьбы с послеуборочными болезнями яблок.
Глобальное выращивание яблонь (Malus domestica) играет решающую роль в международной продовольственной системе, охватывая приблизительно 4,8 млн га с производством около 95 млн тонн яблок в год.
Китай доминирует в мировом производстве яблок с 45,98 млн тонн, за ним следуют Турция (4,49 млн тонн) и США (4,46 млн тонн). В Африке Марокко является вторым по величине производителем яблок после Южной Африки с годовым урожаем 889,736 тонн – яблони выращивают на 52,550 га при средней урожайности 16,93 тонны с гектара.
Растущая заболеваемость грибными заболеваниями в яблоневых садах стала насущной проблемой для производителей яблок во всем мире.
Среди наиболее вредоносных послеуборочных патогенов - Penicillium expansum и Botrytis cinerea, вызывающие голубую и серую плесень соответственно.
Эти грибы не только приводят к значительным экономическим потерям и снижению товарности, но и ставят под угрозу безопасность пищевых продуктов.
P. expansum вызывает особую обеспокоенность из-за выработки им патулина, микотоксина с генотоксическим, иммунодепрессивным и цитотоксическим действием, который обычно обнаруживается в инфицированных яблоках и полученных из них продуктах.
Между тем, B. cinera считается вторым по значимости фитопатогеном в мире, и он вырабатывает два основных фитотоксина, а именно сесквитерпеновый ботридиал и поликетид ботрициновую кислоту.
Хотя обычные фунгициды обеспечивают некоторый контроль, их использование все больше ограничивается экологическими проблемами, развитием резистентных штаммов грибов и угрозами продовольственной безопасности. Эти проблемы подчеркивают острую необходимость в устойчивых и эффективных альтернативах.
Перспективные стратегии включают биологические агенты контроля, такие как дрожжи и бактерии, а также использование наноматериалов. Недавние исследования сместили фокус в сторону соединений растительного происхождения из-за их мощных противогрибных свойств. Экстракты из различных растений показали многообещающие результаты против P. expansum и B. cinerea.
Однако большинство работ было выполнено на распространенных или популярных лекарственных растениях, часто без анализа комбинации видов, произрастающих в регионах Средиземноморья или Северной Африки. В этой работе впервые исследуется противогрибная активность этанольных экстрактов четырех менее изученных средиземноморских видов, а именно:
Каркас южный (Celtis australis), который еще называют каменным деревом из-за мощной и обширной корневой системы, обеспечивающей растению устойчивость к разного рода стрессам,Дикая олива (Olea europaea subsp. sylvestris (O. oleaster), среднерослые деревья с кожистыми листьями, Хамеропс приземистый, Chamaerops humilis (C. humilis), многоствольный и низкорослый представитель веерных пальм, Аспарагус белый Asparagus albus (A. albus), цветковое растение с белыми стеблями.Действительно, эти виды использовались в традиционных медицинских целях. Однако их потенциал для борьбы с этими патогенами после сбора урожая яблок никогда не изучался. Кроме того, в этом исследовании сочетаются анализы in vitro и in vivo, а также химическое профилирование с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), что обеспечивает комплексный подход, который объединяет оценки биологической активности с химической характеристикой для разработки природных фунгицидов.
Четыре изученных вида растений, A. albus, C. australis, O. oleaster и C. humilis, являются покрытосеменными, принадлежащими к семействам Amaranthaceae, Cannabaceae, Oleaceae и Arecaceae соответственно. Растительный материал был отобран в регионе Фес-Мекнес, в городе Фес, характеризующимся мягким и солнечным средиземноморским климатом с самой высокой и самой низкой температурой 46,7 °C и -8,2 °C соответственно.
Листья зрелых растущих растений высушивали в тени и измельчали в порошок. Порошок пропускали через сито с размером ячеек 1 мм, чтобы обеспечить однородность размера частиц. Этанольные экстракты были получены путем мацерации в этаноле: 10 г измельченных листьев смешивали с 100 мл 70:30 (об. / об.) этанола/дистиллированной воды и перемешивали в течение 24 часов. Растворитель удаляли с помощью роторного испарителя, а затем экстракты хранили при температуре 4 °C для дальнейшего использования. Поскольку растворитель этанол/вода полностью испарялся перед тестированием, отдельный контроль растворителя не был включен в противогрибковые анализы, поскольку не оставалось остаточного растворителя, который мог бы повлиять на результаты.
Грибные штаммы P. expansum (штамм Aby4, OR426630) и B. cinerea (штамм PR1, OQ691642) были выделены из гнилых яблок и отобраны на основе оценок патогенности.
Тесты in vitro оценивали ингибирование роста мицелия, тогда как испытания in vivo состояли из измерения потери веса, упругости, общего содержания растворимых твердых веществ, титруемой кислотности и индекса зрелости. Кроме того, фитохимические свойства экстрактов определялись с использованием метода Фолина-Чокальтеу и ВЭЖХ.
Результаты выявили заметную противогрибную активность, особенно для экстракта Celtis australis в концентрации 300 г на литр, что привело к значительному ингибированию роста мицелия (61% для P. expansum и 41% для B. cinerea), снижению тяжести заболеваний (39% и 50%) и заметному снижению заболеваемости (43% и 48%) соответственно.
Фитохимический анализ отразил наличие фенолов и флавоноидов в тестируемых экстрактах. Важно отметить, что естественная обработка помогла сохранить качество яблок во время хранения.
Молекулярные исследования стыковки далее показали, что основные соединения в экстракте Celtis australis ингибируют фермент 14α-деметилазу, ключевую цель в биосинтезе грибных стеролов.
Это исследование стремится внести вклад в устойчивое сельское хозяйство путем продвижения методов борьбы с болезнями на основе растений, которые являются как эффективными в борьбе с болезнями, так и экологически безопасными. Поскольку сельскохозяйственный сектор сталкивается с двойной проблемой увеличения производства и минимизации воздействия на окружающую среду, результаты предлагают потенциальные пути к более безопасной и устойчивой защите урожая яблок, которая приносит пользу как производителям, так и потребителям.
По статье группы авторов (Хадиджа Бенамар, Рашид Лахлали, Рашид Эззугари, Мохаммед Эль Уассете, Ильхам Дехби, Мохаммед Хадири, Мохаммед Ради, Лхоуссен Айт Хадду, Саад Ибнсуда Кораичи, Саад Бенамар, Абделлатиф Букир, Эссеид Айт Барка, Каутар Фикри-Бенбрахим), опубликованной в журнале Agronomy 2025 на портале www.mdpi.com.