Для восстановления и защиты естественных и пахотных почв многочисленные агрохимикаты, которые раньше применялись для борьбы с патогенами растений, постепенно выводятся из употребления во многих регионах мира. Следовательно, у фермеров остается все более узкий набор мер контроля, особенно в отношении болезней, передающихся через почву, поэтому необходимы новые стратегии управления. Использование местного потенциала подавления болезней почвенного микробиома является многообещающим подходом, который может способствовать борьбе с патогенами растений.
Подавляемость заболеваний и вредителей - это сложный феномен, который, как предполагается, является результатом действий местных микробных антагонистов в почвенной среде.
Использование подавляющей способности почвы в качестве инструмента для управления патогенами затруднено плохим пониманием этого феномена.
В статье, написанной в соавторстве исследователями агронаучной компании HLB Андре Мачадо Бертраном и Эгбертом Шепелем совместно с другими партнерами проекта, такими как эксперты Лаборатории нематологии Вагенингенского университета, описывается работа по подавлению картофельных цистообразующих нематод (potato cyst nematodes - PCN) на основе почвенного микробиома.
Картофельная цистообразующая нематода - это общее название двух карантинных патогенов, Globodera pallida и G. rostochiensis, которые присутствуют практически во всех основных регионах выращивания картофеля в мире. Эти патогены представляют собой серьезную угрозу для мирового производства картофеля, вызывая предполагаемую глобальную потерю урожая в размере 9%.
Из-за своего карантинного статуса и учитывая, что как семенной, так и потребительский картофель являются крупными экспортными товарами, этот почвенный патоген тщательно контролируется как органами охраны здоровья растений, так и производителями.
В результате распространение PCN хорошо известно, и доступны многочисленные карты распространения.
Хотя большинство полей, используемых для выращивания картофеля, помечены как незараженные или зараженные PCN, скрининги с высоким разрешением иногда выявляют неоднородное распределение PCN внутри поля. В частности, эти поля являются подходящими объектами для изучения локальной супрессивности по отношению к этому патогену.
В данной работе были выбраны четыре явно однородных картофельных поля с необъяснимым неоднородным распределением PCN. Ученые предположили, что это неоднородное распределение PCN является результатом локальной вариации подавляющей способности заболеваний.
В контролируемых тепличных условиях они подтвердили подавляющую способность этих почв по отношению к PCN, и почвы были подвергнуты гамма-облучению для подтверждения биотического происхождения этого явления.
Последующий анализ микробного сообщества в ризосфере картофеля на основе ДНК выявил контрасты, связанные с подавляющей способностью, в составе сообщества между подавляющими и благоприятными участками. Повышенное содержание грибных (например, Metacordyceps chlamydosporia) и бактериальных (например, Pseudomonas fluorescens) антагонистов нематод положительно коррелировало с участками подавления PCN.
Было обнаружено, что различные наборы антагонистов связаны с подавлением PCN, несмотря на географическую близость исследуемых мест. Результаты подтверждают биотическое происхождение локального подавления PCN и показывают, что это следует рассматривать как внешне схожий результат.
«Десятилетия исследований привели к открытию широкого спектра естественных врагов фитопатогенных бактерий, грибов и нематод. На основе этих результатов были разработаны многочисленные биологические агенты контроля, но в целом неместные микроорганизмы испытывают трудности с внедрением в местные, высококонкурентные микробные сообщества почвы. Местные микробы обладают достаточными конкурентными компетенциями в своей родной почвенной экосистеме. Хотя было показано, что стимулирование местного сообщества патогенных антагонистов осуществимо, например, путем использования покровных культур, наше ограниченное понимание базовых биологических процессов в настоящее время препятствует более широкому принятию этого подхода в качестве стратегии управления патогенами», отметили авторы исследования.
Источник: HLB.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.