Использование натуральных растительных экстрактов в контексте защиты растений в настоящее время переживает возрождение. Водные или этаноловые экстракты из различных частей (например, семян, листьев и зерен) дерева ним (Azadirachta indica A. Juss.) занимают уникальное положение среди производных растений и им находится все новое применение.
Ним считается универсальным решением в биоинсектицидах, но экстракты нима также доказали свою эффективность против нескольких фитопатогенов, включая возбудителей пятнистостей, фузариозного увядания, настоящей и ложной мучнистой росы на различных культурах.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей международного коллектива исследователей из Венгрии (Кафедра комплексной защиты растений, Институт защиты растений, Венгерский университет сельского хозяйства и естественных наук) и Словакии (Кафедра экологии окружающей среды и управления ландшафтом, Факультет естественных наук, Университет Коменского в Братиславе), в которой сообщается о достигнутом прогресс в биозащите подсолнечника от ложной мучнистой росы.
Ложная мучнистая роса имеет глобальное воздействие и наносит значительный ущерб посевам.
Plasmopara halstedii (Farl.) Berl. et de Toni, возбудитель ложной мучнистой росы подсолнечника, особенно опасен для этой важной масличной культуры. Он может спровоцировать карликовость, хлороз листьев и, в тяжелых случаях, увядание (гибель растения).
Химический контроль неэффективен, если системные симптомы проявляются на ранней стадии заражения. Из-за своей высокой изменчивости способность патогена быстро генерировать различные варианты (патотипы) представляет собой сложную эпидемиологическую проблему.
Эти варианты могут легко преодолеть доминирующие гены устойчивости в гибридах подсолнечника и развить устойчивость к фунгицидам, используемым для обработки семян, что подчеркивает необходимость сотрудничества между исследователями, фермерами и политиками для определения эффективных вариантов контроля против ложной мучнистой росы подсолнечника.
Устойчивость к болезням является важнейшим аспектом защитной системы растения, и реакция гиперчувствительности (hypersensitive reaction, HR) играет существенную роль в этом процессе.
Реакция гиперчувствительности является результатом многочисленных биохимических и клеточных процессов, включая быстрое увеличение активных форм кислорода, оксида азота и генов, связанных с патогенезом и защитными механизмами.
Когда растение распознает вторгающийся патоген, это распознавание обычно вызывает быструю локализованную гибель клеток (клеточный некроз) в инфицированной области, что предотвращает распространение патогена. В результате HR имеет жизненно важное значение для усиления иммунного ответа растения.
Однако реакции гиперчувствительности следует концептуализировать как динамическое взаимодействие между устойчивостью и гибелью клеток (некрозом), где гибель клеток не обязательно требуется для эффективной устойчивости. Экстракты и продукты из нима эффективно борются с фитопатогенами с помощью различных механизмов. Они могут напрямую подавлять рост патогена и предотвращать его установление и распространение в растении-хозяине. Кроме того, ним может иметь решающее значение для успешного выявления системной приобретенной устойчивости (systemic acquired resistance, SAR), тем самым повышая общую устойчивость растения.
Ботанические пестициды, такие как производные нима, являются новыми решениями для комплексной борьбы с вредителями. Однако, прежде чем они смогут быть широко приняты, необходимо точное понимание механизма их действия, при этом гистопатологические исследования являются обязательным элементом. Гиперчувствительные реакции и некроз клеток из-за инфекции являются относительно хорошо обнаруживаемыми тканевыми проявлениями защитных реакций растений. Некоторые авторы исследовали эти реакции на восприимчивых и генетически устойчивых подсолнечниках, инфицированных ложной мучнистой росой и на подсолнечниках, обработанных индукторами. Хотя эффективность пестицидов нима против ложной мучнистой росы подсолнечника была исследована, подробных данных о процессах, происходящих в тканях растений, нет.
Поэтому данное исследование было нацелено на следующие задачи:
Оценить эффективность экстракта листьев нима и его активного соединения азадирахтина в лабораторных экспериментах против двух различных изолятов P. halstedii в подсолнечнике.Оценить физиологические реакции инокулированных растений подсолнечника, обработанных препаратами на основе нима, уделяя особое внимание облегчению симптомов и признаков заболевания, таких как споруляция на семядолях, увядание, задержка роста и хлороз листьев.Провести изучение предварительных гистопатологических изменениях в тканях подсолнечника, инокулированных ложной мучнистой росой после обработки производным нима. Это даст представление о взаимодействии хозяина и патогена и потенциальных механизмах подавления заболевания и реакции хозяина.Выбранные изоляты P. halstedii, хранящиеся при температуре −70 °C, были частью коллекции Департамента комплексной защиты растений Венгерского университета сельского хозяйства и естественных наук.
Изоляты были выбраны для исследований на основе их вирулентности и агрессивности. Изолят 1 (из Мада, Венгрия) был классифицирован как патотип 700 (менее вирулентный), а изолят 2 (из Ракоцифальвы, Венгрия) - как патотип 704 (высоковирулентный) на основании предыдущих исследований.
Кроме того, подходящая приспособленность (например, хороший репродуктивный потенциал и короткий инкубационный период) является важным параметром при выборе изолятов.
Согласно предыдущим исследованиям, инкубационный период изолятов, определяемый как количество дней от заражения до споруляции, постоянно составлял 8 дней. В обоих случаях более половины инфицированных растений погибли. Короткий инкубационный период и высокая скорость вымирания указывают на то, что два изолята, использованных в этом эксперименте, были очень агрессивными.
Мефеноксам – активное действующее вещество фунгицидного препарата, ранее зарегистрированного в ЕС против ложной мучнистой росы подсолнечника в норме 3 мл/кг семян, служил в качестве положительного контроля в эксперименте, как и в предыдущих испытаниях. Семена равномерно покрывали раствором и оставляли сохнуть при комнатной температуре в течение трех дней. В эксперименте использовался генотип подсолнечника, восприимчивый ко всем патотипам P. halstedii.
Следующие обработки применялись к обоим изолятам P. halstedii (изоляты 1 и 2):
0 контроль: не обработанные и не инокулированные P. halstedii
PH: необработанный и инокулированный P. halstedii
MEF: обработанные мефеноксамом (3 мл/кг) и не инокулированные P. halstedii
MEF + PH: обработаны мефеноксамом (3 мл/кг) и инокулированы P. halstedii
NLE 10%: обработано 10% экстрактом листьев нима и не инокулировано P. halstedii
NLE 10% + PH: обработан 10% экстрактом листьев нима и инокулирован P. halstedii
NLE 20%: обработано 20% экстрактом листьев нима и не инокулировано P. halstedii
NLE 20% + PH: обработан 20% экстрактом листьев нима и инокулирован P. halstedii
AZA 0,01%: обработано 0,01% азадирахтином и не инокулировано P. halstedii
AZA 0,01% + PH: обработано 0,01% азадирахтином и инокулировано P. halstedii
Все обработки значительно снизили уровень заболеваемости по сравнению с инокулированным контролем (у которого уровень заболеваемости составил 73–76%).
Обработка 10% NLE показала самый сильный эффект против изолята 1 (0% выпревания), в то время как обработка 20% NLE была наиболее эффективна против изолята 2 (4% выпревания).
Обработка нимом также значительно улучшила высоту растений; например, 20% растений, обработанных NLE, инокулированных изолятом 2, достигли приблизительно 15 см по сравнению с приблизительно 8 см в инокулированных контрольных растениях.
«Гистологический анализ показал ограниченное распространение гиф и низкие уровни коркового некроза у растений, обработанных нимом, особенно при обработке 0,1% AZA. Это предполагает умеренную начальную защитную реакцию без обширной гиперчувствительной гибели клеток. Обработка нимом была сопоставима с обработкой мефеноксамом. Эти результаты подчеркивают потенциал продуктов, полученных из нима, в частности 10% NLE и 0,1% AZA, для комплексного управления ложной мучнистой росой подсолнечника как посредством прямого подавления патогена, так и посредством повышения устойчивости хозяина», заключили авторы работы.
По статье группы авторов (Рита Бан, Пратик Доши, Арбнора Бериша, Каталин Кёрёши, Йожеф Кисс, Дьёрдь Туроци, Божена Шера, Андраш Скорник, Ниша Ниша), опубликованной в журнале Agriculture 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.