Черная парша картофеля, вызываемая патогенным грибом Rhizoctonia solani, представляет собой разрушительное почвенное заболевание, которое представляет значительную угрозу выращиванию картофеля во всем мире. Помимо картофеля этот базидиомицет вызывает корневые гнили у таких важных культур как рис, пшеница, соя и так далее. Команда китайских исследователей нашла эффективный вариант биоконтроля против черной парши картофеля.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей группы китайских исследователей о предлагаемом варианте биоконтроля черной парши картофеля: «R. solani, известный своим обширным повреждением различных сельскохозяйственных и садовых культур, стал серьезной проблемой в странах, выращивающих картофель, включая Китай.
Например, в городе Динси провинции Ганьсу уровень заболеваемости на сильно пораженных полях достиг 75%, при общем уровне заболеваемости на обычных полях 10–20%. При этом заболеваемость на участках, непрерывно возделываемых в течение 7 лет, достигает 96,71%.
R. solani, относящийся к роду Rhizoctonia, характеризуется бесцветным, разветвленным мицелием, образующим прямые или околопрямые углы. Исследования показали, что R. solani — это один из видов, имеющий множество штаммов. В большинстве стран доказано, что основным штаммом, вызывающим черную паршу картофеля, является R. solani AG-3. Он поражает преимущественно подземные части растений и вызывает язвы корней, почек, стеблей и столонов через мицелий и склероции, сохраняющиеся на почве и семенных клубнях.
Когда R. solani встречает растение картофеля, он начинает прикрепляться к растению и выделять ферменты, разрушающие клеточную стенку, а гифы начинают инфицировать растительные клетки, в конечном итоге вызывая разрушение всей клеточной структуры и гибель клеток.
Передача заболевания и повреждение в основном зависят от больного семенного картофеля, развитию черной парши способствуют низкие температуры почвы и высокая влажность.
В настоящее время проблема борьбы с R. solani связана со стабильностью его склероция, который может сохраняться в почве в течение длительного времени.
Современные методы борьбы с черной паршой картофеля включают химическую фумигацию, выведение устойчивых сортов, севооборот и так далее.
Однако химический контроль R. solani имеет экологические последствия, поскольку большинство химикатов оказывают вредное воздействие на нецелевые организмы и окружающую среду. С другой стороны, у устойчивых к болезням сортов могут возникнуть такие проблемы, как низкий выход продукта, плохое товарное качество.
Севооборот не подходит для крупномасштабного интенсивного выращивания картофеля. Поэтому необходимо изучить эффективные и экологически чистые методы борьбы с паршой картофеля, такие как биологический контроль. В настоящее время микроорганизмы привлекают внимание исследователей как агенты биологической борьбы с болезнями растений.
Предыдущие исследования подтвердили потенциал видов Bacillus в качестве агентов биологической борьбы с R. solani. Тем не менее, количество сообщений, посвященных их роли в борьбе с черной паршой картофеля и изучению механизмов биоконтроля, ограничено.
Таким образом, исследование команды ученых из Университета Ланьчжоу Цзяотун, Северо-Западного политехнический университета и Цинхайский педагогический университет, стало первой обширной научной работой, в ходе которой была доказана эффективность штаммов P. Polymyxa YF и B. amyloliquefaciens HT против R. solani на картофеле.
При ферментационном анализе фильтрата 50% фильтрат P. Polymyxa YF и B. amyloliquefaciens HT ингибировали рост R. solani на 85,55% и 82,86% соответственно.
Микроскопические наблюдения показали заметные морфологические изменения, связанные с коллапсом, атрофией и деформацией мицелия патогенного гриба после обработки антагонистическими фильтратами. Более того, результаты проницаемости клеточных мембран показали повышенную проводимость в обработанных бактериями образцах по сравнению с контролем.
«Штамм P. Polymyxa YF демонстрировал стабильную колонизацию на растениях картофеля и секретировал различные внеклеточные ферменты (протеазу, амилазу и целлюлазу), а также синтетические вещества, способствующие росту, такие как сидерофоры и индол-3-уксусная кислота (IAA). Будь то прививка вырезанной ткани или эксперимент в горшке, отрицательный контроль показал самый высокий уровень симптомов заболевания. В эксперименте в горшке после обработки YF физиологические параметры картофеля показали заметные изменения в высоте растения, длине корня, толщине стебля, а также сухом и свежем весе. ПЦР-анализ выявил в обоих бактериальных штаммах гены, кодирующие антимикробные липопептиды, включая fenB, ituC и srfAA, которые связаны с синтезом фенгицина, итурина и сурфактина. Эти результаты показали, что P. Polymyxa YF оказывает заметное антагонистическое действие на R. solani, что указывает на его большой потенциал в качестве эффективного агента биологической борьбы с черной паршой картофеля», заключают авторы исследования».
По статье группы авторов (Цинцин Лан, Ян Лю, Ронгронг Му, Сюэтао Ван, Цянь Чжоу, Рехмат Ислам, Сюй Су, Юнцян Тянь), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.