Этот сорняк представляет собой угрозу, способную оставить без обеда почти половину населения земного шара. Рис — это главная еда для 3,5 миллиардов человек, но главный сорняк рисовых чеков сорняк ежовник обыкновенный (куриное просо) быстро учится противостоять гербицидам. На этот раз популяция сорняка в Китае проявила устойчивость к пиразосульфурон-этилу.
Согласно международным научным отчетам (включая базы данных Международного комитета по учету устойчивости сорняков к гербицидам (HRAC)), ежовник обыкновенный (Echinochloa crus-galli) — это один из самых опасных и быстроэволюционирующих сорняков на планете. На сегодняшний день у него зафиксирована устойчивость более чем к 7 различным химическим классам (механизмам действия) гербицидов в 16 странах мира.
Ученые из Китая сообщили: сорняк мутирует и развивает в себе новые суперспособности, которые делают его практически неуязвимым для одного из самых популярных гербицидов, который долгое время оставались самым надежным и дешевым способом химической прополки. Это пиразосульфурон-этил, который блокирует у растений важнейший фермент роста (ацетолактатсинтазу, или ALS). Без этого фермента сорняк должен гарантированно погибнуть. Но ежовник смог адаптироваться под жестким селективным давлением химии.
Исследователи собрали образцы взбунтовавшегося куриного проса в китайских провинциях Хэйлунцзян и Хэбэй и проверили устойчивость в лаборатории. Устойчивая популяция сорняка выдержала дозу гербицида, которая в 52,9 раза превышает смертельную норму для обычного ежовника.
Чтобы понять, в чем дело, ученые применили секвенирование генов, тесты с ингибиторами и даже компьютерный молекулярный докинг (виртуальное моделирование стыковки молекул).
Секрет бессмертия оказался скрыт глубоко в ДНК растения, а именно в мутации Trp-574-Leu: в целевом сайте фермента ALS произошла микроскопическая замена одной аминокислоты (триптофана на лейцин) в позиции 574. Молекулярное моделирование показало, что эта крошечная замена W574L полностью разрушила ключевые связи между ферментом растения и гербицидом. Активное вещество больше не может «схватить» фермент и заблокировать его.
Ученые также считают, что ежовник научился ускоренно расщепляться и переваривать гербициды внутри своих клеток, нейтрализуя их полностью.
Помимо пиразосульфурона, о котором шла речь выше, сорняк выработал перекрестную устойчивость почти ко всем популярным препаратам этой группы. Мутации гена ALS (такие как обнаруженные учеными Trp-574-Leu или Pro-197-Leu) защищают его от пеноксулама, биспирибака натрия и имазамокса. Сорняк просто не дает действующему веществу заблокировать синтез аминокислот.
Синтетические ауксины тоже под вопросом. К квинклораку ежовник массово выработал устойчивость в Китае, США (Арканзас, Калифорния) и Испании. Растения научились блокировать индукцию цианида, с помощью которого гербицид должен уничтожать сорняк. Еще пример - флорпирауксифен-бензил. Новейший гербицид, который создавался как «спасение» от устойчивого ежовника, но недавние исследования (2024–2025 гг.) подтвердили, что в Китае (провинция Цзянсу) популяции сорняка уже начали вырабатывать резистентность и к нему.
Ингибиторы ACCase - «Граминициды» отступают перед ежовником. Эти гербициды блокируют синтез жирных кислот, необходимых для клеточных мембран злаков. Ежовник научился противостоять им за счет эволюции гена ACCase и супер-ферментов метаболизма (цитохромов P450). Сорняк успешно выживает при обработке популярными препаратами: метамифопом, цигалофоп-бутилом и феноксапроп-п-этилом.
И таких примеров по группам гербицидов много. Самое опасное, что фиксируют ученые сегодня — появление популяций с двойной, тройной и более устойчивостью. Например, один и тот же выживший на поле куст ежовника может одновременно обладать целевой мутацией против ALS-гербицидов и зашкаливающим уровнем ферментов P450/GST, которые мгновенно переваривают ауксины и граминициды. Это загоняет химический метод защиты растений в тупик.
Поэтому ученые обратились к природе, развивая методы биоконтроля.
Из интересного можно упомянуть выделение природных токсинов (харцианумы). Их научились выделять из биоудобрений на основе грибов (таких как Trichoderma brevicompactum). Это специфические фитотоксичные метаболиты — харцианум А и Б (harzianum A и B). В чистом виде эти соединения протестировали против злаковых сорняков. Исследования в чашках Петри и горшках подтвердили, что эти молекулы работают как эффективный довсходовый и послевсходовый биогербицид: они угнетают рост корней и побегов ежовника не хуже коммерческого химического гербицида 2,4-Д. Преимущества триходермы на рисовых чеках — её избирательность. В тех же опытах, где гриб подавлял прорастание ежовника, он одновременно стимулировал рост и урожайность культурного риса. Триходерма заселяет корни риса, выделяет ростовые гормоны и защищает его от гнили, помогая культуре выиграть естественную конкуренцию у сорняка.
Кроме того, на органических плантациях Азии ученые внедряют метод поверхностного рассеивания свежих рисовых отрубей. При их контролируемом разложении в верхнем слое затопленной почвы выделяются специфические органические кислоты, которые блокируют прорастание семян ежовника, не угнетая глубоко укоренившийся рис.