Послеуборочная обработка картофеля против сухой гнили проводится в основном агрохимическими фунгицидами, но по мере роста устойчивости грибных возбудителей к агрохимии необходимо разрабатывать биоальтернативы.
Об успешном тестировании нового биометода контроля сухой гнили на послеуборочном картофеле сообщают исследователи Лондека Акхона Мбата и Ноквази Кэрол Мбили Кафедры фитопатологии Факультета сельскохозяйственных, геологических и экологических наук Университета Квазулу-Наталь, Южная Африка.
Картофель является четвертой по значимости и объему производства сельхозкультурой, которая вносит значительный вклад в улучшение безопасности питания в большинстве развивающихся стран Латинской Америки, Азии и Африки.
Картофель выращивается для непосредственного потребления человеком клубней, поскольку они являются богатым источником углеводов, витамина С и белков, а также содержат полезные для здоровья человека вещества, такие как антоцианы, фенолы, клетчатка и так далее.
Польза для здоровья от потребления картофеля включает, помимо прочего, противовоспалительное, антигиперлипидемическое и антигипертензивное действие.
Содержание полезных соединений в картофеле зависит от различных факторов, таких как тип сорта, послеуборочная обработка, температура хранения и продолжительность хранения. Поэтому крайне важно сохранить качество клубней после сбора урожая, чтобы передать их питательную ценность потребителю.
Сухая гниль картофеля, вызванная Fusarium, является разрушительным послеуборочным заболеванием картофеля. Заболевание вызывают различные виды Fusarium, включая F. oxysporum, наиболее распространенный возбудитель заболевания в Южной Африке. Патоген заражает семена картофеля, что приводит к загниванию семян, или заражает клубни, что приводит к сухой гнили.
В Южной Африке синтетические фунгициды, такие как имазалил, дифеноконазол и тиабендазол, обычно используются для лечения и профилактики болезни сухой гнили у картофеля.
Однако из-за быстрой мутации возбудителей и чрезмерного использования фунгициды утратили свою эффективность в борьбе с болезнью. Устойчивость к химическим фунгицидам привела к разработке и использованию агентов биологической борьбы (biological control agents, BCAs), и они, как правило, считаются безопасными веществами по сравнению с агрохимией.
BCAs — это виды микроорганизмов, такие как дрожжи, бактерии и антагонистические грибы, которые оказывают ингибирующее действие на патогены. Они подавляют рост патогена, либо вызывая устойчивость растений, либо подавляя рост целевого патогена. Доказано, что различные виды микроорганизмов контролируют многочисленные бактериальные и грибковые патогены, в том числе те, которые заражают картофель.
Мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) — это низкомолекулярное органическое соединение, обнаруженное во многих различных царствах. Мелатонин обладает ценными характеристиками, которые способствуют улучшению физиологических функций растений, таких как устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам, стимулирование размножения, роста и развития растений. Исследования показали, что мелатонин обладает высокой эффективностью в качестве восстанавливающего биоагента для химически поврежденных почв и природного антиоксиданта. Этот гормон активирует антиоксидантные ферменты, такие как каталазы, пероксидазы и супероксиддисмутазы. Сообщается, что мелатонин обладает антимикробной активностью против некоторых патогенов, вызывающих заболевания продовольственных культур
Интеграция методов контроля обычно используется для повышения эффективности выбранных мер.
Целью исследования была оценка комплексного действия мелатонина и агента биологической борьбы Bacillus amyloliquefaciens против бактерий F. oxysporum, вызывающих сухую гниль картофеля, а также дальнейшая оценка влияния комбинированной обработки на качество клубней после сбора урожая.
Штамм Bacillus amyloliquefaciens MPA 1034 (Bamy) был выделен из растительного материала, собранного в Питермарицбурге, Квазулу-Натал, и интегрирован с различными концентрациями мелатонина. Интегрированные эффекты мелатонина и B. amyloliquefaciens были исследованы против F. oxysporum с использованием метода слияния дисков in vitro и in vivo.
Влияние наиболее эффективной обработки оценивалось по антиоксидантной активности, содержанию фенолов, содержанию аскорбиновой кислоты и содержанию белка в клубнях картофеля.
В скрининговом исследовании in vitro обработка Bamy + MEL100 имела самый высокий процент ингибирования роста мицелия (59,92%), за ней следовали Bamy + MEL15 и Bamy + MEL50 (56,12% и 55,27% соответственно).
Клубни картофеля, обработанные Bamy + MEL100, имели самую низкую тяжесть заболевания (50,61%) и величину проникновения патогена 6,39 мм. Bamy + MEL50 показал процент тяжести заболевания 59,72%.
Экзогенное применение мелатонина в концентрации 100 мкМ в сочетании с B. amyloliquefaciens было наиболее эффективной обработкой с самым высоким содержанием фенолов (144,1 мг GAE/г DW) и содержанием белка (68 мг/г DM) по сравнению с необработанными клубнями (104,4 GAE/г DW содержание фенолов и 50,06 мг/г DM содержание белка).
Клубни, обработанные мелатонином, имели самое высокое содержание аскорбиновой кислоты 5,48 мг на 100 г сухого вещества по сравнению с необработанными клубнями 4,09 мг на 100 г сухого вещества.
В целом, клубни, обработанные комбинацией мелатонина и B. amyloliquefaciens, показали менее выраженные симптомы сухой гнили при всех концентрациях. На основании этих данных можно сделать вывод, что B. amyloliquefaciens и мелатонин в концентрации 100 мкМ могут использоваться совместно для подавления роста F. oxysporum.
Источник: Horticulturae 2025, doi.org/10.3390/horticulturae11091119