Исследователи предположили, что количественный анализ физиологических жизненно важных функций всего растения может быть использован для объективного определения здоровья сельхозкультур, обеспечивая более чувствительный способ обнаружения заболевания, и на основании этого разработали новаторский подход. Он обеспечивает чувствительный количественный подход к оценке серьезности заболеваний, вирулентности патогенов и восприимчивости растений, предлагая селекционерам и исследователям мощный инструмент для снижения потерь урожая и повышения устойчивости сельского хозяйства.
Исследование, проведенное аспирантом Шани Фридман (Гольдфарб) под руководством профессора Менахема Мошелиона из Института растениеводства и генетики в сельском хозяйстве Еврейского университета в Иерусалиме, продемонстрировало новый подход к обнаружению фузариозного увядания томатов на самых ранних стадиях, задолго до того, как симптомы станут заметными.
Это исследование имеет важное значение для науки о растениях, предоставляя селекционерам и ученым надежный метод для улучшения раннего обнаружения заболеваний и углубления понимания взаимодействия растений и патогенов. Исследование опубликовано в журнале Plant Disease.
Фузариозное увядание, вызываемое почвенным грибом Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, является разрушительным заболеванием, которое приводит к значительным экономическим потерям во всем мире. Традиционно обнаружение болезней растений, таких как фузариозное увядание, основывается на визуальных оценках, которые часто могут быть субъективными и неточными. К тому времени, когда симптомы становятся заметными, существенный ущерб обычно уже нанесен.
Однако ученые пошли по другому пути, фокусируясь на точных измерениях водного соотношения с использованием высокопроизводительной системы физиологического фенотипирования.
Исследовательская группа использовала передовую технологию лизиметра для непрерывного мониторинга скорости транспирации и изменений биомассы растений томата в полуконтролируемой тепличной среде. Примечательно, что они наблюдали снижение скорости транспирации растений за несколько дней или недель до появления каких-либо визуальных симптомов.
«Мы показываем, что связанные с водой физиологические признаки, такие как транспирация, могут выступать в качестве чувствительных, надежных ранних индикаторов заражения Fusarium. Мы смогли количественно измерить, как растения реагируют на патоген задолго до того, как они проявили традиционные видимые симптомы заболевания», - пояснила Шани Фридман.
Количественный метод исследования не только выявляет заболевание на ранней стадии, но и измеряет вирулентность патогена и восприимчивость растений. Это дает исследователям и фермерам четкие числовые данные для определения того, насколько агрессивно патоген влияет на урожай, и для оценки того, насколько различные сорта томатов сопротивляются или переносят фузариозное увядание.
Доктор Шей Ково, ключевой сотрудник кафедры фитопатологии и микробиологии, подчеркнул более широкую значимость результатов. «Данный количественный подход открывает новые направления для изучения взаимодействий растений и патогенов. Он позволяет нам лучше понять, как патогены влияют на растения на ранних стадиях заболевания».
Профессор Менахем Мошелион отметил потенциал методологии за пределами томата: «Наш подход открывает захватывающие возможности не только для томатных растений, но и для сельскохозяйственных практик в целом. Раннее обнаружение посредством физиологического мониторинга может значительно сократить потери урожая и повысить устойчивое управление сельским хозяйством».
Инновационная методология имеет потенциал не только для томатов. Исследовательская группа также успешно применила ее к растениям картофеля, зараженным фитофторозом, продемонстрировав универсальность своей системы физиологического мониторинга для других важных заболеваний растений.
Источник: Hebrew University of Jerusalem.
На фото - колбы Эрленмейера, содержащие культуры различных изолятов Fusarium, используемые для заражения растений томатов в исследовании. Источник фото: Plant Disease (2025). DOI: 10.1094/PDIS-07-24-1523-RE.
