Традиционные методы борьбы с пирикуляриозом риса часто полагаются на химические фунгициды, которые при чрезмерном использовании могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду и способствовать развитию резистентных штаммов. Поэтому исследователи изучают альтернативные стратегии, которые используют естественные микробные взаимодействия для укрепления здоровья растений и более устойчивого управления болезнями.
В недавнем исследовании под руководством доцента Юки Фуруямы с кафедры прикладной биологии Токийского университета наук (TUS) группа исследователей поставила перед собой цель изучить взаимосвязь между P. oryzae и полезной почвенной бактерией Streptomyces griseus.
В состав исследовательской группы вошли Риса Сугиура, профессор Кодзи Курамочи, профессор Такаши Камакура и доктор Такаюки Аразое, все из TUS, а также доктор Такаюки Мотояма из Института физико-химических исследований и доктор Хироюки Осада из Института микробной химии. Их исследование было опубликовано в журнале Environmental Microbiology Reports.
«Хотя были проведены обширные исследования того, как грибы пирикуляриоза риса заражают растения-хозяева, многие аспекты их жизненного цикла остаются плохо изученными. Наше исследование направлено на то, чтобы пролить свет на взаимодействие грибов пирикуляриоза риса с другими микроорганизмами в почве, изучая важную часть их жизненного цикла за пределами процесса заражения», - объясняет доктор Фуруяма.
Для исследования этих взаимодействий команда провела серию экспериментов с совместным культивированием P. oryzae и S. griseus. Они измерили изменения pH в питательной среде и наблюдали влияние на рост S. griseus в различных условиях.
Их выводы показали, что присутствие P. oryzae значительно увеличило pH среды, что, в свою очередь, способствовало росту S. griseus. Примечательно, что это усиление роста не зависело от прямого контакта между двумя микроорганизмами, что позволяет предположить, что P. oryzae продуцирует нелетучие щелочные соединения, ответственные за этот эффект.
Исследование также показало, что другие патогенные грибы, такие как Fusarium oxysporum, возбудитель фузариоза, не вызывали подобного роста у S. griseus, что указывает на то, что наблюдаемое взаимодействие специфично для P. oryzae. Когда исследователи исключили аммиак как соединение, ответственное за повышение pH, это привело их к предположению, что полиамин, вырабатываемый P. oryzae, может быть активным индуцирующим рост агентом.
Рост S. griseus был стимулирован совместным культивированием с P. oryzae, но не культивированием в одиночку. Культуральная пластина с добавлением фенолового красного показала, что P. oryzae увеличил pH окружающей среды, что, в свою очередь, способствовало росту S. griseus, что позволяет предположить, что щелочные соединения, продуцируемые P. oryzae, стимулировали рост. Автор: д-р Юки Фуруяма из Токийского университета естественных наук, Япония; Environmental Microbiology Reports (2024). DOI: 10.1111/1758-2229.70012.
Открытие этого уникального микробного взаимодействия имеет значительные последствия для разработки устойчивых методов ведения сельского хозяйства.
Бактерия S. griseus известна своей способностью вырабатывать антибиотики, которые могут подавлять рост патогенных микроорганизмов. Способствуя росту S. griseus, P. oryzae может непреднамеренно создавать условия, которые контролируют его собственное распространение.
«Наши результаты показывают, что S. griseus можно использовать в качестве биоконтролирующего агента на рисовых полях, предлагая альтернативу химическим фунгицидам, — говорит доктор Фуруяма. - Если мы сможем усилить рост S. griseus на рисовых полях , то сможем снизить воздействие пирикуляриоза риса экологически безопасным способом».
Кроме того, исследование предлагает ценную информацию об экологической роли P. oryzae, указывая на то, что этот гриб может влиять на состав и динамику микробных сообществ в почве. Ученые предполагают, что их выводы могут иметь более широкие последствия для понимания того, как модуляция pH влияет на микробные взаимодействия, прокладывая путь для разработки инновационных стратегий биологического контроля для управления и другими болезнями растений.
С этим открытием команда сделала важный шаг к более устойчивым методам ведения сельского хозяйства. Потенциал использования силы микробных взаимодействий для борьбы с пирикуляриозом риса может произвести революцию в подходе к управлению болезнями важной культуры, давая надежду на будущее с меньшей зависимостью от химических веществ.
Источник: Tokyo University of Science.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
