При том, что существует более 100 болезней, способных поражать соевую культуру, почему именно пепельная гниль возглавляет список наиболее опасных? Ученые из Университета Иллинойса привели меняющийся климат Земли в качестве одной из причин, требующей проведения дополнительных исследования грибка, который вызывает пепельную гниль.
Грибы часто ассоциируются с прохладными, влажными условиями роста, но Macrophomina phaseolina, грибок, вызывающий пепельную гниль, предпочитает жаркие и сухие условия.
– По мере продолжающихся изменений климата мы становимся свидетелями всё больших погодных крайностей, в том числе горячих, сухих летних сезонов, и для этого грибка создаются более благоприятные условия, чтобы он закрепился в сое и других культурах, – объяснил молекулярный биолог из Университета Иллинойса Осман Радван. – Если мы посмотрим на заболевания сои, то обнаружим, что соевая нематода (СН) занимает первое место, но в последнее десятилетие или около того, пепельная гниль вошла в список 10 заболеваний, которые влияют на урожайность сои.
При рассмотрении предыдущих исследований пепельной гнили, Радван и его команда заметили, что связанные с изменением климата ухудшения погодных условий, такие как усиление жары и засухи, вызвали у сои рост заболеваемости пепельной гнилью. Он полагает, что необходимо разработать стратегию исследования высокоурожайных сортов сои, которая будет одновременно устойчивой к пепельной гнили и к засухе.
– Сейчас мы занимаемся скринингом различных линий сои на устойчивость к пепельной гнили и засухе, в сотрудничестве с Гленом Хартман из Минсельхоза США и фитопатолога Университета Иллинойса, – рассказывает Радван. – Его команда осуществляет скрининг на сопротивление пепельной гнили, а я провожу скрининг на засухоустойчивость. Наша конечная цель заключается в выявлении линии, которая продемонстрирует одновременно устойчивость и к пепельной гнили, и к засухе, и таким образом улучшить выносливость сои как к данному патогену, так и к экстремальным погодным условиям.
Радван подчеркнул, что риску подвергаются не только соевые культуры. Данный грибок вызывает пепельную гниль у приблизительно 500 других растений-хозяев, в том числе кукурузы, сорго, подсолнечника и других важных сельскохозяйственных культур. Этот грибок также растет и при высокой концентрации соли, что не является таким уж большим затруднением для фермеров в США, зато весьма актуально для фермеров развивающихся стран, где осоленённость считается серьёзной проблемой. Следовательно, растение должно одновременно выносить засуху, соль, и противостоять этому грибку.
Радван описывает одно интригующее направление исследований, которое даёт надежду на то, что может быть обнаружено взаимодействие между М. phaseolina, другими патогенами в почве, такими как соевые нематоды (СН), и синдромом внезапной смерти (СВС).
– У нас есть некоторые предположения о том, может ли СН увеличить или уменьшить заболеваемость пепельной гнилью, поскольку сопротивление обоим патогенам может контролироваться двумя различными путями, – поясняет Радван. – Биотрофные патогеы, таких как СН нуждаются в растительной ткани для того, чтобы выжить, но грибок, который вызывает пепельную гниль – некротрофный, это означает, что он убивает растительную ткань, а затем живет в мертвых клетках растений.
Нам необходимо понимать на молекулярном уровне, как эти два патогена взаимодействуют, когда они присутствуют на соевых полях. Понимание механизмов молекулярного взаимодействия между СН и М. phaseolina поможет молекулярным биологам и селекционерам проектировать эффективные способы борьбы с этими болезнями и выводить сою устойчивую к данным патогеннам.
Хотя ни одно растение не обладает абсолютной защитой от данного грибка, некоторые линии сои отличаются частичной устойчивостью к нему. Группа Хартмана уже начала проводить скрининг большого числа линий сои на устойчивость к пепельной гнили.
В контролируемых тепличных условиях, Радван выращивает разнообразные сорта сои в песчаной почве, а затем останавливает полив растений, чтобы имитировать засуху. Восприимчивые сорта увядают, и даже после добавления воды не восстанавливаются. Устойчивые к засухе – выживают.
– Если мы проведём скрининг на устойчивость к засухе, возможно, мы обнаружим и сорта, которые отличаются устойчивостью к пепельной гнили, и затем скрестим их, – резюмировал Радван. – Конечно, эти сорта также должны обладать и такими хорошими агрономическими признаками, как высокая потенциальная урожайность, чтобы оставаться приемлемыми для фермеров.
