Спасти банановые плантации на самом деле можно при помощи одного хорошо известного фунгицида
Группа исследователей (Стюарт Кэннон, Уильям Кей, Сридхар Килару, Мартин Шустер, Сара Джейн Гурр, Геро Стейнберг) опубликовали в статье на портале journals.plos.org результаты сравнительных опытов по пестицидам против возбудителей новых штаммов фузариозного увядания бананов, угрожающих истребить популярный мировой продукт с производством 114 млн тонн в год.
«Мировым поставкам бананов ранее угрожал Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), поскольку в 1950-х годах штамм Race 1 (FocR1) уничтожил коммерчески доминирующий сорт Грос Мишель. Эта проблема была преодолена введением устойчивого сорта Кавендиш, - пишут авторы. - Однако с появлением штаммаTropical Race 4 (FocTR4), обнаруженного на Тайване в 1967 году, поставки бананов в мире снова стали вызывать острое беспокойство, так как новый агрессивный штамм, получивший название «панамская болезнь», распространился по континентам, достигнув Южной Америки в 2019 году.
Угроза панамской болезни имеет большое значение, поскольку бананы Кавендиш в настоящее время составляют около 40% мирового производства и более 90% всего экспорта.
FocTR4 (также называемый Fusarium odoratissimum) производит 3 формы бесполых спор: макроконидии, микроконидии и хламидоспоры. Исследования субтропической расы Foc 4 позволяют предположить, что эти споровые формы участвуют в заражении бананов. Толстостенные меланизированные хламидоспоры успешно переносят неблагоприятные условия окружающей среды и сохраняются в почвенных остатках в течение десятилетий, распространяясь на видах, не являющихся хозяевами, или переносятся в почве, на обуви или сельскохозяйственном оборудовании. Хламидоспоры прорастают при благоприятных условиях, проникают в ткани корня, вторгаются в кору и входят в энтодерму, где колонизируют и блокируют сосуды ксилемы. Инфекция приводит к увяданию, пожелтению листьев, побурению сосудов, некрозу и гибели растений.
Ранее были выдвинуты предположения, что эффективных стратегий борьбы с этим переносимым через почву патогеном на основе фунгицидов не существует.
Исследования влияния различных фунгицидов на FocTR4 in vitro или in vivo , путем инъекции в клубнелуковицу, погружения открытого корня и/или замачивания почвы дали противоречивые результаты. Следовательно, считается, что «химические меры имеют ограниченную или сомнительную эффективность» или «фузариозное увядание не может контролироваться фунгицидами».
Здесь мы обращаемся к этим утверждениям и проводим надежные и количественные анализы для оценки 21 фунгицида из 7 классов на (i) образование колоний FocTR4 и FocR1 in vitro и, для сравнения, чувствительный к фунгицидам патоген пшеницы Zymoseptoria tritici, (ii) выживаемость FocTR4 макроспоры, микроспоры, хламидоспоры в жидкой культуре.
Этот систематический подход позволил нам (i) описать вероятные причины неспособности основных классов фунгицидов контролировать FocTR4 (ii) определить реально работающий фунгицид.
Мы протестировали влияние 12 одноместных (одна мишень) и 9 многоместных фунгицидов против FocTR4 и Foc Race1 (FocR1) на количественный рост колоний и в макроконидиях FocTR4, микроконидиях и хламидоспорах. Все эти морфотипы FocTR4 вызывают панамскую болезнь у бананов.
Эти эксперименты выявили устойчивость FocTR4 ко всем фунгицидам одноместного действия, при этом ни азолы, ни ингибиторы сукцинатдегидрогеназы (SDHI), ни стробилурины, ни бензимидазолы не убивают эти споровые формы.
Мы показали на обработанных фунгицидами гифах, что эта устойчивость возникает в субпопуляции «персистирующих» клеток и не наследуется генетически. Персистенты FocTR4 реагируют на 3 мкг/мл азолов или 1000 мкг /мл стробилуринов или SDHI за счет сильной повышающей регуляции генов, кодирующих ферменты-мишени (до 660 раз), генов предполагаемых транспортеров оттока (до 230 раз) и ферментов детоксикации ксенобиотиков (до 200 раз).
Сравнение экспрессии генов у FocTR4 и Zymoseptoria tritici, выращенных в идентичных условиях, показывает, что этот ответ наблюдается только у FocTR4.
Напротив, FocTR4 проявляет небольшую врожденную устойчивость к большинству фунгицидов, действующих на нескольких участках-мишенях. Однако количественные анализы показывают, что только каптан (20 мкг/мл) и все липофильные катионы (200 мкг/мл) эффективно подавляют панамскую болезнь. Тем не менее, это хорошая новость, опровергающая бессилие пестицидов перед FocTR4».
Фото: Madib zikri с фотостока Unsplash.
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.