Усиление фитосанитарного надзора в условиях оживленной мировой торговли посадочным материалом необходимо для защиты как местного производства сельхозкультур, так и для дикорастущих растений, считают исследователи, которые пытаются разгадать особенности патогена, вызывающего болезнь картофеля зебра-чип.
Согласно двум новым исследованиям Калифорнийского университета в Риверсайде, неместные культуры и местные растения плохо влияют друг на друга, взаимно обмениваясь вредителями и болезнями, пишет Жюль Бернстайн в релизе University of California – Riverside.
«Мы изменили ландшафт в сельском хозяйстве, и это создало возможности для процветания патогенов. С одной стороны, мы ввели патогены, которые повреждают местные растения, а с другой стороны, у нас есть эндемичные патогены, которые мутируют и заражают посевы. Пример тому – картофельная болезнь зебра-чип», - говорит энтомолог Калифорнийского университета в Риверсайде Керри Маук, соавтор исследований.
Возбудитель болезни зебра-чип, Candidatus liberibacter solanacearum или CLso, как и печально известное заболевание позеленения цитрусовых, передается растениям небольшими летающими насекомыми листоблошками-псиллидами.
CLso вызывает болезнь картофеля, называемую зебра-чип, которая деформирует клубни, делая их непригодными для продажи и снижая урожайность до 90%. Впервые она появилась в США в 2000-х годах и быстро распространилась по всей стране.
«Мы хотели узнать, почему эта штука так внезапно появилась в США? Переносчики псиллиды уже были здесь и раньше, как местные насекомые. Мы задались вопросом, может быть, патоген также находится здесь дольше, чем мы думали?» - говорит Маук.
Чтобы ответить на этот вопрос, исследовательская группа посетила различные природные заповедники Калифорнийского университета, сеть диких земель, управляемых для академического использования. Они взяли образцы растений семейства пасленовых из каждого места, которое они посетили, а также изучили сохранившиеся гербарные образцы, датируемые 1970-ми годами.
Патоген присутствовал в 15%–20% растений, которые они исследовали, но формы, которые они обнаружили, не известны как заражающие сельскохозяйственные культуры. Более того, дикая форма патогена вообще не наносит вред растениям в отличие от сельскохозяйственной формы патоген.
Проще говоря, варианты CLso, обнаруженные в диких растительных сообществах, не представляют угрозы.
Вверху слева: зараженное CLso растение томата, демонстрирующее симптомы заболевания. Вверху справа: картофельная листоблошка, переносчик бактерий CLso. Внизу слева: Solanum umbelliferum, дикий паслен, который является носителем непатогенного CLso. Внизу справа: гербарный образец дикого паслена, который дал положительный результат на инфекцию CLso. Автор фото: Керри Маук/UCR.
Недавно исследователи получили финансирование от Министерства сельского хозяйства США, чтобы понять на молекулярном уровне, что же изменилось и когда патоген мутировал для заражения сельскохозяйственных культур.
«Что изменилось, из-за чего этот патоген стал проблемой? Какие белки различаются в доброкачественных и вирулентных вариантах? С чем они взаимодействуют в растении? Если мы узнаем ответы на эти вопросы, то сможем понять, какие меры контроля будут действенными», - говорит Керри Маук.
В другом исследовании, опубликованном в журнале Phytobiomes Journal, Маук и коллеги изучили возможное перемещение уже вирусных патогенов с сельскохозяйственных полей на растения диких тыкв в заповедниках Калифорнийского университета.
«Такие культуры, как тыква и картофель, привлекают тлей и белокрылок, которые могут переносить вирусы с культур на дикие растения. Многие вирусы в сельскохозяйственных культурах являются совершенно новыми для этого региона, они появились только в последние пару десятилетий. Если эти вирусы попадают из сельскохозяйственных культур в дикие районы, местные растения могут подвергнуться бомбардировке новыми патогенами, с которыми они никогда раньше не сталкивались», - поясняет Маук.
Ученые снова собрали образцы растений - на этот раз дикой тыквы. Целых 80% диких растений тыквы, которые они взяли, были заражены вирусом, который не является родным для Калифорнии и называется вирусов желтухи тыквенных, переносимым тлей, или CABYV.
Слева: растения дыни, зараженные недавно завезенным видом вируса. На вставках показаны насекомые-переносчики: тля (вверху) и белокрылка (внизу). Справа: природный заповедник Motte Rimrock UC, демонстрирующий дикие растения тыквы летом. На вставках показаны симптомы вируса (слева) и вспышка тли на диком растении тыквы (справа). Автор фото: Керри Маук/UCR.
Изучая эти вирусную желтуху тыквенных, исследователи установили, что CABYV подавляет рост корней растений, что является проблемой для сред с особенно сухим и жарким летом, таких как Южная Калифорния.
«Если растения не могут пускать корни, они не могут получить доступ к грунтовым водам или запасать воду в своих корнях. А дикие тыквы - одни из немногих видов растений, которые растут и обеспечивают ресурсы летом, поэтому на них во многом полагаются другие организмы: они дают пыльцу и нектар для насекомых, их едят находящиеся под угрозой исчезновения млекопитающие. Дикие тыквы здесь критически важны», - подчеркивает Маук.
Исследователи считают, что обе работы демонстрируют важность не только соблюдения фитобезопасности аграриями, но и повышения экологической грамотности у частных растениеводов для сокращения проникновения фитопатогенов на новые территории.
«Фитопатогены могут быть где угодно. Всякий раз, когда мы перевозим растения для торговли, существует вероятность привоза также и патогенных болезней, а также вредителей-переносчиков. Нам нужно убедиться, что мы перевозим исключительно безопасный растительный материал. Изучение того, как фитопатогены перемещаются, живут в растениях и мутируют с течением времени, поможет нам достичь цели по сокращению нежелательных проблем с патогенами как в сельскохозяйственных культурах, так и в диких растениях», - заключает исследователь.
Источник: University of California – Riverside. Автор: Жюль Бернстайн.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
