Война грибов: эндофиты против фузариоза пшеницы

Ученые из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) в Пеории, штат Иллинойс, изучают гриб-«арендатор» на предмет его способности биологически контролировать Fusarium graminearum — вредный гриб, вызывающий фузариоз не только у пшеницы, но и у ячменя, овса и других зерновых культур.

Фузариоз наносит ущерб в двух направлениях: снижает урожайность и ухудшает качество зерна. Эти два фактора способствуют снижению цены продаж. Однако не это, по мнению специалистов, опасно. При фузариозе происходит заражение пораженных грибом зерен вомитоксинами, которые могут быть вредны для людей и скота. Пшеница с уровнем вомитоксина выше одного миллиграмма неприемлема для потребления человеком.

Поскольку сорта с полной устойчивостью к фузариозу не были найдены, фермеры используют различные подходы, включая частично устойчивые к болезни сорта, фунгициды и другие меры, которые могут держать болезнь под контролем. Однако у каждого есть свои недостатки. Например, методы обработки почвы, используемые для нарушения цикла болезни, могут повысить риск эрозии почвы.

Чтобы предоставить производителям пшеницы более экологичные варианты на выбор, команда отдела профилактики микотоксинов ARS и прикладной микробиологии в Пеории сосредоточила свое внимание на арендаторе гриба Sarocladium zeaeза. Гриб известен как «эндофит», потому что он проводит часть своего жизненного цикла среди тканей и органов пшеницы и некоторых других растений-хозяев в симбиотических отношениях с ними. Эндофит не представляет опасности для своего хозяина, но он может соперничать с микробами, такими как грибок фузариоза, который обитает во многих частях растения пшеницы, включая его зерносодержащие структуры.

Во время исследования ученые использовали полезный гриб в отношении почвы, стеблей, зерен пшеницы. Опытным путем удалось установить, что эндофит преобразовался из «доброкачественного арендатора» в агрессивного «телохранителя», сразу же после того как ученые ввели гриб Fusarium graminearum. Один особенно сильный штамм эндофита, S. zeae NRRL 34560, сдерживал распространение и тяжесть болезни парши почти на 58%, а также снижал выработку вомитоксина в зерне на 61%.

Ученым удалось установить, что в колонизации растения пшеницы, эндофит может не только выделять мощные противогрибковые соединения, но и помогать укреплять собственную защиту растения от фузариоза. Для будущих исследований группа продолжит оценку потенциала обработки семян эндофитами как в тепличных испытаниях, так и в полевых испытаниях с использованием различных восприимчивых и устойчивых сортов пшеницы.

Подготовлено по материалам Agricultural Research Service.