Ученые впервые доказали: соперничество болезнетворных грибов ослабляет вред их жидких выделений для яровой пшеницы. В опытах с культуральными жидкостями одиночные грибы уменьшали массу проростков до 53,8%. Но при совместном выращивании патогенов растения развивались активнее! Их масса выросла на 56% по сравнению с контрольной группой, не подвергавшейся воздействию грибов. Эти результаты открывают путь к созданию экологичных средств защиты растений. Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликовано в авторитетном специализированном издании.
Значение яровой пшеницы и вызов патогенов
Росстат подтверждает: урожаи яровой пшеницы составляют почти треть от общего объема пшеницы в России. Урожайность этой культуры, как и других, зависит не только от климата, влаги и удобрений, но и от атак патогенных почвенных микроскопических грибов (микромицетов). Борьба с ними традиционно требует химических фунгицидов. Разные виды микромицетов часто сосуществуют на пшенице, конкурируя за ресурсы и повреждая ткани. Однако данных о том, как их совместное обитание влияет на развитие растений, пока мало. Изучение этих взаимодействий поможет снизить применение химии, получать безопасные продукты и повышать урожайность.
Фокус на опасных грибах
Исследователи из Новосибирского государственного аграрного университета и Новосибирского государственного педагогического университета изучили влияние четырех видов микромицетов (Bipolaris sorokinana, Fusarium poae, Fusarium oxysporum, Fusarium equiseti) друг на друга и на яровую пшеницу. Эти грибы поражают свыше 200 видов культурных и диких растений по всему миру. Помимо вызывания корневых гнилей, пятнистости листьев и увядания, они способствуют накоплению в урожае токсинов, опасных для людей и животных.
Методика экспериментов
Ученые выделили микромицеты из корней яровой пшеницы Новосибирской области. Грибы выращивали раздельно и попарно на жидкой питательной среде 10 дней. Затем жидкость, образовавшуюся в результате их жизнедеятельности, использовали для замачивания семян пшеницы на 24 часа. Контрольные семена помещали в дистиллированную воду. После этого все семена проращивали во влажной камере 7 дней.
Влияние одиночных грибов
Эксперимент выявил специфику воздействия отдельных видов. Fusarium poae сильнее всего снижал всхожесть семян (на 16%). Fusarium equiseti укорачивал росток примерно в 2,5 раза и уменьшал его массу на 53,8%. Fusarium oxysporum в большей степени угнетал корень, сокращая его длину примерно в 1,7 раза.
Позитивный эффект конкуренции
Совместное же выращивание грибов не только снизило их патогенность, но и дало стимулирующий эффект! Попарное культивирование разных видов увеличило длину корней на 16–37%, ростков — на 1–4%, а массу проростков — на 24–44% относительно контрольной группы. Более того, при совместном воздействии на растениях наблюдались лишь пятна без признаков гнили, а вредоносность не возрастала. Этот удивительный результат объясняется тем, что конкурируя, микромицеты взаимно подавляют друг друга, снижая тем самым их общее негативное влияние на пшеницу.
Перспективы экологичной защиты растений
«Наши открытия открывают перспективы для снижения вреда от патогенных микромицетов, — делится руководитель проекта РНФ, кандидат биологических наук Марина Селюк из Новосибирского ГАУ. — Например, можно создать инновационные биопрепараты на основе жидкостей, образующихся при выращивании конкурентных грибов. В дальнейшем мы планируем изучить биохимические механизмы этой конкуренции и возможности ее практического применения в защите растений».
