Maria Samsonová, vedoucí Laboratoře matematické biologie a bioinformatiky na Petrohradské polytechnické univerzitě Petra Velikého (SPbPU), hovořila v rozhovoru pro portál AGRO XXI o rysech jedné z nejnebezpečnějších chorob plodin a proč je fusarium pod pozornost ruských vědců
Přečtěte si AgroXXI v TELEGRAM ZEN VK
Již dříve jsme psali, že skupina výzkumníků z Petrohradské polytechnické univerzity, Petrohradské státní univerzity a Federálního vědeckého centra pro lýkové plodiny jako první na světě rozluštila genom houby Fusarium oxysporum f.sp.lini.
Nyní portál AGRO XXI požádal Marii Samsonovou, vedoucí laboratoře matematické biologie a bioinformatiky na Petrohradské polytechnické univerzitě Petra Velikého (SPbPU), aby se k problému fuzárií vyjádřila.
— Souvisí rozšíření fusária se zvýšením produkce obilí, zejména pšenice?
— Fusarium je jednou z nejzávažnějších chorob rostlin. Obvykle tam, kde jsou zemědělské rostliny, je fusarium. Proto samozřejmě, pokud dojde k nárůstu plodin, pak se problém fusárií stává naléhavějším.
Existuje asi 300 druhů těchto hub a mnohé z nich jsou patogenní. Existují ale i nepatogenní, které prostě žijí v půdě a nezpůsobují onemocnění rostlin. Mnoho z těchto hub nemá pohlavní proces a množí se jednoduše kousky mycelia. Tyto kousky mycelia se mohou šířit různými způsoby. Když rostlina zemře, dostane se do půdy a mycelium existuje na rostlinných zbytcích, které jsou v půdě. Kousky mycelia se navíc mohou šířit větrem, mohou být přenášeny hmyzem a mohou být roznášeny kapkami vody. A tak se tato houba šíří a infikuje další rostliny. Kromě toho může tato houba tvořit spory. Tyto spory jsou buňky, které jsou pokryty velmi odolnou membránou. Mohou zůstat v půdě po mnoho let. V zásadě může být těmito houbami zasažena jakákoli část rostliny.
– Kde v Rusku – v jakých oblastech – je problém s fusáriem nejakutnější – a jsou nějaká území volnější od fuzárií?
— Fusarium je rozšířený problém a nemohu vybrat žádný region, kde rozhodně neexistuje. Zajímavá je ale samotná historie fusárií. Byl objeven na konci 19. století v Rusku na Dálném východě. A postupně se tato nemoc začala šířit do dalších oblastí Ruska. Ale fusarium je zvláště aktivní v oblastech s teplým a vlhkým klimatem. A v souvislosti s klimatickými změnami se objevují nové oblasti příznivé pro tuto chorobu. Na počátku 21. století tak byla již v Leningradské oblasti objevena obilná fuzária. Tito. Klima se otepluje a fusarium se přesouvá na sever.
— Může být půda v zásadě bez fusárií nebo je přítomna všude?
— Pokud z půdy odstraníme rostlinné zbytky, pak ano, půda může být bez plísňových spor a mycelia, ale to je poměrně obtížné. A většinou jsou samozřejmě všude fusária.
— Co určuje sílu tlaku škodlivého organismu – je v různých letech stejná nebo ne?
— Síla tlaku závisí na množství plísní v půdě. Navíc závisí na klimatických podmínkách (přibývá v teplém a vlhkém klimatu). Záleží také na zemědělské technice. Pokud například provedeme agrotechnická opatření a odstraníme tyto rostlinné zbytky hlouběji do půdy, získáme pro rostliny pozitivní efekt. A úroveň jejich onemocnění se sníží. A střídání plodin je také nutné. Tito. Pokud například vezmeme v úvahu obilné fusarium, pak pokud již byla zrna v dané oblasti půdy zasažena, pak je v příštím roce lepší je tam nezasít, ale zvolit jinou plodinu.
— Jak pochopit, že půda a rostliny jsou infikovány fusáriem?
– To lze vidět z vnějších znaků. Nejprve se objeví zóny poškození listů. Houby Fusarium proniknout do rostliny a hned ji nezabít, ale přeskupit metabolismus rostliny ve svůj prospěch tak, aby se v této rostlině množila a využívala její metabolity jako živiny, a pak rostlinné buňky odumírají. V důsledku toho houba ucpává vodivé cévy a v důsledku toho rostliny vadnou. Na začátku infekce se na zrnách může vytvořit povlak na klasu. Plak je spor. Při poškození kořenů houba proniká do kořenových vlásků, množí se a následně ucpává vodivé cévy rostliny.
Patogenní druhy Fusarium jsou často zaměřeny na konkrétní druh plodiny. Existují však také druhy hub, které ovlivňují několik druhů rostlin. Existují například závody Fusarium oxysporum, který může infikovat okurku, meloun a meloun.
— Proč jste se rozhodl řešit problém fuzárií na lnu? Co jsi zatím zjistil a na čem dál pracuješ?
— Lněné fusarium je velký problém. U citlivých rostlin se snižuje produktivita a kvalita vlákniny a oleje. A v důsledku toho může zemřít až 80 % plodin. V Laboratoři matematické biologie a bioinformatiky na Polytechnické univerzitě Petra Velikého v Petrohradě studujeme, jak houby interagují s rostlinami. Abychom cíleně a v co nejkratším čase vytvářeli odrůdy odolné vůči chorobám, je nutné rozluštit mechanismy takové interakce. Při výzkumu využíváme bioinformatické a genomické metody. Poprvé se nám podařilo rozluštit genom několika ras této houby Fusarium oxysporum, který infikuje len a sestaví tento genom do samostatných chromozomů, což byl netriviální úkol. A další etapou je charakterizace sbírky lnu Federálního vědeckého centra pro lýkové plodiny a studium toho, co se děje s houbou a rostlinou během infekce, jak se všechny procesy v rostlině přeskupují, když houba pronikne.
— Je možné vytvořit 100% rezistentní odrůdy, jak vypadá algoritmus rozvoje rezistence?
— Mezi houbou a rostlinou probíhá „závod ve zbrojení“. Pokud vytvoříme odolnou odrůdu, houba se velmi rychle vyvíjí a vyvíjí nové mechanismy, jak obejít odolnost rostliny. Je tedy potřeba neustále pracovat na vývoji odolných odrůd, protože houba dokáže rezistenci obejít. Takže 100% odolné odrůdy prostě neexistují.
— Jaká opatření by měla být použita k boji proti fusariu Je možné se vypořádat s patogenními houbami pouze pomocí agrochemikálií?
— Rostlina má vrozenou imunitu. Když houba začne pronikat do rostliny, musí překonat řadu překážek. Za prvé jsou to bariéry fyzické – buněčná stěna a za druhé bariéry chemické, tzn. rostlina produkuje metabolity, které brání pronikání houby. Existují geny rezistence. Navíc existuje přecitlivělost, to jsou určité reakce, které brání pronikání houby.
Rostlinu můžete zkusit chránit i pomocí chemických prostředků, fungicidů v případě obilí, použití fungicidů může snížit příznaky onemocnění o 30 – 60 %. Možné jsou i biologické prostředky ochrany. Plísně Fusarium jsou účinně potlačovány kmeny bakterií z rodů bacil, Kluyvera, Lysobacter, Paenibacillus, Pantoea, Pseudomonas, droždí Kryptokok, Rhodotorula, Sporobolomyces. Je také možné použít rostlinné sebeobranné mechanismy. Například existují symbiontní bakterie, které žijí v rostlině, v semenech, kořenech, stoncích. Symbionti jsou bakterie, které koexistují s rostlinami ve vzájemně výhodném vztahu. Takové bakterie mohou být použity v boji proti fusariu, protože potlačují houbu a vytlačují ji. Dalším způsobem je vytvoření odolných odrůd, o kterých jsem mluvil dříve.
— Jak hodnotíte používání rhizosférické mikroflóry jako biokontrolních činidel – nebo stále hraje hlavní roli střídání plodin a používání odolných odrůd?
„Využití rhizosférické mikrobioty je aktivní oblastí výzkumu, ale zatím nelze říci, že by tato metoda mohla problém vyřešit. Střídání plodin, agrotechnika a použití odolných odrůd jsou podle mého názoru v boji proti fuzáriím velmi perspektivní.
— Děkuji, Maria, za rozhovor. Náš portál přeje vám a vašim kolegům úspěch ve vašich úkolech.
Zajímavé téma? Přihlaste se k odběru našich novinek na ZEN | Kanál v telegramu | Skupina VK.
