Научный взгляд: ультрафиолетовое излучение защищает свеклу от болезней

Ученые Корнельского университета доказали, что бактерицидный ультрафиолетовый свет эффективно уничтожает вредоносный гриб Cercospora beticola, поражающий столовую свеклу.

C. beticola вызывает болезнь Cercospora leaf spot, которая поражает листья свеклы и вызывает их дефолиацию. Ученые полагают, что ультрафиолетовое излучение становится важным органическим инструментом в борьбе с растущей проблемой устойчивости к фунгицидам.

Ультрафиолетовый свет уже используют для борьбы с мучнистой росой на винограде и клубнике. Мучнистую росу можно легко обнаружить на внешней стороне листьев и побегов, но данное исследование показало, что ультрафиолетовый свет подавляет гриб, который часть своего жизненного цикла проводит внутри растения.  

Существует три типа ультрафиолетового излучения: UVA (с самой длинной волной), UVB и UVC (с самой короткой длиной волны); последний используется для защиты от болезней растений. При воздействии ультрафиолетового света в течение дня грибные патогены «включают» механизм, восстанавливающий повреждения ДНК, но когда УФ-излучение применяют ночью, этот механизм не может восстановить повреждения, что навсегда нарушает репликацию ДНК в спорах грибов.

Обработка наиболее эффективна, если за ней следует четыре часа темноты до восхода солнца, поэтому, согласно результатам исследования, рекомендуется применять ее сразу после заката.

В ходе исследования ученые испытали ультрафиолетовый свет непосредственно на спорах C. beticola в лаборатории. После определения дозы облучение было испытано на растениях свеклы в теплице. Было установлено, что ультрафиолетовый свет в эффективных дозах вызывает некоторую токсичность для растений, но растения преодолевают ее в процессе дальнейшего роста. Затем в течение двухлетних полевых испытаний была определена оптимальная доза, подавляющая C. beticola и имеющая минимальную токсичность для растений.

Результаты исследования внесут значительный вклад в борьбу с грибными фитопатогенами и с устойчивостью C. beticola к фунгицидам. Обработка светом UVC может быть использована как в традиционном производстве свеклы, так и в органических системах, где использование синтетических фунгицидов запрещено.

Охрана окружающей среды является важной задачей. Для уменьшения пагубного воздействия на природу в сельском хозяйстве все больше используют биопрепараты как эффективную замену пестицидам. Во Всероссийском центре карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») изучают и разрабатывают биопрепараты, позволяющие эффективно бороться с рядом карантинных грибных и бактериальных болезней. В качестве агентов биологической борьбы используются широко распространенные в России организмы, не оказывающие негативного влияния на экологию.

Источник: Sarah Jane Pethybridge et al, Nighttime Applications of Germicidal Ultraviolet Light (UV-C) to Suppress Cercospora Leaf Spot in Table Beet, Plant Disease (2024). DOI: 10.1094/PDIS-12-23-2715-RE