Научный взгляд: кальций может защитить растения картофеля от бактериального увядания

Ученые обнаружили, что кальций играет важную роль в повышении устойчивости растений картофеля к бактериальному увяданию, вызванному видовым комплексом Ralstonia solanacearum sensu lato. Ежегодно болезнь приводит к потерям картофеля во всем мире на сумму более 19 млрд долларов. Полученные результаты открывают новые возможности для интегрированной стратегии борьбы.

Видовой комплекс Ralstonia solanacearum sensu lato включен в перечень Европейской и Средиземноморской организации по карантину и защите растений (ЕОКЗР) и Европейского союза (ЕС) и реклассифицирован в 2018 году в три различных вида: R. solanacearum (А2), R. pseudosolanacearum (А2) и R. syzygii (А1), которые вызывают бактериальное увядание ряда сельскохозяйственных культур.

В новом исследовании ученые начали изучение генотипов картофеля с контрастными уровнями устойчивости к бактериальному увяданию. Такой подход позволил изучить, как различные уровни естественной устойчивости растений могут быть связаны с их минеральным составом.

Исследователи оценили содержание минеральных элементов в различных частях растений картофеля, таких как сок ксилемы, корни, стебли и листья, уделив особое внимание взаимосвязи между ними, особенно кальцием и устойчивостью растений к бактериальному увяданию.

После эксперты изучили влияние кальция на несколько аспектов, связанных с вирулентностью патогена, включая скорость его роста, способность образовывать биопленки и подвижность.

Также оценили влияние кальция на повышение устойчивости растений с помощью контролируемой инокуляции, что позволило получить полное представление о том, как внесение кальция может потенциально усилить защитные механизмы картофеля против бактериального увядания.

В дальнейшем ученые планируют оценить, как кальций влияет на комплекс видов на транскриптомном уровне, включая защитные механизмы растений и вирулентность патогена, а также изучить роль микробиома растений в устойчивости и разработать практические стратегии защиты, включающие внесение кальциевых удобрений.

Это первое исследование, в котором используются микрофлюидные камеры для мониторинга роста патогенов и формирования биопленок в условиях, имитирующих сосудистую систему растений. Этот инновационный подход позволил получить ценные сведения о том, как добавление кальция может препятствовать способности патогена формировать биопленки, что является ключевым фактором его вирулентности.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят изучение бактериальных и вирусных болезней картофеля и разработку методов их диагностики. Подготовленные в рамках научных исследований методические рекомендации по выявлению и идентификации возбудителей болезней используют при карантинных фитосанитарных исследованиях аккредитованные лаборатории Россельхознадзора.

Источники: Ferreira MV, Naranjo E, Denis N, Cobine P, De La Fuente L, Siri MI. 0. Calcium modulation of bacterial wilt disease on potato. Appl Environ Microbiol 0:e00242-24. URL: https:doi.org/10.1128/aem.00242-24

Шнейдер Е.Ю., Дренова Н.В., Каримова Е.В. Карантинные для Российской Федерации бактериозы видов Ralstonia. Фитосанитария. Карантин растений. 2021; (3):10-26. https://phytosanitary.vniikr.ru/jour/article/view/80