Ученые раскрыли секрет устойчивости хризантем к болезням

Хризантема – это травянистое однолетнее и многолетнее растение из семейства Астровые. Декоративные качества хризантем ценятся очень высоко, и благодаря селекционной работе существует огромное количество форм, групп и сортов. Хризантему используют как лечебное растение. В странах Азии побеги, листья и соцветия употребляют в пищу как овощи и добавляют в десерт.

При выращивании хризантема часто поражается различными грибными болезнями, например Alternaria alternata. Этот спорообразующий гриб, вызывающий черную пятнистость листьев и загнивание, приводит к серьезным экономическим потерям. Кроме того, данный патоген может вызывать инфекции верхних дыхательных путей и астму у людей с ослабленным иммунитетом.

Для защиты растений хризантем от возбудителей болезней и поиска экологичной альтернативы пестицидам исследования ученых направлены на выведение устойчивой зародышевой плазмы, а также на изучение защитных механизмов, способствующих устойчивости хризантем к черной пятнистости. Несмотря на эти усилия, поиск зародышевой плазмы с исключительной устойчивостью к болезням продолжается, а интеграция физических и химических средств защиты растений и вторичных метаболитов в стратегии селекции остается недостаточно изученной.

Поэтому дальнейшее изучение того, как эти защитные механизмы способствуют устойчивости хризантем к черной пятнистости, имеет большое значение для активизации усилий по селекции устойчивых к болезням сортов.

В данном исследовании ученые использовали упрощенный метод инокуляции отделенных листьев и всего растения для оценки устойчивости 14 видов хризантем к возбудителю A. alternata. После искусственной инокуляции и распределения по развитию болезни были получены два устойчивых к возбудителю гермплазменных ресурса (R), 11 умеренно устойчивых материалов (MR) и один чувствительный материал (S).

Дальнейший анализ был сосредоточен на изучении структуры эпидермиса листьев устойчивых и восприимчивых проростков, выявивший заметные различия в морфологии и плотности трихом, характеристиках устьиц и содержании воска, которые коррелировали с уровнями устойчивости. Например, R имел значительно более высокую плотность трихом и содержание воска, что способствовало его устойчивости. Анализ летучих органических соединений (ЛОС) показал, что резистентная зародышевая плазма производит более высокое содержание терпеноидов, которые значительно ингибируют рост возбудителя черной пятнистости.

Таким образом, исследование продемонстрировало важность обоих типов защитных свойств – физических и химических – для устойчивости к A. alternata.

Хризантемы являются основным растением – хозяином опасного карантинного объекта – белой ржавчины хризантем, вызываемой грибом Puccinia horiana. Белая ржавчина хризантем весьма вредоносна. Массовое поражение растений в теплицах может вызывать уничтожение до 80% урожая. Возбудитель болезни обычно передается с зараженными черенками и растениями хризантем, включая срезанные цветы. Аккредитованные испытательные лаборатории Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят исследование подкарантинной продукции на наличие этого и других карантинных объектов по оригинальным методическим рекомендациям, разработанным научными подразделениями ФГБУ «ВНИИКР».

Источник: Qingling Zhan et al. Genetic resources resistant to black spot (Alternaria alternate) identified from Chrysanthemum-related genera and potential underlying mechanisms. Ornamental Plant Research, 2023. URL: https:doi.org/10.48130/opr-0023—002