Опасность заражения кукурузы по причине глобальной миграции и эволюции патогена

Представители бразильской агронауки также внесли свой вклад в исследование.

Об этом пишет agroxxi.ru ссылаясь на статью Кристина Тордина, опубликованную на портале бразильской корпорации сельскохозяйственных исследований Embrapa Environment.

Ученые из Университета Саламанки, Испания, в сотрудничестве с экспертами по кукурузе и исследователями из разных стран, впервые определили структуру популяции гриба, вызывающего антракноз, у 108 изолятов.

Они нашли убедительные доказательства того, что генетическая рекомбинация, либо путем полового размножения, либо с помощью альтернативных механизмов, играет важную роль в структуре популяции, что отличается от традиционного взгляда на то, что возбудитель антракноза бесполый. Исследователи пришли к выводу, что эта рекомбинация происходит часто.

Ученые обнаружили свидетельства недавней миграции изолятов между Европой и Аргентиной, возможно, из-за ввоза зараженного растительного материала, и это предполагает, что антракноз может стать гораздо более значительным, в основном из-за очень агрессивных изолятов, расширения географического распространения возбудителя и повышенной восприимчивости агроэкосистем, усугубленной изменением климата.

Были получены стебли кукурузы с симптомами, предоставленные международной сетью исследователей и производителей кукурузы, что позволило взять образцы из девяти стран (Аргентина, Бразилия, Канада, Хорватия, Словения, США, Франция, Португалия и Швейцария), где встречается заболевание.

В частности, из Бразилии были проанализированы 20 изолятов Colletotrichum graminicola, возбудителя антракноза, полученных из разных регионов страны, рассказывает исследователь Embrapa Environment Вагнер Беттиол: «Учитывая Южную Америку, изоляты, происходящие из Бразилии, были сгруппированы в отдельные ветви от изолятов в Аргентине, что предполагает независимое внедрение.

«Кроме того, исследование выявило три основные ветви среди изучаемых изолятов, одну из Северной Америки, одну из Европы и еще одну из Бразилии, что позволяет предположить, что у каждого из них была уникальная эволюционная история, — отмечает Серенелла Сукно из Университета Саламанки».

Понимание генетического разнообразия и вытекающих из этого механизмов изменчивости популяций патогенов имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий борьбы.

Виды с потенциалом для генетического обмена с большей вероятностью превзойдут меры контроля, потому что рекомбинация может привести к новым комбинациям аллелей, которые увеличивают разнообразие и ускоряют адаптацию патогена в полевых условиях.

В спектре вирулентности наблюдались существенные различия. Несколько изолятов были агрессивнее, чем штамм, первоначально собранный в Северной Америке в 1972 году во время вспышки в США. Это означает, что в настоящее время в природе присутствуют более агрессивные штаммы, чем раньше, которые могут представлять риск развития новых и разрушительных вспышек.

У испытанных гибридов наблюдалось значительное снижение продуктивности, что было связано в том числе с большей агрессивностью возбудителя и большей генетической дифференциацией популяций в течение вегетационного цикла. «Мы нашли молекулярные доказательства генетической рекомбинации для трех глобальных популяций гриба», — отмечает профессор Университета Саламанки Майкл Тон.

Еще одним важным аспектом является то, что устойчивость к антракнозу наследуется количественно, то есть устойчивость хозяина контролируется несколькими генами с аддитивными генетическими эффектами. Обнаруженные три генетические клады этого гриба — группа, включающая общего предка и его потомков — могут иметь различное эволюционное происхождение, что позволяет обойти защитные реакции у хозяина.

Ученые подчеркивает, что при выборе устойчивых сортов кукурузы необходимо учитывать большую изменчивость вирулентности. Это имеет прямое значение для борьбы с болезнями, поскольку миграция патогенов может вызвать перемещение более вирулентных и устойчивых к фунгицидам генотипов.

По словам Флавии Рохерио из Университета Саламанки, изменение природной среды, вызванное современным сельским хозяйством, открывает новые возможности для естественного отбора патогенов. Посадка культур с ограниченным генетическим разнообразием увеличивает риск глобального распространения болезни, поскольку генотипы патогенов быстро распространяются через генетически однородные популяции хозяев.

Кроме того, продолжающиеся климатические изменения могут повлиять на распределение патогенов растений в глобальном масштабе, способствуя распространению и выживанию патогенов и их закреплению в ранее неподходящих регионах.

Кукуруза является второй по значимости зерновой культурой в мире с посевной площадью почти 200 миллионов гектаров. Наряду с рисом и пшеницей кукуруза обеспечивает почти половину всех ежедневных калорий в пище человека.

Хотя многие заболевания влияют на производство кукурузы, антракноз представляет серьезную угрозу, поражая большинство тканей растения. Природа грибных пропагул, то есть мелких и многочисленных спор, способствует распространению патогена на большие расстояния. В глобальном масштабе передача антракноза происходит через зараженные семена.

⚡️Следите за новостями Agroexpert в ->  Telegram | Viber | Facebook | Instagram | News letter!