Starptautisks konsorcijs, kurā ievērojami piedalās Fisiovegen grupa Leonas Universitātē, ir atklājis mehānismu, kas izskaidro, kā Zymoseptoria tritici izdodas kolonizēt kviešu lapas tik efektīvi. Septoria vīte, kas plaši izplatīta Eiropas graudaugos, apgrūtina fotosintēzi un izraisa ievērojamus ražas zudumus mitrās sezonās.
Pētījums, kas publicēts žurnālā "New Phytologist", liecina, ka patogēns izmanto "Klusā" inficēšanās stratēģija: kontrolē, kad un kā tas noārda saimnieka šūnu sieniņu, lai izvairītos no auga aizsargspēju nelaikā aktivizēšanās, un tikai vēlāk parāda savu nekrotrofisko pusi.
Kas ir zināms par patogēnu un tā simptomiem laukā?
Septoria lapu plankums, ko izraisa Z. tritici, parādās uz apakšējām lapām un laika gaitā progresē uz augšu, ar iegareni plankumi un melnas piknīdijas kas atklāj sēnītes augļošanos. Šie bojājumi samazina aktīvo lapu virsmu un līdz ar to auga spēju radīt biomasu un graudus.
Spānijas un Eiropas ražošanas vidē patogēns var ievērojami samazināt ražu, ja tā ciklu pavada klimats, īpaši ar vēsi un lietaini pavasariTāpēc izpratne par to vājajām vietām ir būtiska, lai pielāgotu integrētās pārvaldības programmas un fungicīdu lietošanas periodu.
Slepenās inficēšanas taktika: ZtGH45 regulēšana
Komanda apraksta stingru fermenta laika regulēšanu. ZtGH45Agrīnā fāzē, kad sēnīte nostiprinās, neradot redzamus simptomus, tā nomāc šīs glikohidrolāzes ekspresiju, lai izvairītos no kviešu imūnsistēmas uzraudzības.
Tikai nekrotrofiskajā stadijā, kad sāk parādīties bojājumi, patogēns aktivizē ZtGH45, lai noārda atsevišķas šūnas sienas sastāvdaļasŠis process atbrīvo oligosaharīdus, ko augs atpazīst kā DAMP, iedarbinot aizsardzību, kas sākotnējā fāzē būtu kavējusi kolonizāciju.
Pētniekiem pirmo reizi ir izdevies atklāt un kvantitatīvi noteikt Šie oligosaharīdi tika atrasti inficētās kviešu lapās, apstiprinot to klātbūtni plantā. Šis pagrieziena punkts nostiprina saikni starp mērķtiecīgu sieniņu degradāciju un imūnsistēmas aktivizēšanu.
- Sākotnējā ZtGH45 apspiešana ļauj izvairīties no atklāšanas ar kviešiem.
- Vēla izpausme veicina uzturs un paplašināšanās sēnītes jau bojātos audos.
- Šis modelis atbalsta koncepciju slepena infekcija: vispirms klusi kolonizēt, pēc tam izmantot audus.
Turklāt testi ar oligosaharīdu MLG43 parādīja, ka a kviešu pirmapstrāde palielina rezistenci pret patogēnu, kas padara šos savienojumus par kandidātiem biotehnoloģiskiem aizsardzības līdzekļiem.
Ietekme uz kultūraugu aizsardzību Eiropā un Spānijā
Šis atklājums paver durvis stratēģijām, kas uzlabo DAMP uztveri kultūrā vai optimizē intervences laiku. Integrējot šīs zināšanas ar riska un fenoloģijas modeļi ļautu precīzi pielāgot ārstēšanu vislielākās ievainojamības periodos.
Spānijas graudaugu audzēšanas reģionos, piemēram, Kastīlijā un Leonā, Aragonā vai Kastīlijā-Lamančā, aizsardzības induktori saderīga ar integrētu pārvaldību varētu papildināt rezistences ģenētiku un samazināt spiedienu uz fungicīdiem, palīdzot saglabāt to efektivitāti.
Praktiski ieteikumi tehniķiem un lauksaimniekiem
- Novērojiet bazālās lapas agri un pierakstiet piknīdu izskats lai pielāgotu vadības lēmumus.
- Kombinējiet šķirnes ar labu lapu veselību rotācijas un kopta rugāju kas ierobežo inokulumu.
- Nosveriet lietošanu elicitori/oligosaharīdi kad tie ir pieejami un apstiprināti praksē, saskaņoti ar riska kalendāru.
- Fungicīdu saraksts kritiski logi atkarībā no klimata un fenoloģiskā stāvokļa, izvairoties no novēlotas, neefektīvas lietošanas.
Nākamie soļi izmeklēšanā
Vēl jānosaka, kuras oligosaharīdu kombinācijas un kādas devas aktivizē spēcīga un ilgtspējīga reakcija dažādās šķirnēs un klimatiskajos apstākļos. Svarīgi būs arī izpētīt, vai citi graudaugu patogēni izmanto līdzīgu enzīmu regulēšanas taktiku.
Ar tik plaši izplatītu un dārgu slimību, izprast līdzsvaru starp šūnu sieniņu degradāciju un aizsardzības aktivāciju iezīmē pagrieziena punktu: tas ļauj mums iedomāties precīzākus risinājumus, sākot no augu selekcijas, kas vērsta uz DAMP uztveri, līdz lauka lietošanai gatavām induktoru formulām.