Болезнь листьев бука угрожает и европейскому буку, подтверждает микроскопия
Новое исследование Holden Forests & Gardens и команды из USDA Agricultural Research Service подтверждает, что болезнь листьев бука — быстро распространяющееся заболевание, уже опустошающее американский бук в восточной части Северной Америки, — также поражает европейский бук (Fagus sylvatica). Это вызывает опасения, что болезнь может распространиться глобально, угрожая лесам в Европе.
Европейский бук — краеугольный камень естественных лесов Европы и распространённый декоративный вид в Северной Америке. На сегодняшний день болезнь листьев бука не была зарегистрирована в Европе.
Опубликованное в журнале Plant Pathology, исследование использовало продвинутую микроскопию, чтобы проследить, как вызывающая БЛБ нематода Litylenchus crenatae subsp. mccannii изменяет структуру и функцию листа у европейского бука, используя для сравнения американский бук. Под микроскопом те же характерные симптомы — деформированная биология листа и плотные популяции нематод в почках — были обнаружены в листьях и почках европейского бука, подвергшихся воздействию инвазивного вредителя.
Эти результаты впервые документируют полный процесс заболевания у европейского бука — от заражения почек нематодой до видимых симптомов на листьях и повреждения внутренних тканей.
"Это первое детальное доказательство на клеточном уровне, что европейский бук восприимчив к болезни листьев бука. Мы обнаружили явные признаки инфекции и структурные повреждения как в почках, так и в листьях, аналогичные тому, что мы видим у американского бука", — говорит Мэри Питтс, ведущий автор исследования.
Для исследования команда собрала почки и листья с симптоматичных деревьев европейского и американского бука в дендрарии Холдена, а также с бессимптомных деревьев европейского бука из дендрария Доус (Ньюарк, Огайо), куда болезнь ещё не распространилась.
Обработав образцы в лаборатории, команда смогла заглянуть внутрь и увидеть самих нематод, а также повреждения на микроскопическом уровне. Образцы обрабатывали спиртом для удаления зелёных пигментов, а затем использовали малиновый краситель, который подсвечивает нематод, делая их чётко видимыми на фоне ткани листа.
Исследователи также изучили поперечные срезы листьев, чтобы лучше понять воздействие нематоды на клеточном уровне. Были обнаружены:
- Аномальный рост клеток
- Неупорядоченное расположение устьиц
- Серьёзные изменения внутренних слоёв листа
Эти изменения снижают способность дерева эффективно дышать и фотосинтезировать.
Результаты вызывают новые опасения по поводу потенциального распространения болезни за пределы Северной Америки. Исследователи надеются, что эти данные на клеточном уровне помогут специалистам по здоровью деревьев лучше понять, как болезнь ослабляет деревья изнутри.
"Это исследование помогает нам понять, как болезнь работает у разных видов бука, что является ключом к пониманию базовой биологии этого заболевания и потенциально может помочь в управлении его распространением", — говорит Пауло Виейра, старший автор исследования.
"Мы по-прежнему поражены клеточными процессами, вовлечёнными в это заболевание. Хотя оно крайне вредоносно для дерева, с научной точки зрения оно, несомненно, интересно. Это напоминание, что болезни растений не уважают границы. Нам необходимо быть бдительными и защищать наши естественные лесные экосистемы".