Микробные союзники могут помочь в борьбе с возбудителем пятнистости листьев кукурузы

Ученые Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) ищут новые способы борьбы с грибком Phyllachora maydis, вызывающим пятнистость листьев кукурузы — болезнь, снижающую урожайность полевой кукурузы на Среднем Западе США.

Впервые зарегистрированная в Иллинойсе и Индиане в 2015 году, болезнь теперь распространилась на другие близлежащие штаты, а также на Флориду и Канаду. Проявляется в виде выпуклых черных пятен (строма), покрывающих листья, обертки початков и стебли восприимчивых сортов кукурузы. Это снижает способность к фотосинтезу, а в тяжелых случаях убивает растения, приводя к потерям урожая зерна от 20 до 60 бушелей с акра.

Ученые из Национального центра исследований использования сельскохозяйственной продукции ARS в Пеории (Иллинойс) обнаружили, что некоторые собранные образцы стром не прорастали. Причиной стала деятельность других грибов и бактерий, паразитирующих на возбудителе пятнистости, что открывает путь к биологическому контролю над болезнью.

Наблюдение было сделано в апреле 2022 года. Легкие вспышки болезни обычно можно подавить синтетическими фунгицидами и устойчивыми сортами кукурузы. Однако при подходящих погодных условиях тяжелые вспышки могут преодолеть эти защиты, нанося ущерб прибылям фермеров и подчеркивая необходимость дополнительных мер.

Исследователи обнаружили несколько видов грибов и бактерий, растущих на стромах или внутри них. ДНК-идентификация показала, что некоторые из них являются известными агентами биоконтроля болезней других культур.

Результаты лабораторных испытаний:

• Воздействие спор коммерчески доступного биогрибка Gliocladium catenulatum предотвратило прорастание 88% стром патогена.
• Изолированный из стромы гриб Alternaria предотвратил прорастание около 45% стром.

По словам Эрика Джонсона, молекулярного биолога из отдела исследований защиты урожая ARS, некоторые штаммы Alternaria alternata являются эффективными организмами для биоконтроля. Лабораторные анализы также показали, что тестируемый штамм Alternaria не вызывал болезнь у восприимчивого сорта кукурузы при внесении в поврежденные участки листьев. Он также может быть полезен для уничтожения зимующих стром, так как тестируемый штамм хорошо рос при низких температурах.

Исследования находятся на ранней стадии, и необходимы дальнейшие изыскания, чтобы полностью оценить потенциал грибов и бактерий для биоконтроля болезни в коммерческих полях.

Другие изучаемые подходы к борьбе с болезнью:

• Изучение базовой биологии и генетических основ гриба для поиска новых способов контроля.
• Разработка молекулярных маркеров для ускорения поиска новых источников устойчивости кукурузы к пятнистости.
• Исследование стратегий более эффективного использования зарегистрированных фунгицидов в рамках комплексного подхода.

Подробности о биоконтрольном потенциале естественных врагов гриба были опубликованы в июньском номере журнала Microorganisms за 2023 год.