Ультрафиолетовый свет лечит болезнь свеклы и борется с устойчивостью к фунгицидам

Гермицидный ультрафиолетовый свет эффективно уничтожает повреждающий грибок, поражающий столовую свеклу, что добавляет важный органический инструмент для борьбы с растущей проблемой устойчивости к фунгицидам, согласно новому исследованию Корнеллского университета.

Хотя УФ-свет уже используется для борьбы с мучнистой росой и ложной мучнистой росой на винограде, мучнистой росой на клубнике и заразной бактерией, вызывающей бактериальный ожог у яблонь, груш и представителей семейства Rosaceae, это первое доказательство, что гермицидный свет может работать на овощной культуре.

Возбудители бактериального ожога и мучнистой росы живут на поверхности листьев и побегов, но это исследование показывает, что УФ-свет подавляет грибок Cercospora (церкоспороз), часть жизненного цикла которого проходит внутри растения.

"Церкоспороз инфицирует лист и вызывает дефолиацию, и поэтому, поскольку столовую свеклу убирают с помощью так называемой техники для верхового выдёргивания — машин, которые захватывают корни и вытягивают их из земли — когда листьев нет, они не работают", — сказала Сара Петибридж, доцент кафедры патологии растений и биологии растений и микробов в Cornell AgriTech и автор-корреспондент исследования, опубликованного в Plant Disease.

Теперь исследователи могут предпринять следующие шаги: использовать изображения с дронов или спутников для идентификации спектральных сигнатур болезни на свекольных полях, чтобы точечно обрабатывать заражённые растения УФ-светом ночью, а не обрабатывать всё поле целиком, что нецелесообразно. Они также изучают возможность использования автоматизированных роботизированных транспортных средств, которые могли бы позиционировать тележку с установленными УФ-лампами для облучения заражённых растений.

Требуется дополнительная работа, чтобы узнать, применима ли эта технология к другим болезням овощных культур. "Это зависит от чувствительности патогена к УФ-свету, но также и от чувствительности конкретного овоща, поэтому её нужно испытывать в каждом конкретном случае", — сказала Петибридж.

Существует три типа УФ-света: UVA имеет самые длинные волны, за ним следует UVB, а затем UVC с самыми короткими волнами; последний используется для лечения болезней растений. При воздействии УФ-света в дневное время у грибковых патогенов есть механизм, восстанавливающий повреждения ДНК, но когда UVC применяется ночью, этот механизм не может восстановить повреждения, что необратимо нарушает репликацию ДНК в грибковых спорах.

Одна оговорка: лечение наиболее эффективно, когда за ним следует четыре часа темноты до восхода солнца, поэтому обработку рекомендуется проводить сразу после захода солнца.

В исследовании учёные тестировали свет UVC непосредственно на споры грибка церкоспороза в лаборатории. После подтверждения эффективности и определения доз они испытали его на растениях свеклы в теплице. Они обнаружили, что UVC-свет в эффективных дозах вызывал некоторую токсичность для растений, но они её перерастали. Также выяснилось, что более старые растения были более восприимчивы к повреждениям, чем молодые.

Затем Петибридж и коллеги провели двухлетние полевые испытания в штате Нью-Йорк — ведущем штате по выращиванию свеклы в стране — где определили оптимальную дозу для подавления грибка при минимальной токсичности для растений.

Новый инструмент значительно поможет в борьбе с устойчивостью к фунгицидам у возбудителя церкоспороза, который генетически разнообразен и может быстро преодолевать действие обычных фунгицидов, требующих частого применения. Обработки UVC-светом могут использоваться как при традиционном производстве свеклы, так и в органических системах, где синтетические фунгициды не разрешены.

В проекте участвовали Love Beets, производящая органические продукты из свеклы, и Seneca Foods, известная обычными продуктами, — обе являются крупными производителями свеклы в Нью-Йорке. Компании предоставили письма поддержки для финансирования, помогли найти фермеров для испытаний и вошли в консультативный совет заинтересованных сторон, который собирался каждые шесть месяцев для обратной связи по проекту.