Публикации

🔹Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей об открытии нового вещества для защиты сахарной свеклы от опасной болезни, опубликованной на портале MDPI командой польских исследователей (Познаньский научно-технологический парк, Фонд Университета Адама Мицкевича; Региональная опытная станция Института защиты растений Национального научно-исследовательского института; Кафедра агрохимии и биогеохимии окружающей среды, Познаньский университет естественных наук; Кафедра агрономии полезных растений, IWNiRZ-PIB – Институт натуральных волокон и лекарственных растений – Национальный исследовательский институт; Innosil Sp. z o.o. (дочерняя компаня Познаньского научно-технологического парка); компания Jagrol Sp. z o.o.).…Более половины мирового производства сахарной свеклы приходится на страны Европейского Союза. В 2022 году Польша стала третьим по величине производителем сахарной свеклы в ЕС с производством около 14 миллионов тонн сахарной свеклы на площади 220 000 г.Церкоспорозная пятнистость листьев (CLS) — грибное заболевание, которое наносит серьезный ущерб растениям сахарной свеклы.Если не контролировать Cercospora beticola Sacc., возбудителя этого заболевания, на растениях сахарной свеклы может произойти полное отмирание листьев. В такой ситуации существует риск снижения как урожайности сахара, так и урожайности корнеплодов свеклы, так как растению приходится восстанавливать листья.Эффективная защита от этого заболевания предполагает использование химических и нехимических методов. Что касается нехимических методов, то рекомендуется использовать подходящий севооборот, глубокую обработку почвы и сбалансированное азотное удобрение или уничтожать сорняки, зараженные C. beticola. Другим нехимическим методом является посев сортов сахарной свеклы, устойчивых к CLS.Однако основой защиты от этого заболевания по-прежнему остаются химические обработки с применением фунгицидов. Этот вид защиты хотя и наиболее эффективен, но не лишен трудностей при его применении в сельскохозяйственной практике. Благодаря короткому циклу заболевания, высокой генетической изменчивости и образованию многочисленных спор C. beticola легко развивает устойчивость к действующим веществам фунгицидов.Это требует соответствующей ротации используемых фунгицидных препаратов, что существенно затруднено из-за ограниченного количества активных веществ, разрешенных к использованию при выращивании сахарной свеклы.В настоящее время в Польше имеется 52 различных фунгицидных препарата, состоящих всего из четырех различных групп активных веществ: стробилурины, триазолы, ингибиторы сукцинатдегидрогеназы и морфолины. Принимая во внимание вышеупомянутые аспекты, которые затрудняют эффективную защиту от этого возбудителя, главным образом из-за риска приобретения резистентности, ведется поиск других эффективных методов, свободных от этого риска. Одним из таких методов является использование индукторов системной приобретенной резистентности (SAR).Феномен SAR (системная приобретенная устойчивость) представляет собой один из механизмов защиты растений от патогенов. Реакция растения, понимаемая как стимуляция его приобретенной устойчивости, может активироваться как в ответ на действие возбудителя, так и в ответ на действие элиситора, имитирующего действие возбудителя. К таким элиситорам относятся вещества природного или химического происхождения. Независимо от элиситора этого механизма, характеризующегося повышенной экспрессией генов, связанных с патогенами (PR-генов) в тканях растения, сигнальной молекулой в этом процессе является салициловая кислота.Салициловая кислота является фитогормоном, который также считается индуктором SAR. Однако его эффективность с точки зрения индукции резистентности умеренная по сравнению с другими известными индукторами резистентности, такими как бензотиадиазолы.Ранее ученые исследовали эффективность индукции SAR различными производными салициловой кислоты, замещая галогены, такие как фтор, бром, хлор или йод, в положениях 3, 4 и 5 бензольного кольца, что проявляется увеличением экспрессии генов PR1 в растениях табака. Результаты показали, что производные салициловой кислоты, такие как 3,5-дихлорсалициловая кислота, проявляют более высокую активность в отношении индукции SAR по сравнению с активностью самой салициловой кислоты.В ответ на атаку патогена или на применение индуктора SAR происходит синтез салициловой кислоты, особенно в дистальных тканях. Сообщается также, что жасмоновая кислота и этилен участвуют в устойчивости растений, но их синтез происходит в большей степени, когда повреждение тканей вызвано насекомыми, а также при возникновении индуцированной системной устойчивости. Помимо своей функции индукции SAR, салициловая кислота также тесно связана с различными аспектами роста и развития растений, включая термогенез, транспирацию, фотосинтез, поглощение ионов и перекрестные взаимодействия с другими гормонами. Это позволяет сделать вывод, что экзогенное применение салициловой кислоты можно классифицировать как применение биостимулятора, положительно влияющего на рост и развитие растений и противодействующего неблагоприятному воздействию абиотических стрессов. Таким образом, салициловую кислоту и ее производные можно рассматривать наравне с другими биостимуляторами, такими как гуминовые и фульвокислоты, хитозан или бактерии, стимулирующие рост растений (PGPB). Положительное влияние этих биостимуляторов на качественные и количественные показатели сахарной свеклы показано во многих исследованиях; однако эти результаты не содержали анализа, связанного с уровнем заражения церкоспорозной пятнистостью листьев.Салициловая кислота также является сигнальной молекулой, связанной с явлением, называемым компромиссом роста и иммунитета. Оба эти явления регулируются салициловой кислотой.Изменение распределения ресурсов растений, связанное с индукцией SAR, может привести к снижению урожайности. Стимулировать это явление может неправильное применение тестируемого вещества, понимаемое как использование его слишком высокой концентрации, слишком большое количество обработок в течение вегетационного периода или слишком малый интервал между ними. Эти аспекты, связанные с применением того или иного индуктора SAR, являются основным препятствием для внедрения использования таких веществ в сельскохозяйственную практику.При этом большая часть исследований проводится на самой салициловой кислоте, а не на ее производных, а сельскохозяйственные эксперименты с использованием индукторов SAR проводятся в основном в контролируемых условиях, т.е. в теплице, а не в полевых условиях. «Наше предположение при выборе вещества заключалось в том, чтобы сосредоточиться на производных салициловой кислоты, обладающих более высокой SAR-активностью, чем салициловая кислота, и подвергнуть их химической модификации с целью устранения недостатка, связанного с низкой растворимостью. Таким образом, 3,5-дихлорсалициловая кислота была производным и перешла в анионную форму (3,5-дихлорсалицилат-анион) и соединилась с катионом холина, ответственным за увеличение растворимости соединения и снижение фитотоксичности. Этот подход уже был успешно применен нашей командой для дериватизации бензотиадиазолов и других структурных аналогов салициловой кислоты», — поясняют авторы научной работы. Общая цель проведенного исследования заключалась в проверке влияния использования нового активного вещества, являющегося ионным производным салициловой кислоты, на полевое выращивание сахарной свеклы. Такие испытания, помимо определения эффективности обеспечения защиты от церкоспороза свеклы, должны быть дополнены определением параметров, описывающих урожайность. Причина —  возникновение компромисса между ростом и иммунитетом, который тесно связан с возникновением феномена SAR. В связи с тем, что при запуске феномена SAR растение меняет распределение своих ресурсов в сторону защитных механизмов, может оказаться, что ценой защиты от данного заболевания будет снижение урожайности растения. Сигнальной молекулой в этом процессе, как и в случае процесса индукции SAR, также является салициловая кислота.Варианты обработки, протестированные в данном исследовании, были выбраны таким образом, чтобы показать возможность сокращения количества обработок фунгицидами путем дополнения их новым активным соединением, ответственным за индукцию устойчивости растений, или даже полной замены использования фунгицидов таким соединением. Окончательное подтверждение этой возможности потребовало не только изучения степени заражения сахарной свеклы C. beticola, но и демонстрации отсутствия компромисса между ростом и иммунитетом, приводящего к снижению урожайности.Результаты показывают, что использование этого вещества- холин-3,5-дихлорсалицилат — в сочетании с одной обработкой фунгицидами снижает заражение болезнями и дает урожайность, очень похожую на использование стандартной программы защиты, предполагающей использование двух фунгицидов. Такие результаты дают основу для дальнейшей разработки 3,5-дихлорсалицилата с точки зрения его использования в сельском хозяйстве. Благодаря его использованию удалось отказаться от одной обработки фунгицидами, сохранив при этом защиту от церкоспороза и урожайность на том же уровне, что и при полной программе защиты фунгицидами. Такой подход соответствует политике Европейского Союза.По статье группы авторов (Рафаль Кукавка, Мацей Спыхальски, Бартош Гржемпа, Марчин Смиглак, Дариуш Гурский, Рената Гай, Агнешка Кинец), опубликованной в журнале Agronomy 2024 на портале www.mdpi.com.Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.Оригинал статьи на AgroXXI.ru