Учёные РУДН получили грант РНФ на изучение грибо-бактериальных комплексов — скрытой угрозы для картофеля и топинамбура

Проблема, которую нельзя игнорировать

Картофель — одна из самых распространённых культур в России. Топинамбур — перспективное растение, содержащее ценный полисахарид инулин, который используется в пищевой и фармацевтической промышленности. Для выращивания и хранения этих культур применяют сходные агротехнологии и одну и ту же технику.

Однако у них есть общая уязвимость: клубни обеих культур богаты водой и питательными веществами. При неправильных условиях хранения или в благоприятную для патогенов погоду в них стремительно развиваются грибные, оомицетные и бактериальные болезни. При этом химический состав клубней кардинально различается: основной запасной полисахарид картофеля — крахмал, у топинамбура — инулин. Это открывает широкое поле для изучения разнообразных фитопатогенов, в том числе их сложных ассоциаций.

«Микроорганизмы, населяющие растения, взаимодействуют не только со своим общим хозяином, но и вступают в сложные взаимоотношения друг с другом. В очаге поражения, как правило, можно обнаружить одновременно несколько фитопатогенных и сапротрофных микроорганизмов, которые могут существовать как самостоятельно, так и образовывать устойчивые комплексы, способные эффективно противостоять внешним воздействиям», — поясняют авторы проекта.

В некоторых случаях связь между грибом и бактерией настолько устойчива, что сохраняется даже при длительном культивировании, пересевах и хранении грибных штаммов in vitro — что свидетельствует о возможном симбиотическом характере этих отношений. По данным литературы, эта тема практически не изучена, но крайне важна как в научном, так и в практическом плане.

Цели и задачи: от биоразнообразия до новых препаратов

Проект, поддержанный Российским научным фондом, ставит перед собой амбициозную цель: изучить биоразнообразие грибов и бактерий в смешанных поражениях растений и разработать методы их контроля.

В числе ключевых задач: 

• отбор в хранилищах клубней картофеля и топинамбура с симптомами грибных, бактериальных болезней и смешанных инфекций;
• выделение культур грибов и бактерий, определение наличия бактериального компонента в грибах; 
• создание новых препаратов для защиты растений от грибо-бактериальных комплексов; 
• оценка резистентности выделенных изолятов к созданным препаратам.

Особый интерес исследователей вызывают грибы рода Fusarium — опасные патогены, поражающие все органы растений. Наиболее серьёзные заболевания, вызываемые этой группой, — поражения сосудов, приводящие к увяданию, и сухая гниль клубней.

Команда проекта

Руководит проектом Елена Михайловна Чудинова, кандидат биологических наук. В составе коллектива — ведущие специалисты в области фитопатологии, микробиологии и химии: 

• Сергей Николаевич Еланский — доктор биологических наук, доцент; 
• Юрий Андреевич Крутяков — доктор химических наук; 
• Павел Михайлович Жеребин; 
• Людмила Юрьевна Кокаева — кандидат биологических наук; 
• Мария Муратовна Ярмеева — кандидат биологических наук; 
• Денис Николаевич Скоков; 
• Арчил Анзорович Цинделиани; 
• Константин Юрьевич Ориненко; 
• Ирина Андреевна Бруданина.

Инновационный подход: новые соединения меди и серебра

По словам авторов проекта, традиционные меры борьбы с болезнями растений, направленные исключительно на подавление грибного (или оомицетного) патогена, всё чаще демонстрируют недостаточную эффективность. Большинство химических фунгицидов не действуют на бактерии, а потому бессильны против смешанных инфекций.

Перспективная и недостаточно исследованная область — использование растворимых комплексов одновалентной меди, стабилизированных тиомочевинными лигандами. По итогам лабораторных испытаний будут отобраны наиболее эффективные препараты для обработки семенных клубней и защиты картофеля и топинамбура в хранилищах.

Результаты проекта лягут в основу рекомендаций по защите растений от грибо-бактериальных комплексов. Учёные планируют оценить влияние на эти комплексы уже зарегистрированных в Реестре пестицидов и агрохимикатов препаратов общего спектра действия, а также разработать новые пестициды широкого спектра. Это особенно важно, поскольку в схемах защиты растений сегодня остро не хватает средств, способных одновременно контролировать развитие и грибов, и бактерий. Разработанные препараты могут найти широкое применение не только для картофеля и топинамбура, но и для других сельскохозяйственных культур.