Μια διεθνής κοινοπραξία με εξέχουσα συμμετοχή από την ομάδα Fisiovegen στο Πανεπιστήμιο της Λεόν αποκάλυψε έναν μηχανισμό που εξηγεί πώς... Η Zymoseptoria tritici καταφέρνει να αποικίσει τα φύλλα του σιταριού τόσο αποτελεσματικά. Η σεπτορία, η οποία είναι ευρέως διαδεδομένη στα ευρωπαϊκά δημητριακά, θέτει σε κίνδυνο τη φωτοσύνθεση και οδηγεί σε σημαντικές απώλειες απόδοσης κατά τις υγρές εποχές.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό New Phytologist, δείχνει ότι το παθογόνο εκμεταλλεύεται ένα «Σιωπηλή» στρατηγική για τη μόλυνση: ελέγχει πότε και πώς αποικοδομεί το κυτταρικό τοίχωμα του ξενιστή για να αποφύγει την άκαιρη ενεργοποίηση της άμυνας του φυτού και μόνο αργότερα δείχνει τη νεκροτροφική του πλευρά.
Τι είναι γνωστό για τον παθογόνο παράγοντα και τα συμπτώματά του στο πεδίο;
Η κηλίδωση των φύλλων Septoria, που προκαλείται από το Z. tritici, εμφανίζεται στα κάτω φύλλα και εξελίσσεται προς τα πάνω με την πάροδο του χρόνου, με επιμήκεις κηλίδες και μαύρες πυκνίδες που αποκαλύπτουν την καρποφορία του μύκητα. Αυτή η ζημιά μειώνει την ενεργή επιφάνεια των φύλλων και, επομένως, την ικανότητα του φυτού να παράγει βιομάζα και κόκκους.
Σε παραγωγικά περιβάλλοντα στην Ισπανία και την Ευρώπη, ο παθογόνος παράγοντας μπορεί να μειώσει σημαντικά τις συγκομιδές εάν το κλίμα συνοδεύει τον κύκλο του, ειδικά με δροσερές και βροχερές πηγέςΕπομένως, η κατανόηση των αδυναμιών τους είναι το κλειδί για την προσαρμογή των ολοκληρωμένων προγραμμάτων διαχείρισης και του παραθύρου εφαρμογής μυκητοκτόνων.
Η μυστική τακτική μόλυνσης: Ρύθμιση ZtGH45
Η ομάδα περιγράφει μια αυστηρή χρονική ρύθμιση του ενζύμου ZtGH45Κατά την πρώιμη φάση, όταν ο μύκητας εγκαθίσταται χωρίς να προκαλεί εμφανή συμπτώματα, καταστέλλει την έκφραση αυτής της γλυκοϋδρολάσης για να αποφύγει την ανοσολογική επιτήρηση του σιταριού.
Μόνο στο νεκροτροφικό στάδιο, όταν αρχίζουν να εμφανίζονται αλλοιώσεις, το παθογόνο ενεργοποιεί το ZtGH45 για να αποικοδομούν συγκεκριμένα συστατικά του κυτταρικού τοιχώματοςΑυτή η διαδικασία απελευθερώνει ολιγοσακχαρίτες που το φυτό αναγνωρίζει ως DAMPs, ενεργοποιώντας άμυνες που στην αρχική φάση θα είχαν εμποδίσει τον αποικισμό.
Οι ερευνητές πέτυχαν για πρώτη φορά ανίχνευση και ποσοτικοποίηση Αυτοί οι ολιγοσακχαρίτες βρέθηκαν σε μολυσμένα φύλλα σιταριού, επιβεβαιώνοντας την παρουσία τους στα φυτά. Αυτό το ορόσημο ενισχύει τη σύνδεση μεταξύ της στοχευμένης αποικοδόμησης του τοιχώματος και της ανοσολογικής ενεργοποίησης.
- Η αρχική καταστολή του ZtGH45 επιτρέπει αποφύγετε τον εντοπισμό από σιτάρι.
- Η καθυστερημένη έκφραση ευνοεί την διατροφή και επέκταση του μύκητα σε ήδη κατεστραμμένο ιστό.
- Το μοτίβο υποστηρίζει την έννοια του κρυφή μόλυνση: πρώτα αποικίζουν ήσυχα και μετά εκμεταλλεύονται τον ιστό.
Επιπλέον, οι δοκιμασίες με τον ολιγοσακχαρίτη MLG43 έδειξαν ότι ένα προεπεξεργασία σιταριού αυξάνει την αντοχή στο παθογόνο, γεγονός που καθιστά αυτές τις ενώσεις υποψήφιες για εργαλεία βιοτεχνολογικής προστασίας.
Επιπτώσεις για την προστασία των καλλιεργειών στην Ευρώπη και την Ισπανία
Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει τον δρόμο για στρατηγικές που ενισχύουν την αντίληψη των DAMPs στην καλλιέργεια ή βελτιστοποιούν τον χρόνο παρέμβασης. Η ενσωμάτωση αυτής της γνώσης με μοντέλα κινδύνου και φαινολογίας θα επέτρεπε τη βελτίωση των θεραπειών κατά τη διάρκεια περιόδων μεγαλύτερης ευαλωτότητας.
Σε ισπανικές περιοχές παραγωγής δημητριακών όπως η Castilla y León, η Aragón ή η Castilla-La Mancha, η χρήση επαγωγείς άμυνας συμβατό με την ολοκληρωμένη διαχείριση θα μπορούσε να συμπληρώσει τη γενετική ανθεκτικότητας και να μειώσει την πίεση στα μυκητοκτόνα, συμβάλλοντας στη διατήρηση της αποτελεσματικότητάς τους.
Πρακτικές συστάσεις για τεχνικούς και αγρότες
- Παρακολουθήστε τα βασικά φύλλα νωρίς και καταγράψτε τα εμφάνιση πυκνιδίων για την προσαρμογή των αποφάσεων της διοίκησης.
- Συνδυάστε ποικιλίες με καλή υγεία φύλλων με εναλλαγές και διαχειριζόμενη γέννα που περιορίζουν το εμβόλιο.
- Ζυγίστε τη χρήση του διεγέρτες/ολιγοσακχαρίτες όταν είναι διαθέσιμα και επικυρωμένα επιτόπου, σε συντονισμό με το ημερολόγιο κινδύνου.
- Προγραμματίστε μυκητοκτόνα σε κρίσιμα παράθυρα ανάλογα με το κλίμα και τη φαινολογική κατάσταση, αποφεύγοντας τις καθυστερημένες, αναποτελεσματικές εφαρμογές.
Επόμενα βήματα στην έρευνα
Απομένει να προσδιοριστεί ποιοι συνδυασμοί ολιγοσακχαριτών και ποιες δόσεις ενεργοποιούν ένα ισχυρή και διαρκής αντίδραση σε διαφορετικές ποικιλίες και κλιματικές συνθήκες. Θα είναι επίσης σημαντικό να μελετηθεί εάν και άλλα παθογόνα δημητριακών χρησιμοποιούν παρόμοιες τακτικές ενζυμικής ρύθμισης.
Με μια τόσο διαδεδομένη και δαπανηρή ασθένεια, κατανοήστε την ισορροπία Η διαφορά μεταξύ της αποικοδόμησης του κυτταρικού τοιχώματος και της ενεργοποίησης της άμυνας σηματοδοτεί ένα σημείο καμπής: μας επιτρέπει να φανταστούμε πιο ακριβείς λύσεις, από την αναπαραγωγή φυτών που στοχεύει στην αντίληψη των DAMPs έως τις έτοιμες για χρήση στο πεδίο συνθέσεις επαγωγέων.