Усследователи изучат влияние грибов-эндофитов на повышение устойчивости растений к вредителям

Подобно тому, как флора кишечника необходима для здоровья человека, микроорганизмы, живущие на растениях, играют важную роль в их устойчивости к вредителям и болезням. Согласно первым полученным данным, одни грибы могут подавлять рост патогенных микроорганизмов, выделяя определенные метаболиты, другие – повышать иммунитет растений, однако точный принцип их работы пока неизвестен.

Все большее число исследований показывает, что эндофиты – безопасные для растений микроорганизмы, живущие на нем, могут значительно повысить устойчивость культур к вредителям. В настоящее время ученые исследуют потенциал эндофитов в борьбе с вредителями в тепличном садоводстве.

Эксперименты, проведенные на томате, сладком перце и хризантемах показали, что грибы-изоляты значительно сокращают интенсивность роста патогенных микроорганизмов. Некоторые из этих грибов также известны как энтомопатогенные грибы: Beaveria, Metarhizium, Lecanicillium и Isaria. Многие из них сейчас используются в качестве борьбы с такими насекомыми, как белокрылка и трипсы. Именно это сделало грибы-эндофиты целью активного изучения в Университете Вагенингена – исследователи стараются понять как работают эти организмы, чтобы «заставить» их работать активней.

Ингибирование роста тли

Сейчас контроль атипизма в тепличном садоводстве по-прежнему основан на использовании химических средств защиты растений, но новые правила и требования к сельскому хозяйству затрудняют процесс химического контроля. Альтернативный биологический контроль с использованием «естественных хищников» не всегда оказывается эффективным – например, тля имеет способность возвращаться на растения.

В Вагенингенском университете было проведено исследование, финансируемое Нидерландским советом по продуктам садоводства, для изучения того, могут ли эндофитные грибы ингибировать рост тлей на сладком перце. Многие изоляты не оказывали никакого эффекта, но гриб Lecanicillium muscarium смог снизить распространение тлей на 25-30%. Этот показатель может показаться не очень большим, но на быстро растущей популяции тли и в сочетании с другими методами борьбы, он может иметь большое значение.

Трипс

Еще одна серьезная проблема в тепличных хозяйствах - западные трипсы или калифорнийские трипсы - Frankliniella occidentalis. Этого вредителя особенно трудно контролировать, отчасти из-за  устойчивости данных вредителей к пестицидам.

В большом государственно-частном проекте «Masterplan Thrips» изучаются различные изоляты эндофитных грибов проявивших эффективность в борьбе с трипсом. Уже был проведен скрининг более 40 грибных изолятов, большинство из которых демонстрируют значительное ингибирование (до 40-50%) популяции трипса. Несмотря на отсутствие 100% эффективности, эти показатели являются многообещающими. В исследованиях, проведенных в других странах, также были достигнуты хорошие результаты по снижению популяции трипса в луке при помощи эндофитов – до 80%.

Дальнейшие исследования

Следующий шаг для исследователей – найти способ применения грибов-эндофитов в массовом сельском хозяйстве. Помимо проблемы увеличения эффективности эндофитов, необходимо решить вопрос о их сочетаемости с другими биологическими методами. Например, изучить их безопасность для «естественных хищников», таких как клещи; их методы взаимодействия с другими микроорагнизмами и бактериями, живущими на поверхности растений, принцип распространения и т.д.

Гипотеза главы «Эндофитного проекта» Лео Ван Овербека из Вагенингенского исследовательского центра заключается в том, что эндофиты будут влиять на состав микробиома, который, как ожидается, повлияет на метаболизм растения и, в свою очередь, на вредителей и болезни. В этом проекте он планирует определить, как эндофиты смогут быть внедрены в растение: путем обработки семян или рассады, а, возможно, и в сочетании с орошением.

Исследователи надеются, что смогут сопоставить измеряемые эффекты с параметрами, которые указывают на устойчивость растения. Ожидается, что этот фундаментальный проект завершится созданием модели, которая покажет, как повысить иммунитет растений за счет применения эндофитов. Затем эта модель будет использоваться для разработки технологий, биологической защиты.