Новое исследование университета штата Северной Каролины выявляет глобальное распространение грибка, который заражает кусты черники мучнистой росой, заболеванием, уменьшающим урожай черники и способствующим использованию фунгицидов для борьбы с распространением болезни. Полученные результаты могут помочь черничным производителям предсказывать, контролировать и мониторить распространение мучнистой росы.
Исследование показывает, что грибок Erysiphe vaccinii за последние 12 лет распространился с точки своего происхождения на востоке Соединенных Штатов на несколько континентов.
«Мы наблюдаем за этим глобальным распространением прямо сейчас, в реальном времени», — сказал Майкл Брадшоу, ассистент профессора фитопатологии в университете штата Северной Каролины и ведущий автор статьи, описывающей исследование.
Как следует из названия, заболевание мучнистой росой вызывает появление белого порошка на растениях-хозяевах, отнимая у них питательные вещества и замедляя фотосинтез, при этом оставляя растения в живых. Разные виды этого грибка поражают разные растения; мучнистая роса негативно влияет на пшеницу, хмель, виноград и клубнику, среди прочих растений.
«Существуют и другие близкородственные виды мучнистой росы, которые поражают такие растения, как дикие ягоды или эвкалипт, но они генетически отличаются от тех, что распространяются по всему миру на чернике», — добавил Брадшоу.
В исследовании Брадшоу и его коллеги исследовали исторические и современные листья растений, пораженные мучнистой росой. Коллекция включает 173 образца из Северной Америки, Европы, Африки и Азии; один образец, проанализированный из североамериканского гербария, был собран более 150 лет назад, в то время как зарубежные образцы были собраны всего за последние пять лет. В этом исследовании мучнистая роса впервые была зарегистрирована за пределами Северной Америки на ферме в Португалии в 2012 году, как отметил соавтор работы Брадшоу, который работал в крупной ягодной компании.
Исследователи провели генетическое тестирование грибковых образцов, чтобы проследить историю и распространение заболевания мучнистой росой. Интересно, что ни один из старых экземпляров не имеет такой же генетической структуры или генотипа, что и образцы, которые в настоящее время распространяются по всему миру.
Исследование показало, что заболевание возникло на востоке Соединенных Штатов и было распространено на глобальном уровне в результате двух отдельных введений. Один штам E. vaccinii оказался в Китае, Мексике и Калифорнии, в то время как другой штам оказался в Марокко, Перу и Португалии. Брадшоу считает, что люди ответственны за это распространение, поскольку рассада отправлялась на зарубежные рынки.
«Это трудный организм для контроля», — сказал Брадшоу. «Если вы отправляете растительный материал по всему миру, вы, вероятно, распространяете этот грибок вместе с ним».
Интересно, что исследование также показало, что грибок E. vaccinii, найденный в чернике в других странах, похоже, размножается исключительно бесполым путем; оба половых варианта грибка не требуются для размножения, тогда как в США гриб размножается как половым, так и бесполым способом.
Исследователи также сотрудничали с крупной компанией и фермерами для оценки глобальных затрат на мучнистую росу для черники, отражающих стоимость опрыскивания фунгицидами для предотвращения или уменьшения мучнистой росы. Исследование оценивает диапазон затрат от 47 миллионов до 530 миллионов долларов США в год для глобальной индустрии черники.
Наконец, исследование предоставляет некоторые ранние сигналы тревоги для важных районов производства черники, таких как Тихоокеанский северо-запад США. Условия там подходят для того, чтобы мучнистая роса укоренилась и распространилась, но заболевание пока не достигло этого региона.
«На распространение болезни также могут влиять сельскохозяйственные условия», — сказал Брадшоу. «Некоторые районы, где чернику выращивают в туннелях или закрытых помещениях, кажутся более подверженными заболеваниям, чем районы, где черника растет на открытом воздухе без какого-либо укрытия, как в Северной Каролине».
Брадшоу добавил, что исследователи использовали полезный инструмент, который может помочь идентифицировать штаммы E. vaccinii, чтобы поддержать фермеров и других исследователей.
«Трудно идентифицировать гриб, вызывающий мучнистую росу на чернике, поэтому мы ввели наши данные в общую базу данных, разработанную в НС Стейт соавтором Игнацио Карбоне. Эта платформа позволяет производителям вводить свои данные и узнавать, какой именно штам находится на их полях», — сказал Брадшоу. «Это важно, потому что понимание генетики может предупредить фермеров о том, какой штам у них есть, устойчив ли он к фунгицидам и как распространяется заболевание, а также о вирулентности конкретных штаммов».
