EcoPlant Агро info@ecoplant.org +79624522021
Михайловский бульвар 2/2 Россия, Ставропольский край, г Михайловск
Закрыть
БИТ
Дмитрий С. Бачаров
2 ноября 2022
133

Кукуруза в монокультуре, или как грибы рода Гибберелла помогли открыть новый тип фитогормонов

Микопатогены растений приводят к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, а еще они становятся главными героями в научных открытиях, перевернувшие наше представления о жизни растений.

В Японии, Китае, Индии, Шри-Ланке и на Филиппинах встречается болезнь риса под названием баканэ, что в переводе означает «дурные побеги». Наиболее характерный ее признак — появление высоких тонких побегов, значительно обгоняющих в росте здоровые растения. Больные особи имеют также большие междоузлия, более тонкие и узкие листья. Листовые пластинки у них хлоротичные, бледно-зеленого цвета. Колосья образуются небольшие, поэтому урожай риса в случае заболевания незначительный или вовсе может отсутствовать.  

Рис. 1. Внешний вид пораженного растения риса грибом Fusarium fujikuroi

В 1920 году выпускник японского сельскохозяйственного колледжа Куросака занялся разработкой методов борьбы с этим заболеванием, которое в те времена причиняло серьезный ущерб рисовым плантациям. Он предположил, что усиленное вытягивание растений вызывает некое физиологически активное вещество, которое выделяет паразитирующий на больных растениях грибок гибберелла, если быть точнее, то Gibberella fujikuroi (Sawada) Wollenw. У данного вида гриба есть несколько синонимов, но я хочу обратить ваше внимание на один из них: Fusarium fujikuroi Nirenberg. Если быть точнее, то современное название гриба носит имя именно Fusarium fujikuroi, а Gibberella fujikuroi уже устарело. Как известно, гриб может проходить жизненный цикл и расселяться как в бесполой форме, так и половой. Анаморфное состояние гриба, бесполый цикл, может быть длительное время, и как считают учёные, и не всегда гриб переходит в половой цикл развития и размножения гриба - телиоморфа. Возвращаясь к нашему грибу можно сказать, что грибы рода Fusarium являются анаморфой, а Gibberella - телиоморфой, и морфологически они будут различаться между собой. Таким образом Fusarium fujikuroi и Gibberella fujikuroi является одним организмом, который проявляется в различных эпостасиях.

Рис. 2. Пораженное растение риса болезнью баканэ с характерным признаком грибов рода Fusarium, розовый мицелий.Итак, возвращаясь к болезни баканэ надо сказать, что в 1926 году Куросава установил, что профильтрованный экстракт среды, на которой культивировался этот грибок, оказывает влияние на рост проростков риса и кукурузы, причем они становятся похожими на пораженные баканэ. Открытие японского ученого стало началом широкого исследования данного типа регуляторов роста. В середине 30-х годов его соотечественники ученые Ябута и Су-мики выделили из питательной среды, на которой культивировался грибок гибберелла, физиологически активные вещества. По своему составу они оказались сложными органическими соединениями, не содержащими азота. Им дали название гиббереллины. В настоящее время известно свыше 50 гиббереллинов значительно отличающихся по своей структуре. Из них наиболее известны гибберелловая кислота (гиббереллин А3, второе название ГК3). Установлено, что эти вещества образует не только грибок гибберелла, но и высшие растения. Так, их обнаружили в листьях, стеблях, корнях, плодах и семенах. В настоящее время уже нет сомнений в том, что гиббереллины — продукты нормального обмена веществ растительных организмов. Их по праву относят к фитогормонам.


Рис. 3. Структурная формула гибберелловой кислоты ГК3

Кукуруза, как монокультура.

Рыночные реалии, которые мы наблюдаем в аграрном секторе нашей страны, привели к тому, что на территории ряда республик Северного Кавказа кукуруза выращивается на одних и тех же полях на протяжении нескольких лет, из-за хорошей рентабельности культуры в данных условиях. Отсутсвие севооборота может приводить не только к значительному выносу элементов питания, но и к развитию микопатогенов, для которых кукуруза является основным хозяином для своего развития.  К таким грибам можно отнести почвенные грибы рода Fusarium, которые вызывают гнили подземной части растения, а также способны поражать и надземную часть, листья и початок.

Рис. 4. Внешний вид пораженных растений грибами рода Gibberella
Поражение кукурузы телиоморфой приводит к искривлению побега и его удлинению, а также к резкому сокращению размеров листового аппарата и початка. Метелка растения подвергается метаморфозу.  Таким образом, увелечение монокультурой кукурузы может привести к появлению половой стадии развития гриба Fusarium, который будет выделять гиббереллиновые кислоты и снижать урожайность культуры, что приводит к падению маржинальность культуры.  

Конечно, благодаря этим грибам ученые открыли целое семейство гиббереллиновых кислот и их физиологические свойства, который позволили изменить подход в выращивании сельскохозяйственных культур, но об этом я напишу в следующей статье.

Рассказать друзьям

QR code