Влагопоглощающее покрытие для защиты от ржавчины? Это может показаться нелогичным, но когда речь идет о растениях сои и ржавчине, исследователи из Японии обнаружили, что нанесение покрытия, которое делает поверхности листьев водопоглощающими, помогает защититься от инфекции.
В исследовании, опубликованном в этом месяце в журнале Frontiers in Plant Science, исследователи из Университета Цукубы обнаружили, что покрытие листьев растений сои целлюлозным нановолокном изменяет поверхность листа с водоотталкивающей на водопоглощающую и обеспечивает устойчивость к азиатской ржавчине сои..
Ржавчина - это заболевание растений, получившее свое название от порошкообразных грибковых спор ржавчины или коричневого цвета на поверхности зараженных растений. Азиатская ржавчина сои (АРС) - агрессивное заболевание растений сои, приводящее к потерям урожая до 90%. ASR вызывается Phakopsora pachyrhizi, грибковым патогеном, для выживания которого требуется живое растение-хозяин. Своевременное применение фунгицидов в настоящее время является единственным способом борьбы с ASR в полевых условиях. Но использование фунгицидов может быть проблематичным, приводя к негативным последствиям для окружающей среды, увеличению производственных затрат и появлению устойчивых к фунгицидам патогенов.
«Мы исследовали целлюлозное нановолокно (CNF) в качестве альтернативного метода контроля ASR», - говорит старший автор исследования, профессор Ясухиро Исига. «В частности, мы хотели узнать, защищает ли покрытие листьев растений сои CNF от P. pachyrhizi».
Из доступных методов выделения УНВ было показано, что водное встречное столкновение (АКС) изменяет гидрофильные (водопоглощающие) и гидрофобные (водоотталкивающие) свойства поверхностей, переключая одно на другое. Предыдущие исследования показали, что УНВ, полученный с помощью АКК, имеет более высокую смачиваемость, чем УНВ, выделенный другими методами.
«Мы показали, что CNF может изменять поверхность листа сои с гидрофобной на гидрофильную», - объясняет старший автор, профессор Юдзи Ямасита. «Это обеспечивает устойчивость к P. pachyrhizi».
Команда обнаружила меньше поражений и значительно уменьшила образование P. pachyrhizi appressoria, которые представляют собой специализированные прединфекционные структуры, используемые для прорыва внешней поверхности растения-хозяина, на листьях, обработанных CNF, по сравнению с контролем (необработанным). листья. Результаты также выявили подавление экспрессии генов, связанное с формированием прединфекционных структур у P. pachyrhizi на обработанных по сравнению с контрольными листьями.
«В частности, была подавлена экспрессия гена хитинсинтазы, и P. pachyrhizi нуждается в хитинсинтазах для формирования прединфекционных структур», - говорит профессор Ишига.
Это исследование является первым, в котором изучается применение CNF для борьбы с болезнями растений в полевых условиях, и этот метод предлагает новые возможности для устойчивого и экологически безопасного управления болезнями растений.