Вчені виявили, що кальцій відіграє важливу роль у підвищенні стійкості рослин картоплі до бактеріального в'янення, повідомляється в прес-релізі Американського товариства мікробіології (American Society for Microbiology - ASM).

Бактеріальне в'янення картоплі спричиняє світові втрати на суму 19 мільярдів доларів на рік. Результати дослідження відкривають нові шляхи для інтегрованих стратегій управління хворобами, включаючи можливість внесення кальцію в ґрунт як частину комплексного підходу до боротьби з бактеріальним в'яненням картоплі. Результати цього дослідження опубліковані в журналі Американського товариства мікробіології «Прикладна та екологічна мікробіологія» (Applied and Environmental Microbiology).

Комплекс видів Ralstonia solanacearum (RSSC) - це фітопатогенна група бактерій, що викликає бактеріальне в'янення деяких культур. «Наша дослідницька група вже багато років займається вивченням патосистеми Ralstonia solancearum, приділяючи основну увагу виведенню сортів картоплі зі стійкістю до бактеріального в'янення», - говорить автор дослідження Марія Інес Сірі (María Inés Siri), доктор філософії з факультету біологічних наук Республіканського університету в Монтевідео, Уругвай.

Патосистеми, подібні до цієї, є підсистемами екосистем, які визначаються паразитизмом, де паразитом є будь-який вид, який проводить значну частину свого життя, мешкаючи та отримуючи поживні речовини від хазяїна. Сірі зазначила, що до цього часу не вивчався взаємозв'язок між іономом рослин картоплі (складом мінеральних речовин і мікроелементів) і рівнем стійкості до RSSC.

У новому дослідженні вчені розпочали своє вивчення, використовуючи генотипи рослин картоплі з контрастними рівнями стійкості до бактеріального в'янення. Такий підхід дозволив дослідникам вивчити, як різні рівні природної стійкості рослин можуть бути пов'язані з їх мінеральним складом. Дослідники оцінили вміст мінералів у різних частинах рослин картоплі, таких як ксилемний сік, коріння, стебла та листя, зосередившись на взаємозв'язку між цими мінералами, зокрема кальцієм, та стійкістю рослин до бактеріального в'янення.

Після цієї оцінки мінералу вчені дослідили вплив кальцію на кілька аспектів, пов'язаних з вірулентністю патогену, включаючи швидкість його росту, здатність утворювати біоплівки та рухливість. Крім того, вони оцінили вплив кальцію на підвищення стійкості рослин за допомогою контрольованих випробувань з інокуляції. Це дозволило отримати повне уявлення про те, як добавки кальцію можуть потенційно посилити захисні механізми рослин картоплі проти бактеріального в'янення.

Команда виявила зв'язок між концентрацією кальцію та рівнем стійкості генотипів картоплі до бактеріального в'янення. Вони також виявили, що додавання кальцію до картоплі може значно знизити швидкість росту патогена, що викликає в'янення, і негативно вплинути на здатність патогена утворювати біоплівки та пересуватися, що має вирішальне значення для його вірулентності та здатності викликати хворобу.

«Є кілька цікавих напрямків для майбутніх досліджень, що випливають з наших висновків, - сказав Сірі. «Ми плануємо заглибитися в розуміння того, як кальцій впливає на патосистему на транскриптомному рівні, включаючи механізми захисту рослин та вірулентність патогенів. Ми також прагнемо дослідити роль мікробіому рослин у стійкості та розробити практичні стратегії управління полем, які включають внесення кальцієвих добрив».

За словами Сірі, це перше дослідження, в якому були використані мікрофлюїдні камери для моніторингу росту патогенів і формування біоплівки в умовах, що імітують судинну систему рослини. Цей інноваційний підхід дозволив отримати цінну інформацію про те, як добавки кальцію можуть перешкоджати здатності патогену утворювати біоплівки, що є ключовим фактором його вірулентності.

«Крім того, цей методологічний прогрес не обмежується лише нашим поточним дослідженням, але також є перспективним для майбутніх досліджень цього важливого судинного патогену», - сказала Сірі. «Пропонуючи новий інструмент для детального спостереження та аналізу, наш підхід може бути використаний у подальших дослідженнях для розкриття складних взаємодій між рослинами і патогенами та вивчення нових стратегій управління захворюваннями».