Ochrana rostlin před houbovými chorobami bez použití pesticidů
13.12.2020 |
V rámci EU dochází k významnému snižování použitelných fungicidních látek. To vede k hledání „jiných“ účinných postupů v ochraně rostlin.
Snaha chránit rostliny před chorobami nepesticidním způsobem probíhá po celou dobu jejich pěstování. Dobrých výsledků dosahovali již Sumérové s použitím sloučenin mědi a páleného vápna (od 18 století známé jako silně zásaditá bordóská jícha). Některé výživové prvky, jako sloučeniny síry (thiosíran draselný), stříbra nebo mědi, bór atd., jsou také velmi účinné proti chorobám plodin.
Velmi úspěšným se stalo použití fosforu v podobě fosfonátů. Ten houby, zejména peronosporaceae, neumí zužitkovat (na rozdíl od vyšších rostlin, pro které jde o velmi rychlou výživu fosforem) a odumírají na nemožnost získat energii k látkové výměně.
Dalším krokem bylo jednoduché pokrývání povrchu rostlin prodyšnou jemnou vrstvičkou jako ochranu před praskáním šešulí řepky nebo výdrolem z klasů obilnin. Ale také neprostupnou pro klíčící spóry a mycelium – v roce 1997 odzkoušen pinolen (dnes již celá řada dalších „lepidel“). To lze samozřejmě velmi úspěšně kombinovat s předchozími sloučeninami ke vzájemnému zvýšení účinku.
Takováto ošetření nepodléhají nárůstu rezistence patogenních mikroorganizmů.
Další řešení je ochrana pomocí mikroorganizmů (zejména mykorhizních, tj. žijících na kořenech nebo v jejich sféře) nebo jejich produktů. Mohou fungovat jako stimulátory přirozené odolnosti nebo jinak ovlivňovat fyziologii rostliny v neprospěch houbových patogenů, někdy přímo omezovat rozvoj patogenů svými antimykotickými účinky.
Nejčastější houbové choroby u rostlin mohou být do určité míry potlačeny také komerčně vyráběnou látkou – kyselinou acetohydroxamovou, která našla své využití již v medicíně (používá se k léčbě škodlivých bakterií v lidském žaludku a dokáže inhibovat rozklad močoviny).
Tento nový objev učinili vědci z univerzit „Martin Luther University Halle-Wittenberg“ (MLU) v Německu a „University of the State of Paraná“ v Brazílii. V rozsáhlém experimentu vědecký tým odhalil schopnost této látky blokovat metabolickou dráhu-degradaci purinu, a bránit tak některým známým patogenním houbám v infekci hostitelské rostliny. Vědci o tom informovali ve vědeckém časopise "Phytopathology".
Výzkum začínal u patogenní houby kukuřice Colletotrichum graminicola, která je všeobecně rozšířená po celém světě. Tato houba vyvolává antraknózu, což je choroba způsobující nouzové dozrávání, prakticky uhynutí rostliny. Nejškodlivější je napadení stébel, kam houba vniká pletivem kolének stébla. Tam nejdříve působí suché trouchnivění a později odumírání vodivých svazků až nouzové dozrávání (zežloutnutí a zaschnutí) rostliny.
Obrázek č. 1: Colletotrichum graminicola na stéble kukuřice – zleva dole hnědnutí a odumírání vodivých svazků, uvnitř mokvání dřeně (foto Říha K., Brno).
C. graminicola se rozšiřuje díky svým spórám, které se přichytí na povrchu rostliny. „Vzhledem k tomu, že se na jejím povrchu nacházejí spíše nehostinné podmínky: nedostatek živin (zejména dusíku), které houby potřebují ke svému růstu, je jedinou jejich možností rozštěpit některé ze svých vlastních molekul obsahující dusík např. puriny, které tvoří stavební kameny DNA nebo RNA,“ vysvětluje fytopatolog profesor Holger Deising z MLU.
Vědci z Deisingova týmu našli způsob, jak zabránit této přechodné fázi, právě díky kyselině acetohydroxamové. Tým dále testoval, zda by se výsledky z této studie daly aplikovat i na jiné rostliny ve vztahu s patogenními houbami. Bylo zjištěno, že kyselina acetohydroxamová je účinná proti mnoha dalším patogenům jako je např. padlí na obilovinách, plísni bramborové na bramborách a rzím na kukuřici a luskovinách.
Obrázek č. 2: Porovnání rzivostí bobu napadené a zdravé listy bobu (https://pressemitteilungen.pr.uni-halle.de/index.php?modus=pmanzeige&pm_id=5103).
„Dokázali jsme vyvinout zcela nový přístup ochrany rostlin před patogeny, který využívá existující účinnou látku a lze jej tedy komerčně rychle aplikovat,“ říká Deising.
Aby vědci dospěli ke svým závěrům, musely být provedeny rozsáhlé experimenty. Chtěli zejména pochopit, jak na molekulární úrovni získává houba dusík na počátku své infekce.
Nejprve tedy byla vytvořena série náhodných mutací v genomu houby C. graminicola. Poté byly naočkovány různé fungální mutanty na rostliny, aby zjistili, které z nich již nejsou infekční. Jeden z těchto mutantů měl defekt v dráze degradace purinů. Za účelem ověření, zda neschopnost mutantů infikovat rostlinu byla skutečně způsobena nedostatkem dusíku, byl do rostliny vpraven dusík. „Jakmile byl přidán, dokonce i neškodní mutanti začali být znovu infekční,“ říká Deising. Týmu se podařilo vyvolat stejný defekt, který pozorovali u mutantů v houbách divokého typu při použití kyseliny acetohydroxamové.
Studie byla financována brazilským ministerstvem školství, Brazilskou národní radou pro vědecký a technologický rozvoj, a v rámci mezinárodní postgraduální školy „AGRIPOLY“ na MLU, která je financována z Evropského Sociálního Fondu (ESF).
Zdroje:
https://pressemitteilungen.pr.uni-halle.de/index.php?modus=pmanzeige&pm_id=5103
https://view.officeapps.live.com/op/view.aspx?src=http%3A%2F%2Flukas.doul.sweb.cz%2Ffungicidy.doc