I en ny studie av de symbiotiska förbindelserna mellan svampar som orsakar svart potatis och nematoder, gjorde forskare en oväntad upptäckt.
Produktion av högavkastande potatisgrödor av hög kvalitet (Solanum tuberosum L.) är en komplex uppgift som kräver hänsyn till många aspekter, inklusive variation, markparametrar, nederbörd och jordbruksmetoder.
Dessutom kan markorganismer som svamparter, insekter och bakterier uppenbarligen påverka utvecklingen av en potatisodling beroende på deras matpreferenser.
Komplexiteten i växelverkan mellan många arter som finns i marken och den odlade grödan studeras fortfarande mycket lite. En grupp forskare från Sveriges lantbruksuniversitet undersökte de tillfälliga interaktionerna mellan nematoder som påverkar potatisens rotsystem och en patogen svamp Rhizoctonia solaniorsakar rhizoctonia.
Interaktionen studerades på potatisväxter odlade i krukor under kontrollerade förhållanden. I två liknande experiment tillsattes olika kombinationer av nematoder och svampmysel till krukorna tre gånger; vid landning, efter 14 dagar och efter 28 dagar.
Nematoder minskade rotbiomassa och en kombination av nematoder och R.solani ledde till en minskning av knölutbytet i båda experimenten, men interaktionen var inte synergistisk. Däremot minskade antalet lesioner i form av stam-magsår i närvaro av nematoder jämfört med endast R. solani-behandlingar.
Forskare vet lite om synergin mellan patogena svampar och parasitiska nematoder
Växtparasitiska nematoder, som representerar 15% av det totala antalet beskrivna nematodarter, finns i jordar runt om i världen och är vanliga patogener i jordbruket. De har ett brett utbud av värdar, inklusive potatis, och är rörliga under hela deras livscykel, antingen i jorden (ektoparasiter) eller i rötter (endoparasiter).
Växtparasitiska nematoders bidrag till skördesförluster kommer sannolikt att underskattas eftersom symptom ovan jord eller oregelbundna knölar sällan märks mot bakgrunden av den totala grödan.
Nematoder som påverkar rotsystemet (endoparasitiska frittlevande nematoder) kan emellertid minska knölutbytet med 12% eller ännu mer om de följs av sekundära infektioner av svampar och bakterier.
Det antas att parasitiska nematoder också kan påverka utvecklingen av sjukdomar orsakade av andra jordpatogener, vilket synergistiskt förstärker effekterna av patogena svampar.
Till exempel kan nematoder svara på utsöndringar av växter som drabbats av svampen, eller svampen kan tränga in växtvävnader genom sår orsakade av matande nematoder.
Svamppatogen R.solani orsakar stamsår, svart beläggning eller deformerade knölar, bland andra symtom, såsom tjock, elefant, skal och sprickor.
Svampen kan överleva på grödrester i marken eller bäras av frön när den finns på knölarna som sclerotia (svart beläggning).
På svenska potatisfält med jord R. Solani en stor närvaro av nematoder noterades, men noggrann uppmärksamhet på dessa två faktorer gavs inte.
Det är allmänt accepterat att de nematod-drabbande rötter Pratylenchus envranrans påverkar effekten R.solaninegativt påverkar grödan.
Andra typer av nematoder som interagerar med R.solaniär inklusive cystbildande potatisnematoder Globodera rostochiensis и Blek Globodera.
Patogenens och nematodens exponeringstid för växten, såväl som utvecklingsstadiet av värdplantan är viktiga för samverkan mellan organismer och svårighetsgraden av sjukdomen för värden.
De temporära aspekterna av exponering och mottaglighet till följd av växtutveckling har inte heller studerats tillräckligt, även om det finns studier som jämför en känslighet för en sort.
I detta experiment antogs det att en kombination av växt-parasitiska nematoder och R. Solani kommer att leda till en allvarligare ulcerös lesion på stjälkar och stoloner, kommer att orsaka en minskning av mängden och kvaliteten på knölar på grund av den höga förekomsten av svart plack och andra symtom.
Två typer av nematodinokula användes för experimenten; i experiment 1 - en komplett nematodgemenskap där särskilt nematoder med rotskada dominerade A. erenatusoch i experiment 2 - en ren odling av nematoden P. crenata.
Lägga till rot nematoder och R.solani hade någon effekt på potatisväxter i nästan alla behandlingar.
Två hypoteser bekräftades, eftersom forskare fann att en kombination av nematoder och R.solani och att inokuleringstiden påverkade svårighetsgraden både av svampen och nematoderna.
Till skillnad från hypoteserna om synergi såg forskare att kvaliteten på knölar och svampskador på växten inte beror på förekomsten av nematoder innan ympningen med svampen.
Svårighetsgraden av magsåren ökade inte i närvaro av nematoder. Dessutom var stamens magsår ännu mindre allvarlig när nematoderna tillsattes i kombination med svampen.
Nematoder som parasiterar på växter minskade antalet skador på stamceller istället för att göra dem svårare, och nematoderna påverkade inte heller svampskador på stoloner eller knölar enligt avsikt.
En möjlig förklaring kan vara att nematoder aktiverar resistensmekanismer i potatisväxter på samma sätt som rotnematoder kan framkalla försvarsmekanismer i tomater, föreslog forskare.
”Det är viktigt att förstå och utvärdera omfattningen av förhållandet mellan patogener för sjukdomsbekämpning med lämpliga hanteringsmetoder. Därför behövs ytterligare forskning för att hantera dessa frågor. Våra huvudsakliga resultat är att grödan påverkas av samtidig förekomst av nematoder som påverkar rötter, och R.solanioch att nematoderna kan interagera med potatisväxten, vilket leder till en minskning av antalet stamceller. Våra resultat betonar vikten av att analysera förekomsten av nematoder i fältet för att kunna skapa skyddsstrategier för effektiv potatisproduktion. En grödrotation med minst fyra år utan potatis och andra jordbruksmetoder kan vara användbart för att minska befolkningen R.solani på fältet och effekten av grödor som odlas under perioden utan potatis kommer att påverka rotnematoder, "summerade forskarna sin vetenskapliga artikel som publicerades på portalen www.mdpi.com.
Läs mer: https://www.agroxxi.ru