Устойчивая к болезням пшеница может модулировать восприимчивость к болезням у своих соседей

Выращивание нескольких сортов растений на одном поле для повышения устойчивости к болезням - давняя сельскохозяйственная практика, которая, однако, может давать непредсказуемые результаты. Ученые из Национального института исследований в области сельского хозяйства, питания и окружающей среды (Монпелье, Франция) в своей работе, опубликованной на прошлой неделе в журнале PLOS Biology, предполагают, что взаимодействие между растениями может обеспечивать иммунитет к заболеваниям как у пшеницы, так и у риса.

Восприимчивость, модулируемая соседями (NMS), возникает, когда здоровые одновидовые растения-соседи модулируют базальный иммунитет и восприимчивость к патогенам. Однако такая восприимчивость изучена недостаточно хорошо. Для того чтобы оценить потенциал NMS в снижении распространения патогенов растений, исследователи измерили восприимчивость к болезням у 200 пар сортов риса и твердой пшеницы. Один набор генотипов был составлен из селекционированных сортов, а другой — из популяций, не подвергавшихся современной селекции. Пары одновидовых сортосмесей, выращенных в горшках в контролируемых тепличных условиях, инокулировались грибковыми патогенами, и восприимчивость к болезням отслеживалась до возможного рассеивания патогенов. Используя статистическую модель, авторы смогли количественно оценить значимость NMS и относительный вклад влияния соседей на восприимчивость к патогенам в сортовых смесях.

Исследователи выявили 23 одновидовые смеси (~11%), в которых взаимодействие между растениями модулировало восприимчивость к болезням, что позволяет предположить, что восприимчивость, модулируемая соседями, является относительно частым явлением. При этом наблюдалось как положительное, так и отрицательное влияние соседей, что указывает на то, что последствия взаимодействия растений между собой могут быть различными. Исследование имело ряд ограничений, например, были протестированы только две культуры — рис и пшеница. В будущем можно будет провести дополнительные исследования в полевых условиях, где растения будут подвергаться различным внешним воздействиям, а не выращиваться в теплице.

По мнению авторов, «эти результаты открывают новые возможности для разработки более устойчивых методов ведения сельского хозяйства путем создания менее восприимчивых смесей культур благодаря возникшим, но теперь уже предсказуемым свойствам смесей». Данное исследование позволяет предположить, что косвенное влияние взаимодействия растений на восприимчивость к патогенам может быть использовано для разработки сортовых смесей со встроенной защитой растений.

Ученые отмечают, что в животном мире, в частности в стадах, обычно наблюдается, что отдельные особи регулируют свое функционирование в зависимости от соседей, причем таким образом, что это приносит пользу группе, но не обязательно каждой отдельной особи. Данная работа показывает, что подобное явление существует и у растений, предполагая в таком случае, что растения регулируют свой иммунитет на уровне популяции, что открывает новые перспективы для исследований в области растениеводства и экологии.