Группа австралийских ученых создала экспресс-метод по обнаружению устойчивых патогенов в полевых условиях за 90 минут
В исследовании, опубликованном на портале www.nature.com, авторы (Кеджал Н. Додхия, Белинда А. Кокс, Ричард П. Оливер и Франсиско Х. Лопес-Руис) пишут следующее.
«Поскольку частота возникновения устойчивости к фунгицидам у патогенных микроорганизмов растений продолжает расти, борьбе с болезнями и борьбе с устойчивостью будут в значительной степени способствовать методы быстрой диагностики
Одной из основных задач, стоящих перед сельскохозяйственной отраслью, является борьба с грибными болезнями сельскохозяйственных культур во время появления устойчивости к фунгицидам.
Присутствие популяций устойчивых к фунгицидам патогенов в культуре не только приводит к снижению эффективности агрохимических методов, но также к снижению урожайности и качества из-за повышенного давления болезни.
Кроме того, ненужная обработка неэффективными продуктами приведет к дополнительным расходам для производителя и будет способствовать неблагоприятному воздействию на окружающую среду. Оптимальный подход состоял бы в том, чтобы определить, к каким химическим веществам устойчива популяций, и использовать другие фунгициды.
Многие случаи устойчивости к фунгицидам были функционально связаны со специфическими изменениями генотипа в генах-мишенях.
Обнаружение этих генотипических изменений является ценным дополнением к фенотипическому скринингу изолятов подозрительных патогенов. Фенотипический скрининг требует выделения множества чистых культур патогена и тестирования на количественное подавление роста и / или прорастания. Такие анализы требуют много места, ресурсов и времени, иногда длятся неделями. При этом все методы ограничены необходимостью изолировать чистые штаммы патогена и проводить анализы в лабораторных условиях. Следовательно, временные рамки, в течение которых можно распылить фунгицид, могут быть потеряны к тому времени, когда придут результаты.
Другие методики, например, петлевой изотермической амплификации (LAMP), являются быстрыми и могут использоваться с образцами инфицированных растений.
Исходя из этого, LAMP был использован для успешного полевого и лабораторного обнаружения различных организмов, включая химическую устойчивость грибов и сорняков. Однако результаты этого теста не являются количественными и подвержены ложным срабатываниям.
Идеальным решением видится анализ для быстрого проведения на месте с целью количественной оценки популяции грибных патогенов, устойчивых к данному фунгициду, с высокой достоверностью результатов. Это предотвратило бы распыление фунгицида, к которому гриб устойчив.
Быстрый анализ, диагностирующий болезнь, ее количество и статус чувствительности к фунгицидам, позволит фермерам выбрать оптимальный режим фунгицидов для постоянной защиты урожая.
Аллель-специфическая полимеразная цепная реакция (ASPCR) представляет собой специфический и чувствительный анализ, разработанный для обнаружения точечных мутаций с использованием ПЦР с последующим гель-электрофорезом. Этот метод был адаптирован для использования как с интеркалирующими красителями, так и с анализами на основе зондов для количественной оценки грибов с генетическими изменениями, коррелированными с устойчивостью к фунгицидам.
Важно, что этот анализ может быть проведен в полевых условиях с минимальным лабораторным оборудованием.
Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt) — возбудитель мучнистой росы пшеницы. Им можно управлять с помощью стробилуринов.
Однако, устойчивые к стробилурину генотипы Bgt были впервые обнаружены в 1998 году в Германии, всего через 2 года после их внедрения для борьбы с различными болезнями сельскохозяйственных культур, и с тех пор о них сообщалось в регионах выращивания пшеницы по всему миру.
Во всем мире стробилурины составляют 20–25% продаж фунгицидов, из которых азоксистробин составляет треть и является самым продаваемым фунгицидом в мире.
Развитие устойчивости к стробилуринам не только угрожает эффективной защите растений, но также снижает количество доступных для производителей способов действий, что способствует повышению риска устойчивости этих систем к фунгицидам.
В Австралии стробилурин-резистентный Bgt впервые обнаружили в 2016 году.
Молекулярный анализ выявил нуклеотидную трансверсию в гене цитохрома b (cytb) в цитохроме. Мы разработали полевой анализ ASqPCR, который может количественно определять как резистентные (A143), так и чувствительные (G143) аллели cytb до 1,67% у хозяина и Bgt-смеси ДНК в течение 90 минут после сбора образцов.
Анализ проб, собранных на месте во время исследования в Тасмании, показал, что частота A143 находится в диапазоне 9–100%. Проверка анализа с помощью недавно разработанного лабораторного цифрового ПЦР-анализа не обнаружила существенных различий между двумя методами.
Таким образом, мы успешно разработали метод количественной оценки стробилуринового аллеля в полевых условиях, объединив анализ ASqPCR на легком приборе для количественной ПЦР с методом быстрого выделения ДНК. Внедрение этих методов в полевых условиях может способствовать эффективному сезонному контролю устойчивости к фунгицидам.
Методология может быть реализована с использованием портативных приборов, размещенных в кабине транспортного средства. Однако мы понимаем, что истинная ценность быстрой диагностики реализуется только тогда, когда дополняется профессиональными советами и выбором продуктов».
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: