Современные молекулярные методы анализа почвы не позволяют надёжно прогнозировать заражение картофеля обыкновенной паршой – заболеванием, которое ежегодно наносит аграриям значительный экономический ущерб. К такому выводу пришли исследователи из Университета штата Северная Дакота, США.
Обыкновенная парша, вызываемая почвенными бактериями рода Streptomyces, не уничтожает урожай, но покрывает клубни язвами и наростами, делая их непригодными для продажи и переработки. Фермеры давно нуждаются в инструменте, который позволил бы оценить риск заражения ещё до посадки, чтобы вовремя принять защитные меры.
Ранее для выявления патогена использовали ДНК-анализ, однако он не позволяет отличить живые и активные бактерии от остатков мёртвых организмов, что может приводить к завышенной оценке риска. Учёные предположили, что более точный прогноз даст анализ РНК, поскольку её синтезируют только живые клетки. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи провели эксперимент в контролируемых условиях. Они заразили почву разными концентрациями бактерии S. scabies, основного возбудителя парши в США, и высадили в неё редис, который часто используют как модельную культуру для изучения этой болезни.
С помощью молекулярных методов учёные измерили концентрацию ДНК и РНК патогена в почве до посадки и после сбора урожая. Анализы точно показали, что в образцах действительно присутствуют разные концентрации бактерии. Однако количество выявленной ДНК или РНК никак не коррелировало с реальной степенью поражения клубней редиса. Даже в образцах с высокой концентрацией активного патогена заболевание могло быть слабым, и наоборот.
Исследователи объясняют это несколькими причинами. Во-первых, гены, отвечающие за выработку токсинов, активируются у бактерии только в ответ на сигнальные вещества, которые выделяют растущие клубни. Без этих сигналов патоген может присутствовать в почве и быть метаболически активным, но не причинять вреда. Во-вторых, экспрессия генов вирулентности оказалась настолько низкой, что стандартные тесты не смогли её обнаружить.
Результаты исследования показывают, что простое обнаружение патогена в почве, даже если он жив и активен, не гарантирует развития болезни. Для точного прогноза необходимо понимать сложную систему взаимодействия в почвенной экосистеме, включая сигналы между растением-хозяином и бактерией. Это означает, что широко продвигаемые на рынке молекулярные анализы пока не могут служить надёжным инструментом для аграриев в борьбе с обыкновенной паршой.