Китайские ученые установили, как растительный стероидный гормон помогает собранным плодам киви противостоять серой гнили. Обработка препаратом запускает в плодах комплексную защитную реакцию, которая укрепляет их физические и химические барьеры и может стать альтернативой синтетическим фунгицидам. Результаты исследования опубликованы в журнале BMC Plant Biology.
Серая гниль, вызываемая грибком Botrytis cinerea, – одно из самых разрушительных заболеваний киви после сбора урожая. Она приводит к значительным экономическим потерям при хранении и транспортировке продукции. Специалисты из Университета искусств и наук Чунцина изучили, как на устойчивость плодов влияет обработка 24-эпибрассинолидом (EBR) – биологически активным гормоном из группы брассиностероидов.
Эксперимент показал, что обработка EBR заметно замедлила развитие очагов поражения на плодах по сравнению с контрольной группой. С помощью метаболомного анализа ученые отследили биохимические изменения в киви через 24, 48 и 72 часа после заражения грибком. Оказалось, что гормон не просто включает один защитный механизм, а запускает скоординированную многоуровневую перестройку метаболизма.
Исследователи выделили четыре ключевых биохимических пути, которые активируются в ответ на обработку. Во-первых, усиливается синтез фенилпропаноидов и флавоноидов – соединений, которые обладают противогрибковыми и антиоксидантными свойствами. Во-вторых, меняется метаболизм аминокислот, что лишает патоген питательных веществ. В-третьих, активируются сигнальные пути пуринов и цитокининов, координирующие защитную реакцию в тканях плода. Наконец, перестраивается липидный обмен, что укрепляет кутикулу – восковой защитный слой на поверхности киви.
Исследование также показало, что защитная реакция развивается в три этапа. В первые 24 часа запускается первичная химическая защита. На отметке в 48 часов ответ достигает пика: активируются сигнальные системы и наблюдается максимальное накопление защитных метаболитов. К 72 часам метаболизм плода начинает восстанавливаться.
Полученные данные создают научную основу для разработки новых методов послеуборочной обработки киви. Технология может снизить зависимость отрасли от синтетических фунгицидов, использование которых все чаще ограничивают регуляторы и которых избегают потребители. Выявленные метаболиты также могут служить биомаркерами при выведении более устойчивых сортов.