Trendy

Pěstované obiloviny trpí škodlivými houbami | Věda a život

Je možné se otrávit tím nejobyčejnějším chlebem, i když je čerstvě upečený a hezky voní? Ukazuje se, že ano! A otrava může být smrtelná. A to vše kvůli. houbám. Jelena Zemcovová, výzkumnice chemicko-ekologické laboratoře Tobolské komplexní vědecké stanice Uralské pobočky Ruské akademie věd, hovoří o „zlých“ a nebezpečných houbách a o tom, jak s nimi bojovat.

Hojný vývoj mycelia Fusarium spp. na infikovaných semenech pšenice ve vlhké komoře. Foto: Elena Zemtsová

— Eleno, prosím, povězte nám něco o své vědecké práci.

— Moje vědecká práce se týká studia houbových chorob pěstovaných obilovin. Oblastí mého zájmu jsou toxigenní mikroskopické houby. Zkoumají se pod mikroskopem, ale příznaky, které způsobují, lze obvykle pozorovat pouhým okem.

— O jaké nemoci se jedná?

— Jednou z nejnebezpečnějších chorob obilovin je fusarióza klasů. Původci onemocnění jsou mikromycety rodu Fusarium Během svého životního cyklu produkují toxické látky, které se hromadí v kontaminovaných zrnech a zůstávají v produktech zpracování zrna, protože se zpravidla během tepelného zpracování neničí, což může vést ke zdravotním problémům u zvířat i lidí.

Jelena Zemcovová, vědecká pracovnice chemicko-ekologické laboratoře Tobolské komplexní vědecké stanice Uralské pobočky Ruské akademie věd. Foto: Natalia Lesková

— Vyskytly se takové případy?

— Historie světové toxikologie je známá případy masových otrav lidí s fatálními následky. Ve 30. letech XNUMX. století, stejně jako během Velké vlastenecké války, byly v řadě regionů SSSR pozorovány výskyty závažného onemocnění, alimentárně-toxické aleukie, v důsledku konzumace obilí přezimovaného pod sněhem. Onemocnění se projevovalo nevolností, zvracením, nekrotickou tonzilitidou a často končilo smrtelně. Na Urale a v západní Sibiři zemřely tisíce lidí. Příčinou byly toxiny produkované houbami rodu Fusarium. Jejich koncentrace v obilí se ukázala být velmi vysoká a oběťmi této zákeřné nemoci se stali lidé oslabení hladem.

— Stává se to teď?

— Případy detekce nebezpečných koncentrací fusariotoxinů jsou známy i nyní, a to i v šaržích obilí z Ťumeňské oblasti. To svědčí o naléhavosti problému. Obiloviny používané pro potravinářské a krmné účely se proto testují na obsah mykotoxinů. Metody pro jejich stanovení jsou různé: jedná se o imunoenzymovou a chromatografickou analýzu.

Konidie hub rodu Fusarium. Foto: Elena Zemtsová

Je třeba poznamenat, že obiloviny jsou napadeny asi 20 druhy hub rodu Fusarium, přičemž každý druh produkuje své vlastní spektrum mykotoxinů s různými mechanismy patogenního účinku. V mnoha zemích, včetně naší, je jejich obsah v zrnu monitorován, aby se zabránilo poškození zdraví. Byly vyvinuty maximální přípustné koncentrace jednotlivých toxinů rodu Fusarium (toxin T-2, deoxynivalenol, zearalenon, fumonisiny) v zrnu, potravinách pro lidskou potřebu a krmivech pro zvířata a je monitorována kvalita zrna. Byl stanoven bezpečný standard pro indikátor „zrna rodu Fusarium“. Často se liší od normálních zrn – jsou vrásčitá, bělavá, někdy s růžovými skvrnami. Obsah takových zrn v šaržích zrna by neměl překročit jedno procento.

Přečtěte si více

Bradavice / papilomy

— Je vždy možné tuto nemoc vidět vizuálně?

– Ne, ne vždy. Některé druhy, například F. avenaceum, F. graminearum, F. culmorum Za příznivých podmínek se u nich vytvářejí typické příznaky fusariózní spály klasů – oranžový nebo růžový povlak mycelia a sporulace houby na plíchách. Jiné druhy, například F. sporotrichioides, F. poae, F. tricinctum Na povrchu klasu se netvoří barevná sporová hmota a onemocnění probíhá asymptomaticky. V dávkách obilí se kromě zrn s typickými známkami fusáriové infekce vždy vyskytují zrna bez viditelných příznaků poškození, která jsou zároveň nositeli vnitřní infekce a mykotoxinů. Takové obilí je také nebezpečné.

Masivní poškození pšenice plísní klasů (odrůda Kazachstánská 10) po umělé infekci rostlin. Foto: Elena Zemcovová

— Co je třeba udělat, aby se zabránilo rozvoji všech těchto plísňových onemocnění?

— Nejúčinnějším a nejekologičtějším způsobem boje proti těmto infekcím je pěstování rezistentních odrůd. Existuje několik typů odolnosti obilí vůči fusáriu, které nejsou vždy vzájemně kompatibilní – jedna odrůda může být odolná vůči pronikání a šíření patogena klasem, jiná vůči infekci obilí, třetí vůči tvorbě toxinů. Neexistují žádné odrůdy obilí, které by byly vůči fusáriu zcela imunní, rozdíly jsou pouze ve stupni odolnosti vůči patogenům.

Šlechtitelé nám poskytli semena odrůd jarní pšenice, zónovaných a perspektivních v oblasti Tjumeň, a několik let jsme experimentálně studovali jejich odolnost vůči fusarióze za podmínek umělé infekce. Nejprve jsme vypěstovali houbu, která je v regionu dominantní. (F. avenaceum), a poté během hromadného kvetení rostlin byly klasy postřikovány vodnou suspenzí spor hub. Po sklizni rostlin byl hodnocen výskyt choroby, vývoj příznaků na klasu a napadení zrna. V důsledku toho byly námi studované odrůdy rozlišeny do několika skupin – vysoce náchylné, středně náchylné a odrůdy s relativní odolností vůči chorobě. Byl zjištěn zajímavý vzorec: odrůdy s pozdějšími dobami zrání byly fusariovou plísní klasu postiženy výrazně více než raně zrající odrůdy.

Polní infekční školka. Foto: Elena Zemtsová

— Takže musíme sázet odrůdy, které dozrávají dříve?

— Zdálo by se to tak, ale není to tak jednoduché. Koneckonců, kromě fusariózní spály klasů existují i další škodlivé choroby, jako je hnědá rez, padlí, skvrnitost listů. Zároveň neexistují odrůdy obilovin s komplexní odolností vůči všem chorobám. Dlouholetá agronomická praxe ukázala, že je vhodné pěstovat na farmě alespoň 2–3 odrůdy, které by se neduplikovaly, ale spíše doplňovaly v biologických vlastnostech a ekonomických charakteristikách, především v odolnosti vůči chorobám. Víceodrůdové plodiny se strukturou rozmanitých genotypů rezistence snižují pravděpodobnost epifytotií (šíření chorob) a poskytují vyšší výnosy.

— Ověřil jste si někdy tyto domněnky?

— Několik let jsme také studovali odolnost studovaného souboru odrůd jarní pšenice vůči chorobám listů a stonků v přirozených polních a provokačních podmínkách. Odrůdy, které byly vůči některým chorobám odolné, byly jinými chorobami silně ovlivňovány. Například odrůdy pšenice, které vykazovaly relativní odolnost vůči fusarióze, se ukázaly jako vysoce náchylné k hnědé rzi. Na základě získaných výsledků výzkumu a četných fotografických materiálů jsme k vydání připravili učebnici „Atlas houbových chorob pěstovaných obilovin v Ťumeňské oblasti“, určenou především studentům biologických a zemědělských oborů. Atlas je také zajímavý pro zemědělce, šlechtitele a všechny, kteří se zajímají o ochranu rostlin před škodlivými organismy.

Přečtěte si více

Myčka příborů

Poškození pšenice hnědou rzí (odrůda Tjumenská 27). Foto: Elena Zemcovová

— Co je to za atlas?

— Učebnice prezentuje výsledky fytopatologického vyšetření semen pšenice pěstovaných na šesti státních zkušebních stanovištích odrůd v Ťumeňské oblasti. Tato zkušební stanoviště se nacházejí ve třech přírodních a klimatických zónách: podtajga (stanoviště Nižnětavdinské a Aromaševské), severní lesostep (Jalutorovské, Omutinské, Išimské) a jižní lesostep (Berdyužské). Podařilo se nám identifikovat rozdíly ve struktuře kontaminace semen patogeny v závislosti na letech studia s kontrastními povětrnostními podmínkami, pěstebními zónami a vzorky odrůd.

Je zajímavé, že odrůdy, které vykazovaly vysokou náchylnost k fusarióze na umělém infekčním pozadí, byly náchylné k této chorobě i v přirozených polních podmínkách. Jinými slovy, náš laboratorní vývoj se ukázal být pro praktické využití docela vhodný.

Materiál byl připraven za pomoci organizátorů každoročního festivalu „Mendeljeevovy dny“ v Tobolsku.

Autor: Natálie Lešková