Et internasjonalt konsortium med fremtredende deltakelse fra Fisiovegen-gruppen ved Universitetet i León har avdekket en mekanisme som forklarer hvordan Zymoseptoria tritici klarer å kolonisere hvetebladet så effektivt. Septoria-visnesying, som er utbredt i europeiske kornsorter, svekker fotosyntesen og fører til betydelige avlingstap i våte årstider.
Forskningen, publisert i tidsskriftet New Phytologist, viser at patogenet utnytter en «stille» infeksjonsstrategi: kontrollerer når og hvordan den degraderer vertens cellevegg for å unngå utidig aktivering av plantens forsvar, og viser først senere sin nekrotrofiske side.
Hva er kjent om patogenet og dets symptomer i felten?
Septoria-bladflekk, forårsaket av Z. tritici, vises på de nederste bladene og utvikler seg oppover over tid, med avlange flekker og svarte pyknidier som avslører soppens fruktsetting. Denne skaden reduserer den aktive bladoverflaten og dermed plantens evne til å generere biomasse og korn.
I produktive miljøer i Spania og Europa kan patogenet redusere avlingene betydelig hvis klimaet følger syklusen, spesielt med kjølige og regnfulle vårerDerfor er det viktig å forstå svakhetene deres for å justere integrerte forvaltningsprogrammer og soppdrepende middel-applikasjonsvinduet.
Taktikken for snikende infeksjoner: ZtGH45-regulering
Teamet beskriver en streng tidsmessig regulering av enzymet ZtGH45I den tidlige fasen, når soppen etablerer seg uten å forårsake tydelige symptomer, undertrykker den uttrykket av denne glykohydrolasen for å unngå hvetens immunovervåking.
Først i det nekrotrofiske stadiet, når lesjoner begynner å dukke opp, aktiverer patogenet ZtGH45 til nedbryte spesifikke komponenter i celleveggenDenne prosessen frigjør oligosakkarider som planten gjenkjenner som DAMP-er, noe som utløser forsvar som i den innledende fasen ville ha hindret kolonisering.
Forskere har lyktes for første gang oppdage og kvantifisere Disse oligosakkaridene ble funnet i infiserte hveteblader, noe som bekrefter deres tilstedeværelse i planta. Denne milepælen befester koblingen mellom målrettet veggnedbrytning og immunaktivering.
- Den første undertrykkelsen av ZtGH45 tillater unngå oppdagelse av hvete.
- Sent uttrykk favoriserer ernæring og ekspansjon av soppen i allerede kompromittert vev.
- Mønsteret støtter konseptet med stealth-infeksjon: først kolonisere stille, deretter utnytte vevet.
Videre viste analyser med oligosakkaridet MLG43 at en forbehandling av hvete øker resistensen mot patogenet, noe som gjør disse forbindelsene til kandidater for bioteknologiske beskyttelsesverktøy.
Implikasjoner for plantevern i Europa og Spania
Denne oppdagelsen åpner døren for strategier som forbedrer oppfatningen av DAMP-er i avlingen eller optimaliserer tidspunktet for intervensjon. Integrering av denne kunnskapen med risiko- og fenologimodeller ville tillate finjustering av behandlinger i perioder med størst sårbarhet.
I spanske kornproduserende regioner som Castilla y León, Aragón eller Castilla-La Mancha, er bruken av forsvarsinduserende midler kompatibelt med integrert forvaltning kan utfylle resistensgenetikk og redusere presset på soppdrepende midler, noe som bidrar til å bevare deres effektivitet.
Praktiske anbefalinger for teknikere og bønder
- Overvåk basalbladene tidlig og registrer utseendet til pyknidier å justere ledelsesbeslutninger.
- Kombiner varianter med god bladhelse med rotasjoner og kontrollert stubb som begrenser inokulumet.
- Vurder bruken av elicitorer/oligosakkarider når de er tilgjengelige og validert i felten, koordinert med risikokalenderen.
- Planlegg soppdrepende midler i kritiske vinduer avhengig av klima og fenologisk tilstand, unngå sene, ineffektive påføringer.
Neste steg i etterforskningen
Det gjenstår å bestemme hvilke kombinasjoner av oligosakkarider og hvilke doser som aktiverer en robust og vedvarende respons i forskjellige varianter og klimatiske forhold. Det vil også være viktig å studere om andre kornpatogener bruker lignende enzymreguleringstaktikker.
Med en så utbredt og kostbar sykdom, forstå balanse mellom nedbrytning av cellevegger og aktivering av forsvar markerer et vendepunkt: det lar oss forestille oss mer presise løsninger, fra planteforedling rettet mot oppfatningen av DAMP-er til feltklare induserformuleringer.