Введение

Грибковые заболевания зерновых культур

Фузариоз колоса (Fusarium ear blight (FEB), также известный как Fusarium head blight, FHB, или сухая гниль), – это грибковое заболевание зерновых культур, включая пшеницу, ячмень, овес, рожь и тритикале. Фузариоз колоса вызывается различными видами грибов рода Fusarium, которые поражают колоски растений, снижая урожайность зерна. Заболевание часто сопровождается накоплением микотоксинов, производимых грибами, уже в период вегетации растений в поле. Болезнь может приводить к значительным экономическим потерям, так как зерно, загрязненное микотоксинами, не может быть использовано для производства продуктов питания или кормов.

Причинный организм

Причиной головковой гнили злаков является несколько видов грибов рода Fusarium, относящихся к типу Ascomycota. Наиболее распространенными видами, вызывающими головковую гниль, являются: Fusarium graminearum ранее считался наиболее важным возбудителем. Виды Fusarium, вызывающие головковую гниль, способны производить несколько типов спор. Бесполая стадия гриба производит споры, называемые макроконидиями. Некоторые грибы Fusarium имеют более сложный жизненный цикл, включающий половую стадию, например, F. graminearum. На половой стадии гриб производит споры, называемые аскоспорами. Половая стадия формирует плодовые тела, называемые перитециями, в которых аскоспоры образуются в мешке, известном как аскус (множественное число – аски). Зерновые культуры наиболее восприимчивы к инфекции в период цветения, и вероятность заражения возрастает при высокой влажности и высокой относительной влажности воздуха в период цветения. DON является ингибитором синтеза белка, также называемым вомитоксином, из-за его негативного влияния на потребление корма свиньями. Свиньи наиболее чувствительны к DON, в то время как жвачные животные, такие как крупный рогатый скот, обладают большей устойчивостью. Многие страны осуществляют мониторинг микотоксинов Fusarium в зерне для ограничения негативных последствий для здоровья. В США установлены рекомендуемые уровни содержания DON в пищевых продуктах и кормах для животных. В Европейском Союзе установлены законодательные пределы для нескольких микотоксинов Fusarium в зерне, предназначенном для потребления человеком, и рекомендованные пределы для кормов для животных.

Устойчивые сорта

Устойчивые сорта могут быть наиболее эффективным методом борьбы с фузариозной гнили колоса. Селекция на устойчивость включает в себя отбор линий растений после искусственного заражения Fusarium. Линии растений, демонстрирующие замедленный рост грибка и низкое содержание микотоксинов в зерне, отбираются для дальнейших селекционных испытаний. Параллельно проводится поиск генетических маркеров, связанных с устойчивостью, – так называемый маркер-ассистированный отбор. Устойчивость к фузариозной гнили колоса – сложный признак, обусловленный несколькими генами и зависящий от взаимодействия с окружающей средой. Устойчивость к Fusarium ear blight была обнаружена у сортов пшеницы из Азии. Однако, задача состоит в том, чтобы объединить устойчивый материал с другими ценными признаками, такими как высокая урожайность и адаптация к различным зонам выращивания.

Сельскохозяйственные практики

Несколько агротехнических приемов влияют на риск развития ФПВ (Fusarium ear blight). Одним из основных путей заражения являются инфицированные растительные остатки предыдущей культуры, при этом важны как их качество, так и количество. Растительные остатки восприимчивых культур, таких как зерновые, повышают риск развития ФПВ в последующей культуре. Особенно высокий риск связан с кукурузой. Сокращение обработки почвы также может увеличить риск ФПВ. Высокое внесение азотных удобрений также связано с повышенным риском заражения Fusarium. Профилактические агротехнические приемы могут быть менее эффективными при высокой концентрации возбудителя в воздухе.

Биологический контроль и интегрированное управление

Также ведутся исследования по разработке стратегий биологической защиты от болезней, основанных на использовании бактерий и грибов, например, видов Bacillus и Cryptococcus. Для борьбы с ФЭБ ни одна мера не является полностью эффективной, поэтому необходимо комплексное управление, включающее несколько стратегий, таких как профилактика, мониторинг распространения болезни и химическая обработка. Разработаны модели прогнозирования развития болезни для оценки риска возникновения ФЭБ в зависимости от погодных условий.

Экономическое значение

С экономической точки зрения, это одно из основных заболеваний зерновых культур, приводящее к значительным потерям урожая во всем мире. В США и Канаде в 1990-х годах фузариоз колоса стал широко распространенной и серьезной угрозой для производства зерновых. С 1998 по 2000 год Средний Запад Соединенных Штатов понес убытки в размере 2,7 миллиарда долларов в результате эпидемии фузариоза колоса. Если учитывать как прямые, так и косвенные экономические потери, фузариоз колоса обошелся США в 7,67 миллиарда долларов с 1993 по 2001 год. С 1990 года проводятся масштабные исследования по разработке мер контроля фузариоза колоса. Примером является Инициатива США по борьбе с головней пшеницы и ячменя (USWBSI) – совместная работа ученых, фермеров, переработчиков пищевых продуктов и потребительских групп, направленная на разработку эффективных мер борьбы, включая снижение содержания микотоксинов.