Новые технологии успешно применены в исследовании почвенной болезни сои
Синдром внезапной смерти (Sudden Death Syndrome, SDS) — серьёзное почвенное заболевание сои, которое может быть опустошительным. Потери урожая от SDS могут достигать 100% в зависимости от поражённого сорта сои и стадии развития растения при появлении симптомов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Phytobiomes ("Unraveling Microbial and Edaphic Factors Affecting the Development of Sudden Death Syndrome in Soybean"), Srour и соавт. продемонстрировали научному сообществу новый способ анализа почвы для определения распространённости и тяжести SDS: профилирование не только физико-химических свойств почвы, но и её микробного сообщества.
Методология исследования
- Учёные проанализировали образцы почвы с 45 полей сои в Иллинойсе, Айове и Миннесоте.
- Пробы отбирались как из участков с симптомами болезни, так и из прилегающих здоровых зон.
- Для обнаружения и корреляции микробных популяций с SDS были использованы новые инструменты и методы.
- Исследователи изучили роль микробных сообществ почвы, а также её физико-химических свойств в развитии болезни.
- С помощью специфичных маркеров для бактерий, грибов, архей, оомицетов и нематод, coupled with sequencing, были идентифицированы ключевые таксоны, вероятно связанные с развитием SDS.
Результаты и значение
- В ходе работы было сгенерировано 14 200 000 последовательностей, которые были сопоставлены с нуклеотидной базой данных National Center for Biotechnology Information и таксономически сравнены с использованием нескольких биоинформатических инструментов.
- Метод выявил значительные различия в структуре бактериальных и грибных сообществ между здоровыми и поражёнными участками полей. Это говорит о том, что относительное обилие множества микробных таксонов в почве является ключевым фактором возникновения SDS.
- Как отметил ведущий автор статьи, доктор Ахмад Фахури, это первая попытка оценить важность биологических факторов в определении заболеваемости SDS с помощью метагеномных инструментов.
Перспективы применения
Новый подход и исследовательские техники важны по нескольким причинам:
- Их можно использовать для оценки «здоровья» почвы и её способности поддерживать Fusarium virguliforme — основной грибной патоген, вызывающий SDS.
- На основе этого исследования можно further характеризовать роль видов, влияющих на F. virguliforme, и изучать биологию их взаимодействий.
- Аналогичные методы применимы для изучения других почвенных патогенов и болезней в поиске их эффективного и устойчивого контроля.
«Новые инструменты и методы, которые мы использовали, позволяют дифференцировать сложные микробные взаимодействия, — сказал Фахури. — В конечном итоге это позволит нам разрабатывать и внедрять более эффективные и устойчивые стратегии борьбы с SDS и другими заболеваниями, наносящими ущерб сельскохозяйственному производству».