Одна из самых удивительных культур дает урожай лечебных псевдостеблей в симбиозе с головневым грибом
Как выяснили китайские ученые, поразительный эффект на повышение выхода псевдостеблей маньчжурского дикого риса – цицании широколистной — производит фунгицид фенаминосульф, что дает возможность значительно нарастить урожай.
эксклюзив 🔹
Цицания широколистная (Zizania latifolia (Griseb.), также известная как маньчжурский дикий рис, является важным водным растением, которое выращивается на мелководье более 2000 лет в Китае и широко потребляется в Восточной и Юго-Восточной Азии.
В отличие от типичных зерновых культур, цицания претерпевает уникальную морфологическую трансформацию при паразитировании головневым грибом Ustilago esculenta.
Вместо того чтобы производить цветы и семена, растение развивает увеличенный съедобный псевдостебель с целебными свойствами, что делает его ценной овощной культурой, называемой в Китае «цзяобай». Цицания используется в традиционной китайской медицине для лечения диабета и желудочно-кишечных заболеваний, а также для повышения иммунитета.
Взаимодействие между U. esculenta и Z. latifolia имеет решающее значение для коммерческого производства, поскольку именно колонизация грибом вызывает значительные изменения в росте и развитии растений, что приводит к образованию галлов.
Считается, что фунгициды влияют на несколько ключевых биологических процессов, включая метаболизм гормонов растений, биосинтез фенилпропаноидов и сигнализацию защиты растений.
В частности, фенилпропаноидный путь играет решающую роль в иммунных реакциях растений, производя соединения, которые регулируют устойчивость к патогенам. Исследования показали, что внешняя химическая обработка может либо усиливать, либо подавлять механизмы защиты растений, тем самым влияя на колонизацию грибов и образование галлов.
В исследовании китайских специалистов по цицании из Лишуйского института сельского хозяйства и лесоводства, Университета Лишуй и Станции по производству удобрений, защиты растений и источников энергии Суйчан изучались нецелевые эффекты фунгицида фенаминосульфа (FM) на рост, физиологию и основные молекулярные пути цицании.
На сорте Мэйренцзяо «Meirenjiao» продемонстрировано, что фунгицид оказывает поразительные зависящие от концентрации эффекты, раскрывая его потенциал как модулятора развития растений и симбиоза.
Физиологические измерения показали, что умеренная концентрация фенаминосульфа (1,25 г/л) способствовала ключевым параметрам вегетативного роста, включая высоту растений и длину листьев, при сохранении содержания хлорофилла, что предполагает потенциальный биостимулирующий эффект.
Напротив, более высокие концентрации (2,5 г/л и 5 г/л) подавляли вегетативный рост, но значительно усиливали образование галлов, особенно при 2,5 г/л. Это указывает на то, что фенаминосульф может перенаправлять ресурсы растений или изменять восприимчивость в пользу взаимодействия грибов при определенных условиях.
Транскриптомный анализ предоставил механистические идеи, выявив обширное перепрограммирование экспрессии генов, особенно при высокой обработке FM (5 г/л).
Ключевые пути, связанные с взаимодействием растений и патогенов, биосинтезом фенилпропаноидов и передачей гормональных сигналов, были значительно модулированы. В частности, обработка FM подавляла ключевые гены, связанные с иммунитетом, включая Xa21 и PBL19, потенциально снижая устойчивость растений и способствуя образованию галлов.
Анализ гормональной сигнализации выявил ингибирование метаболизма ауксина, цитокинина, брассиностероида и жасмоновой кислоты, что указывает на всестороннюю молекулярную перекалибровку процессов развития растений.
Исследование дает новые сведения о молекулярных механизмах, посредством которых FM влияет на рост и образование галлов у цицании. Зависящие от концентрации эффекты фенаминосульфа предполагают его потенциал в качестве стратегического инструмента для оптимизации стратегий выращивания ценной культуры.
По статье группы авторов (Чаохун Дин, Жуйфан Ма, Лицю Ван, Синьян Лан, Лимин Чен, Цзиньсин Чжу, Лайлян Ван), опубликованной в журнале Plants 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
