Благодаря научному прогрессу последних лет появилась возможность углубиться в аспекты, которые еще мало изучены, но необходимы для лучшего лечения этого заболевания винограда.
Прогресс последних лет в области омики* применительно к P. viticola - возбудителю милдью винограда - позволил нам чрезвычайно углубить наши знания о патосистеме P. viticola - V. vinifera и генетической структуре популяций возбудителя. Об этом заявила команда ученых кафедры почвенных, растительных и пищевых наук Университета Бари Альдо Моро, Италия.
Читайте здесь: Почему милдью больше не считается грибным заболеванием
В комплексе видов P. viticola недавно были идентифицированы в естественном ареале пять неизвестных видов (также называемых formae specialis) с генетической дифференциацией и дифференциацией хозяев (Vitis и родственные ему виды). В большинстве регионов с умеренным климатом выявленные признаки рекомбинации подтверждают, что половое размножение часто встречается у P. viticola – возбудителя милдью винограда, в то время как инвазивные европейские популяции, по-видимому, демонстрируют меньшее генетическое разнообразие, возможно, отчасти из-за относительно недавнего заноса возбудителя в регионы ЕС (1870 г.), но это также может зависеть от незначительной роли полового размножения в генетической рекомбинации.
В этом сценарии следует учитывать, что вид винограда Vitis vinifera не смог естественным образом развить «эволюционную толерантность» к P. viticola в отличие от того, что произошло с американскими видами винограда, которые всегда подвергались воздействию этого патогена, следовательно, со сценарием вмешательства в генетическую структуру. Потомство американских видов при использовании их в селекции, как правило, восприимчиво к патогену милдью, хотя и на разных уровнях. Время, в течение которого P. viticola и V. vinifera совместно эволюционировали в поисках общего баланса выживания, составляет чуть более 200 лет и сравнимо лишь с несколькими моментами эволюционного времени в миллионы лет, поэтому оказывается недостаточным для развития естественной устойчивости/толерантности, особенно в ситуации, когда агамное (бесполое) размножение замедляет естественное развитие эволюции.
Сегодня во всем мире действуют несколько центров, которые, применяя методы селекции, часто с помощью молекулярных маркеров, выводят устойчивые сорта винограда. Важную поддержку быстрым и целенаправленным мероприятиям по генетическому улучшению оказывают новые технологии в генетике и селекции, которые, используя цисгенезис, позволяют разрабатывать продукты, содержащие гены и промоторы, происходящие от одного и того же вида или от генетически совместимых видов.
На сегодняшний день идентифицировано несколько локусов устойчивости, но лишь немногие из них способны обеспечивать более высокие уровни устойчивости винограда к болезням (например, Rpv1, Rpv2, Rpv3, Rpv8, Rpv12), в то время как существует множество локусов, которые имеют более низкий уровень устойчивости и поэтому обязательно должны быть объединены с перечисленными, чтобы выразить толерантный фенотип. Однако влияние стратегий защиты растений на распространение резистентных популяций, где распространение толерантных генотипов становится преобладающим, по-прежнему имеет большое значение, учитывая, что состояние иммунитета не ожидается.
Борьба с милдью: работа ученых
Среди научной деятельности, проводимой исследовательской группой отдела патологии растений факультета почвенных, растительных и пищевых наук Университета Бари Альдо Моро (одного из 10 факультетов, выбранных Министерством университетов и исследований, также в сотрудничестве с другими национальными и международными исследовательскими организациями), идет выявление и характеристика устойчивых/толерантных генотипов в экспериментах, проводимых in vitro и в открытом грунте, а также развитие методов культивирования in vitro и соматического эмбриогенеза. Это методы, которые могут помочь в разработке генотипов, сочетающих в себе устойчивость к серьезным заболеваниям, таким как милдью и оидиум, с хозяйственно-ценными признаками, такими как бессемянность, особенно для столового винограда.
Это сопровождается другими темами исследований, направленными, например, на разработку/проверку систем на основе Интернета и искусственного интеллекта (ИИ), таких как системы поддержки принятия решений. При этом не пренебрегая разработкой систем раннего обнаружения возбудителя милдью, экспериментированием с программами защиты виноградников, которые оптимизируют в каждой среде использование средств защиты растений, доступных в настоящее время и находящихся в стадии разработки, применения методов омики для изучения популяций и понимания биологических и эпидемиологические аспекты патосистемы P. viticola – V. vinifera.
В этом смысле проект «Новые цифровые технологии и системы поддержки принятия решений для повышения качества и устойчивости в виноградарстве (Digital-Grape)», финансируемый регионом Апулия, позволил разработать технологическую платформу, которая, помимо интеграции моделей для управления агрономическими ресурсами, предлагает системы мониторинга, гарантирующие качество и безопасность продукции, обеспечивает доступ к региональной агрометеорологической сети, спутниковым данным, картам рисков и моделям прогнозирования основных болезней винограда.
Результаты, полученные при применении моделей прогнозирования милдью DMCast, Strizyk и Maurin EPI в различных виноградарских зонах в течение трех вегетационных сезонов 2021-2023 гг., подчеркивают необходимость проверки прогнозных моделей в каждых конкретных условиях и улучшения конструкции исторических рядов данных для определения карт рисков.
Важность квалифицированных специалистов
Еще одним важным аспектом борьбы с этим циклическим эпидемическим заболеванием является то, что касается технических консультаций и, следовательно, присутствия высококвалифицированных специалистов, которые могут стать правильным связующим звеном между новыми технологиями и миром производителей винограда. Студенты магистратуры по специальности «Медицина растений» и аспиранты по специальности «Биоразнообразие, сельское хозяйство и окружающая среда» программы «Защита сельскохозяйственных культур» принимают непосредственное участие в разработке проектов по изложенным выше темам исследований, представляя непосредственных носителей инноваций в виноградарско-винодельческих компаниях и на местном уровне.
* омика (или омные технологии, omics technologies) — это наука, которая изучает совокупность всех элементов определенного биологического уровня организации и их взаимодействия. Термин "омика" происходит от греческого суффикса "-омика", который означает "совокупность" или "полнота". Омика включает в себя различные дисциплины, каждая из которых сосредоточена на определённом типе биомолекулярных данных - такие как геномика, протеомика, метаболомика, метагеномика и транскриптомика.
