كشف اتحاد دولي بمشاركة بارزة من مجموعة Fisiovegen في جامعة ليون عن آلية تشرح كيف تمكنت Zymoseptoria tritici من استعمار أوراق القمح ذبول السبتوريا، المنتشر في الحبوب الأوروبية، يعيق عملية التمثيل الضوئي ويؤدي إلى خسائر كبيرة في المحصول خلال المواسم الممطرة.
وتظهر الأبحاث المنشورة في مجلة New Phytologist أن العامل الممرض يستغل استراتيجية العدوى "الصامتة": يتحكم في متى وكيف يقوم بتدهور جدار الخلية المضيفة لتجنب التنشيط غير المناسب لدفاعات النبات، ولا يظهر جانبه الميت إلا لاحقًا.
ما هو المعروف عن الممرض وأعراضه في الميدان؟
تظهر بقعة أوراق السبتوريا، التي يسببها نبات الزوفا تريتيسي، على الأوراق السفلية وتتقدم إلى الأعلى بمرور الوقت، مع بقع مستطيلة وبيكنيديا سوداء التي تكشف عن ثمار الفطر. هذا الضرر يقلل من سطح الورقة النشط، وبالتالي قدرة النبات على إنتاج الكتلة الحيوية والحبوب.
في البيئات الإنتاجية في إسبانيا وأوروبا، يمكن أن يؤدي العامل الممرض إلى تقليل المحاصيل بشكل كبير إذا كان المناخ مصاحبًا لدورته، وخاصة مع ينابيع باردة وممطرةومن ثم، فإن فهم نقاط ضعفهم يعد أمراً أساسياً لتعديل برامج الإدارة المتكاملة ونافذة تطبيق مبيدات الفطريات.
تكتيك العدوى الخفية: تنظيم ZtGH45
يصف الفريق تنظيمًا زمنيًا صارمًا للإنزيم ZtGH45خلال المرحلة المبكرة، عندما ينشأ الفطر دون التسبب في أعراض واضحة، فإنه يقمع التعبير عن هذا الجليكوهيدرولاز للتهرب من المراقبة المناعية للقمح.
فقط في المرحلة الميتة، عندما تبدأ الآفات في الظهور، يقوم العامل الممرض بتنشيط ZtGH45 لـ تحلل مكونات محددة من جدار الخليةتؤدي هذه العملية إلى إطلاق السكريات القليلة التعدد التي يتعرف عليها النبات على أنها DAMPs، مما يؤدي إلى تحفيز الدفاعات التي كانت في المرحلة الأولية ستعمل على إحباط الاستعمار.
نجح الباحثون للمرة الأولى الكشف والقياس الكمي عُثر على هذه السكريات القليلة التسكر في أوراق القمح المصابة، مما يؤكد وجودها في النبات. يُعزز هذا الاكتشاف الصلة بين التحلل المُستهدف لجدار الخلية وتنشيط المناعة.
- يسمح القمع الأولي لـ ZtGH45 تجنب الكشف بالقمح.
- التعبير المتأخر يفضل التغذية والتوسع من الفطريات في الأنسجة المتضررة بالفعل.
- النمط يدعم مفهوم عدوى خفية:استعمر الأنسجة بهدوء أولاً، ثم استغلها.
علاوة على ذلك، أظهرت الاختبارات التي أجريت باستخدام السكاريد الأوليغوساكاريد MLG43 أن معالجة القمح مسبقًا يزيد من مقاومة مسببات الأمراض، مما يجعل هذه المركبات مرشحة لأدوات الحماية التكنولوجية الحيوية.
الآثار المترتبة على حماية المحاصيل في أوروبا وإسبانيا
يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام استراتيجيات تُحسّن إدراك العوامل المسببة لجفاف التربة في المحصول أو تُحسّن توقيت التدخل. دمج هذه المعرفة مع نماذج المخاطر والظواهر الطبيعية ومن شأنه أن يسمح بضبط العلاجات بشكل أفضل خلال فترات الضعف الأكبر.
في المناطق الإسبانية المنتجة للحبوب مثل قشتالة وليون أو أراغون أو كاستيا لا مانشا، يتم استخدام محفزات الدفاع إن التوافق مع الإدارة المتكاملة قد يكمل جينات المقاومة ويقلل الضغط على مبيدات الفطريات، مما يساعد في الحفاظ على فعاليتها.
توصيات عملية للفنيين والمزارعين
- قم بمراقبة الأوراق القاعدية مبكرًا وتسجيلها ظهور البيكنيديا لتعديل قرارات الإدارة.
- دمج الأصناف ذات صحة الأوراق الجيدة مع التدوير واللحية الخفيفة المُدارة التي تحد من التطعيم.
- وزن استخدام المحفزات/السكريات القليلة عندما تكون متاحة ويتم التحقق من صحتها في الميدان، بالتنسيق مع تقويم المخاطر.
- جدول مبيدات الفطريات في النوافذ الحرجة اعتمادًا على المناخ والحالة الفينولوجية، وتجنب التطبيقات المتأخرة وغير الفعالة.
الخطوات التالية في التحقيق
لا يزال يتعين تحديد تركيبات السكريات القليلة والجرعات التي تنشط استجابة قوية ومستدامة في أصناف وظروف مناخية مختلفة. ومن المهم أيضًا دراسة ما إذا كانت مسببات أمراض الحبوب الأخرى تستخدم أساليب تنظيم إنزيمية مماثلة.
مع انتشار هذا المرض على نطاق واسع وباهظ التكلفة، فهم التوازن إن التقارب بين تدهور جدار الخلية وتنشيط الدفاع يمثل نقطة تحول: فهو يسمح لنا بتخيل حلول أكثر دقة، من تربية النباتات التي تهدف إلى إدراك DAMPs إلى تركيبات المحفزات الجاهزة للحقل.