Эксперимент, проведенный Смитсоновским институтом тропических исследований в Панаме, показал, что деревья какао передают своим потомкам необходимые микроорганизмы, которые защищают их листья от опасной болезни.
Огородникам России хорошо известна болезнь фитофтора, поражающая картофель или помидоры. Ее вызывают микроорганизмы рода Phytophthora из отдела оомицетов (Oomycota). Ранее оомицетов относили к царству грибов, а теперь включают в царство протистов. В мире существует более сотни видов этого рода, в том числе и Phytophthora palmivora, который виновен в потере до 20 % урожая какао ежегодно.
Но среди микроорганизмов, поселяющихся на деревьях какао, есть и те, что защищают их от болезни. Ученые установили, что грибок Colletotrichum tropicale, живущий на листьях, препятствует заражению растения патогенами и отпугивает растительноядных насекомых. В проведенном теперь эксперименте они подтвердили передачу этого полезного грибка молодым деревьям какао от их родителей.
Ученые вырастили саженцы какао из семян в стерильных лабораторных условиях. Затем они поместили в грунт, где находились проростки, подстилку из опавших листьев. В одном случае это были листья взрослых деревьев какао, в другом – смесь листьев разных деревьев, третья группа была оставлена для контроля. Затем исследователи вывели растения в лес, имитируя естественный процесс, благодаря которому молодые листья постепенно заселяются грибками, споры которых циркулируют в воздухе или содержатся в каплях дождевой воды. Спустя некоторое время экспериментаторы вернули растения в лабораторию и заразили их спорами Phytophthora palmivora.
Через три недели ученые посмотрели, какие микроорганизмы заселили листья. Для этого были использованы два метода: традиционное выращивание грибковых культур в чашках Петри, куда были помещены кусочки листьев, а также секвенирование ДНК микроорганизмов. Наиболее часто на саженцах какао встречался их защитник Colletotricum tropicale, причем его было значительно больше на тех растениях, что выращивались в горшках с подстилкой из листьев взрослых деревьев какао. «Это означает, что Colletotricum tropicale из листьев, опавших со взрослых деревьев, может быстро попасть на молодые листья и вытеснить других микробов, включая патогенные, тем самым не позволяя им колонизировать растения», – говорит один из авторов исследования Натали Кристиан (Natalie Christian) из Университета Индианы.
Растения, подвергнутые воздействию здоровых листьев какао, понесли значительно меньший ущерб от Phytophthora palmivora, чем растения, выращенные без использования лиственной подстилки. Также они в два раза меньше пострадали по сравнению с саженцами, которые росли на подстилке из смешанных листьев. Результаты работы ученых могут быть использованы при выращивании какао на плантациях, чтобы сократить потери от фитофторы.
Итоги исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
