Новый тренд в агронауке

Междисциплинарная группа ученых из Университета штата Северная Каролина начинает амбициозный трехлетний проект по выявлению полезных листовых грибов, обнаруженных в пяти основных культурах: кукуруза, соя, пшеница, конопля и просо

Микроскопические грибы можно найти повсюду: на человеческой коже и в почве под ногами, есть они и на листьях растений. Многие из этих грибов безвредны, а некоторые очень полезны, производят необходимые витамины или защищают от вредных микроорганизмов.

Команду ученых Университета Северной Каролины возглавляет Кристина Хоукс, профессор кафедры биологии растений и микробов. После определения полезных грибов команда будет работать над тем, чтобы определить, как из них помогают растениям противостоять болезням и переносить стресс, вызванный засухой.

Прошлым летом Хоукс и ее команда собрали образцы грибов, живущих на листьях кукурузы, сои, и пшеницы со всех концов штата, как с исследовательских станций, так и с полей фермеров-партнеров. Исследователи получили около 3000 различных листовых грибов, а теперь проводят анализ, выясняя, как виды варьируются между сортами, культурами, местами и регионами.

Возможно, они обнаружат, что некоторые грибы встречаются только на сое, другие чаще встречаются в прибрежных районах, третьи распространена на полях, пораженных определенным вредным организмом. В конечном счете, эта информация поможет выбрать оптимальный вид для вмешательств.

Первоначально ученые проводят быстрый скрининг отдельных листьев в лаборатории и определяют, какие грибы предотвращают заражение патогенами, и затем проверят их работу в полевых условиях.

Предстоит выяснить, насколько грибы полезны на молекулярном уровне. Например, известно, что некоторые грибы производят растительные гормоны, в то время как другие продуцируют антибиотики для защиты своих хозяев. Росс Соццани, исследователь в области биологии растений и микробов, и Кранос Уильямс, исследователь в области электротехники и вычислительной техники, воспользуются инструментами компьютерного моделирования для определения генов, вероятно ответственных за любые наблюдаемые преимущества.

Предстоит разработка инструментов CRISPR для манипулирования грибными генами таким образом, чтобы повысить их полезность для растения и предоставить возможность манипулировать грибными сообществами для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур и управления стрессом.

Часть проекта направлена ​​на разработку инструмента для быстрого обнаружения присутствия различных полезных грибов в поле, что имеет решающее значение для использования этих грибов в растениеводстве. Ученые намерены рассматривать грибы - как внутри листьев растения, так и сами по себе - чтобы попытаться определить маркеры, специфичные для полезных видов.

В дополнение к определению грибковых маркеров, команде нужно будет определить, насколько специфичны маркеры для каждого вида грибов и сколько грибов должно быть в листе, чтобы их можно было обнаружить.

Затем исследователи займутся разработкой портативного датчика, который позволит обнаруживать полезные грибы на местах, попытаются связать обнаружение с уровня листа с аэрофотоснимками с дронов для более быстрой и обширной оценки.

Хоукс и остальная часть команды говорят, что работа с фермерами и другими заинтересованными сторонами имеет решающее значение для их проекта. Фактически, работа с производителями для определения их потребностей и обучения их преимуществам полезных грибов является третьей частью проекта.

Предполагается проводить для фермеров, выращивающих сою, кукурузу и пшеницу, регулярные тренинги, информируя о полезных грибах с наглядными пособиями. Например, показать чашки для культивирования грибов и предоставить аграриям микроскопы, чтобы они имели представление о том, как выглядят грибы в принципе.

В дополнение к практическим демонстрациям и беседам с фермерами, ученые выпустят информационные бюллетени.

По мере продвижения проекта, который получил название GRIP4PSI, ученые соберут базу различных полей для объяснения, как полезные грибы можно применять в коммерческом производстве, во время посадки или обработки, если это необходимо для борьбы с болезнями или стрессом.

Конечно, пандемия COVID-19 и неопределенность относительно того, будут ли в этом году обычные тренинги, полевые дни и встречи, побуждают команду переосмыслить формат общения: по большей части обмен информацией пока что проходит удаленно, через встречи в Zoom.

В дополнение к взаимодействию с агентами по распространению знаний, производителями и сельскохозяйственным сообществом, команда проекта хочет активно взаимодействовать с политиками, регуляторами и широкой общественностью – вести диалог о долгосрочной пользе применения листовых грибов.

(Источник: North Carolina State University).