Хвороби рослин можуть мати руйнівні економічні, соціальні й екологічні наслідки у глобальному масштабі. Наприклад, фітофтороз картоплі в Ірландії у 1840-х роках і фітофтороз каштану в США у 1990-х роках призвели до суттєвої втрати врожайності цих культур і, як наслідок, масової загибелі та міграції людей. Останнім часом, коли суттєво зросло антропогенне навантаження (людський вплив) на довкілля і глобалізувались агротехнології (тобто насіння і рослини імпортуються майже з будь-якого куточка планети до будь-якого іншого), не лише активізувалися збудники хвороб рослин, які десятиліттями зберігались у середовищі, а й з’явилися нові. Втрати врожайності сільськогосподарських культур тільки через біотичний стрес (шкоду від інших живих організмів), за оцінками фахівців, уже сягають 20–40%.
В Україні є додатковий негативний чинник – інтенсивні бойові дії на чверті наших територій. Вибух кожного боєприпасу – це хімічна реакція, яка підвищує температуру та вміст вуглекислого газу в атмосфері, отруює довкілля, призводить до екстремальних погодних явищ на кшталт посух і повеней. Усе це впливає на стійкість рослин до патогенів – хвороботворних мікроорганізмів. Крім того, виникненню й поширенню епітофітій (епітофітією називають фактично «рослинну епідемію» – масове і швидке розпоширення рослинної інфекції, яке суттєво перевищує звичайний рівень захворюваності на цю хворобу на певній території) у нашій країні сприяє брак необхідних агротехнологічних і фітосанітарних заходів на окупованих територіях, які в майбутньому ризикують перетворитися на «заповідник» для збудників захворювань. На додачу до шкоди, завданої рослинам на окупованих територіях і в зоні бойових дій, їм загрожують ще й бактеріальні патогени. Особливої уваги потребують горіх волоський (там було вдосталь насаджень цієї дерев’янистої рослини) й еустоми (найбільше парникових господарств, які їх вирощували, працювали у Запорізькій області).
Чим особливі горіх волоський та еустоми і якими темпами прогресує в Україні захворюваність цих культур на бактеріальні хвороби?
Горіх волоський – одна з найпоширеніших деревних культур у всіх клімато-географічних регіонах України. У нас його традиційно вирощували на присадибних ділянках і в лісосмугах, але віднедавна суттєво зросли площі промислових насаджень. Завдяки цьому до великої війни – у 2020–2021 роках – наша держава посідала п’яте місце серед найбільших країн – експортерів плодів цієї рослини (згідно з даними Міністерства сільського господарства США). Проте горіх волоський дає високий врожай, якщо не страждає від різних патогенів, які викликають у нього бактеріальний опік, глибокий і дрібний рак кори, рак коріння чи плямистість листя. До прикладу, через спричинені бактерією Xanthomonas arboricola pv. juglandis бактеріальний опік, коричневий апікальний некроз і вертикальний виразковий рак врожай волоського горіха може падати на 40–60%.
Так виглядають стовбур, листя, коренева система та плоди горіха волоського, уражені патогенними для нього мікроорганізмами |
Довоєнне квітникарство, надто парникове, теж було однією з найдинамічніших галузей національного агробізнесу – у деякі роки воно зростало на 70%. Водночас як вирощування квітів, так і імпортування їхніх зрізів, розсади й насіння загрожує поширенням карантинних і нових для нашої країни збудників бактеріальних хвороб. У цьому контексті серед популярних квітникарських культур вирізняються еустоми.
Еустома (відома також як Lisianthus) – це група квіткових рослин родини Gentianaceae (тирличевих), які походять із Північної та Південної Америки. Рід налічує кілька видів, найпопулярнішим і найпоширенішим з-поміж яких є еустома великоквіткова. Еустоми мають красиві квітки, тому їх охоче використовують як декоративні рослини – вирощують у садах і для букетів. В Україні найбільші парникові господарства, які вирощували лізантус, розташовувались у Київській, Запорізькій (передусім неподалік Енергодару) та Дніпропетровській областях.
Еустома вразлива до різних фітопатогенних мікроорганізмів – мікроміцетів, бактерій, вірусів. Серед бактеріальних хвороб для неї особливо небезпечний вілт, тобто в’янення рослини й/або розтріскування стебла. Збудник цієї хвороби – Burkholderia caryophylli – в Україні від 2019 року належить до карантинних переліків шкодочинних бактерій, які не трапляються на території країни, а отже, слід пильно контролювати імпортований матеріал як потенційно уражений. По-перше, активно уражуючи рослини в діапазоні від 17 до 33˚С, цей патоген стійкий до високих і низьких температур; по-друге, може розвиватись як у наземній частині рослини (філосфері), так і навколо коріння (у ризосфері); по-третє, здатен 2–3 роки зберігатися латентно, коли симптомів хвороби не видно, а рослина виглядає здоровою.
Рослини, вразливі до бактеріального патогенаBurkholderia caryophylli |
Усе це вкрай унеобхіднює наукові дослідження, які визначили би рівень епіфітотичних ризиків для українських рослин сьогодні й у найближчому майбутньому. Адже, скажімо, попри велике поширення бактеріальних хвороб горіха волоського, в Україні ця проблема вивчена дуже мало і точних даних про ураженість цієї культури тими чи тими збудниками, на жаль, досі немає. Заповнити прогалину взялися науковці відділу фітопатогенних бактерій Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України. Вони проаналізували ситуацію в різних клімато-георафічних регіонах нашої країни, зокрема на деокупованих територіях, постраждалих від бойових дій.
У відділі вже створили колекцію штамів фітопатогенних бактерій зі зразків уражених тканин горіху волоського. Науковці виявили ці штами на території 12-ти областей України, що охоплюють 4 кліматичні зони (Степ, Лісостеп, Полісся й Українські Карпати) і деякі прифронтові території (Херсон і селище Просяна Маломихайлівської сільської громади Синельниківського району Дніпропетровської області).
На світлинах нижче – колонії дослідних штамів з уражених ділянок горіха волоського
Xanthomonas arboricola pv. juglandis |
Pseudomonas syringae pv. syringae |
Agrobacterium tumefaciens |
У регіонах, найближчих до зони бойових дій і спричинених бойовими діями техногенних катастроф (Херсонська, Дніпропетровська та Харківська області), науковці зареєстрували одночасну появу збудників коричневого апікального некрозу і плямистості листя волоського горіха. Звідти дослідники привезли понад 70% високоагресивних штамів. Цей факт підтверджує думку про небезпечність рослинного складника екосистем на таких територіях.
Що ж стосується еустоми, то ще 2021 року, аналізуючи її розсаду з енергодарських парників, в Інституті виділили два види бактеріальних збудників. Подальші дослідження підтвердили, що це Burkholderia caryophylli та Pseudomonas sp. У травні 2024 року з ураженого листя розсади еустоми, придбаної у квітковому магазині (сорт 'Кармен', країна походження – Нідерланди), вчені виділили нові штами, ураження якими викликає симптоми, подібні до симптомів, спричинених збудником Burkholderia gladioli. Дослідження новоізольованих штамів тривають.
Природне ураження розсади еустоми. 2024 рік |
Науковці Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України занепокоєні небезпекою поширення всієї територією нашої країни нових для неї високоагресивних і карантинних бактеріальних фітопатогенів та підкреслюють, що нинішніх фітосанітарних, агротехнічних заходів і карантинних обмежень під час імпортування рослин недостатньо. Тому, на думку дослідників, надзвичайно важливо далі вивчати реальні та потенційні небезпеки для українського рослинництва, джерелом яких є фітопатогенні бактерії.
За інформацією Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України