28 января 2025
Анна Медведева, AgroXXI.ru
Во время поисков того, как увеличить урожай популярного гриба, исследователи манипулировали субстратом определенным образом, что помогло ускорить развитие шампиньонов и защитило от бактериальной пятнистости с одной стороны, но с другой привело к распространению злостного патогена – зеленой плесени. Теперь предстоит решить эту сложную дилемму.
Согласно исследованию, проведенному учеными из Колледжа сельскохозяйственных наук Университета штата Пенсильвания и опубликованному в журнале Fungal Biology, микроорганизмы, собранные из материала, в котором выращиваются шампиньоны, могут принести значительную пользу развитию последующих культур грибов, если получится решить задачу с зеленой плесенью.
Коммерческое выращивание шампиньона Agaricus bisporus (Lange) Imbach осуществляется в контролируемых условиях, где гриб колонизирует пастеризованный селективный компостированный субстрат для формирования вегетативного мицелия.
Затем поверх слоя компоста добавляется покровный слой с низким содержанием питательных веществ и высокой водоудерживающей способностью, который поддерживает инициацию грибных зачатков.
Этот покровный слой обычно состоит из сфагнового торфа и извести, что обеспечивает оптимальные физические и химические свойства для производства плодовых тел.
Покровный слой также обеспечивает микросреду, в которой обитает микробиом, необходимый для развития зачатков. Состав микробных сообществ в покровном слое оказывает большее влияние на микробиом развития (девом), чем те, которые обнаружены в компостном слое.
Однако, как компост, так и покровный слой могут содержать грибные патогены, которые приводят к болезням.
Исторически Pseudomonas tolaasii считался основным возбудителем бактериальной пятнистости, хотя недавно было обнаружено, что другие виды Pseudomonas являются регионально доминирующими.
Профилактические меры по борьбе с пятнистостью включают эффективный контроль влажности, чтобы помочь избежать накопления влаги на шляпках грибов, а иногда и применение окислителя, например, гипохлорита натрия.
Также было показано, что давление бактериальной пятнистости снижается в течение последовательных циклов выращивания шампиньонов, поскольку это приводит к образованию подавляющего болезнь покровного слоя, хотя плотность клеток патогена не уменьшается.
Еще одним серьезным заболеванием выращивания шампиньонов является зеленая плесень. Это грибное заболевание может нанести серьезный ущерб урожаю, как это было отмечено в прошлых эпидемических вспышках зеленой плесени с биотипами Trichoderma harzianum Th2 в Европе и Th4 в США. Позднее эти биотипы были выделены как Trichoderma aggressivum f. europaeum и T. aggressivum f. aggressivum соответственно.
Проявление зеленой плесени — быстрорастущий белый мицелий, который конкурирует с мицелием шампиньона. Зеленые споры образуются внутри и над поверхностью субстратов. В некоторых случаях на ткани гриба также можно увидеть некротические коричневые пятна. Голые участки, на которых грибы полностью отсутствуют, также являются основным симптомом зеленой плесени.
Для минимизации заболеваний выполняются гигиенические протоколы, включая санитарную обработку помещений и инструментов, а также физическую очистку. Ограниченное количество фунгицидов, таких как тиабендазол (системный бензимидазол) и имидазол (прохлораз), были одобрены на региональном уровне для использования против зеленой плесени при выращивании шампиньонов, хотя эти химические вмешательства несут в себе риск снижения чувствительности к целевым патогенам, что приводит к снижению эффективности с течением времени.
Группа ученых изучила эффекты обогащения поверхностного слоя тем же материалом из предыдущего урожая грибов. Этот процесс называется «пассированием», в ходе которого часть микробиома переносится.
Исследователи обнаружили, что грибы, выращенные в этой обогащенной микробиомом среде, достигли стадии «завязывания» — когда грибы начинают плодоносить — раньше, чем те, что были выращены в стандартном субстрате. Они также были более устойчивы к бактериальной пятнистости, распространенному грибному патогену. К сожалению, эти грибы стали более подвержены другой распространенной инфекции — зеленой плесени, когда патоген был введен.
Эойн О`Коннор, научный сотрудник в области фитопатологии и микробиологии окружающей среды и ведущий автор статьи, говорит, что полученные результаты являются еще одним шагом в выявлении полезных микроорганизмов, которые потенциально можно использовать для улучшения урожая грибов и профилактики заболеваний, если получится решить вопрос с активизацией зеленой плесени.
«Хотя этот подход обещает улучшить раннее развитие грибов и подавить бактериальную пятнистость, его тенденция усиливать проявление зеленой плесени подчеркивает необходимость дальнейших исследований. Нам нужно идентифицировать набор микробов, которые обеспечивают желаемые черты пассированного верхнего слоя субстрата без потенциальных негативных побочных эффектов. Бактериальная пятнистость и зеленая плесень — экономически важные заболевания. Борясь с ними, эта работа способствует разработке устойчивых методов выращивания грибов и предлагает модельную систему для изучения более широкого влияния микробиомов на производительность грибоводства. Отмечу, что исследование важно не только из-за его возможного будущего применения в выращивании грибов, но и для понимания важности девомов — микробиома развивающегося организма — в целом», — говорит ученый.
Он добавил что инокулированный слой в исследовании использовали в общей сложности 10 раз повторно: грибы созревали раньше, бактериальной пятнистостью не болели, только зеленая плесень оставалась проблемой.
Источник: Pennsylvania State University. Автор: Кэти Бон.
На заглавном фото: A) Кумулятивный урожай грибов (кг/м2) стандартного поверхностного слоя, инокулированного T. aggressivum (TS), и пассированного, инокулированного T. aggressivum (TP) в течение 22-дневного периода выращивания. B) Сравнение проявления заболевания зеленой плесенью в TS и TP.
Источник: Fungal Biology (2024). DOI: 10.1016/j.funbio.2024.11.001.
