«Использование пестицидов необходимо в сельском хозяйстве, но их применение требует большой осторожности. Так, высокие концентрации в почве широко используемого в России, но запрещенного в Евросоюзе фунгицида ТМТД вызывают серьезные нарушения в развитии симбиотических клубеньков бобовых растений, а следовательно, мешают использованию симбиотической азотфиксации, которая является необходимым компонентом как в традиционном сельскохозяйственном производстве, так и в органическом земледелии», — рассказывает руководитель проекта по гранту Российского научного фонда, заведующий лабораторией молекулярной и клеточной биологии Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной микробиологии Виктор Цыганов.
Горох — одна из важнейших продовольственных и кормовых культур. В России ежегодно производится около 2,3 млн тонн гороха. Однако эта культура поражается многими видами грибковых и бактериальных заболеваний, наиболее опасные из которых — корневые гнили, увядание проростков и ржавчина. Потери урожая составляют 30–50%. Во многих странах, включая Россию, для обработки семян гороха используют ТМТД. Его широкое использование может приводить к накоплению этого соединения в окружающей среде. Известно, что ТМТД может негативно влиять на формирование и функционирование фиксирующих азот клубеньков бобовых. Оставалось не ясно, какие именно структуры бобовых затрагивает противогрибковое средство, в частности структуры клубеньков гороха.
Российские ученые впервые провели лабораторные исследования влияния высоких концентраций ТМТД на структуру клубеньков у трех генотипов гороха. Оказалось, что клубеньки у разных генотипов различаются по устойчивости к действию фунгицида. Под воздействием вещества у клубеньков начинали формироваться зоны старения, нарушилось строение клеточных стенок и стенок инфекционных нитей, через которые бактерии проникают в клетки клубенька.
В. Корни и клубеньки гороха, не обработанные противогрибковым средством. С. Корни и клубеньки гороха, обработанные 0,4 г /кг средства. D. Корни и клубеньки гороха, обработанные 4 г /кг средства. E. Корни и клубеньки гороха, обработанные 8 г /кг средства. Источник: Artemii P. Gorshkov et al. / Plants, 2020
Данные, подтвердившие негативное влияние ТМТД будут полезны для разработки стратегий по оптимизации использования фунгицидов на бобовых культурах. Кроме того, результаты открывают новое направление лабораторных исследований — анализ влияния различных хозяйственно-значимых факторов на развитие и функционирование клубеньков.