Под крымским солнцем. Идет охота на фитопатогены винограда.
Газета «Поиск»
№ 18-19(2016)
Солнце пригрело крымские склоны с виноградной лозой, даруя надежду, что, напитавшись энергией, к осени каждая ветка подарит гроздь сочных ягод, из которых сделают потом знаменитые вина.
Вместе с виноградными кустами пробуждаются по весне и возбудители болезней, а значит, приближается время отправляться в эти райские сады на берегу Черного моря у Ялты исследователям, которые изучают бактериальные и вирусные фитопатогены, способные уничтожить весь урожай хозяйства. О проекте “Молекулярная диагностика бактериальных и вирусных фитопатогенов винограда, актуальных для сельского хозяйства Крыма”, финансируемом Минобрнауки в рамках ФЦП ИР на 2014-2020 годы, рассказала научный сотрудник Федерального исследовательского центра “Фундаментальные основы биотехнологии” Светлана Виноградова.
— Всем кажется, что работа на виноградниках — это такая приятная прогулка, радужная сказка: наслаждаешься свежим воздухом, окрестными пейзажами, срываешь листочки, дегустируешь сорта винограда, в промежутках прохлаждаешься в море и получаешь удовольствие от жизни, — с легкой усмешкой начала она. — На самом деле, все совершенно иначе. Это и крутые склоны, и сплошные ухабы, и трава по пояс. Добавьте еще тридцатиградусную жару, отсутствие тени. Снять одежду нельзя: длинные рукава нужны, чтобы не обгореть, а брюки приходится заправлять в носки, чтобы не подцепить клещей. Целый день под палящим солнцем. Одна мечта: вернуться в прохладу московских лабораторий, к своим пробиркам.
С нами работают сотрудники Национального научно-исследовательского института винограда и вина “Магарач”. Они натренированные: начинают обследования виноградников с начала весны и завершают поздней осенью. Могут ходить по любой жаре. Но нас жалеют. Чтобы не попадать в самое пекло, мы начинаем трудовой день не с восьми, как они привыкли, а с шести утра, чтобы в обед сделать перерыв, а после того, как жара немного спадет, продолжить.
Изучаем каждый куст, нет ли каких-либо отклонений от нормы, все фотографируем, записываем местонахождение, симптомы болезни. Вот, например, виноградная лоза, которая по размеру отстает от других. Короткие междоузлия, листья поломанные, на них есть некрозы. Очевидно, с этим кустом что-то не то. А вот красивые красные листья, выглядят живописно, но это признак болезни. Визуально определить характер заболевания очень сложно. Симптомы бактериальной и вирусной инфекции могут очень походить на изменения, вызванные недостатком минерального питания растений или повреждениями из-за температурных колебаний зимой. Растение попросту замерзло и стало болеть. Поэтому и нужна лабораторная диагностика. Нельзя просто так прийти и сказать: это вирусная инфекция, а это, к примеру, нехватка азота.
Все листья аккуратно упаковывают, нумеруют, укладывают в специальную сумку-холодильник, чтобы уже в Москве провести тщательные исследования.
В лаборатории, в которой работает Светлана Виноградова, — тоже виноградные лозы. Только очень маленькие. На столе в пробирках — крошечные кустики. Несведущий глаз вряд ли определит, что в этих высоких прозрачных сосудах виноград.
— Для чего вы их выращиваете? — спрашиваю Светлану.
— Мы высаживаем их в теплице, чтобы проследить, как бактерия заражает растение, — отвечает исследовательница. Открыв шкаф, она достает несколько чашек Петри и поясняет:
— Видите, это бактерии. В них встроили ген флюоресцирующего белка, который дает свечение в ультрафиолетовом свете. Заражая растение такой бактерией, мы можем наблюдать с помощью микроскопа, как бактерия размножается и захватывает новые участки. Это очень наглядный эксперимент, который мы показываем школьникам и студентам. Конечно, мы проверяем и влияние обыкновенной бактерии, выделенной нами из привезенных листьев винограда, на наши тепличные растения. Делаем небольшой укол на листе и капаем в это место инфицированную жидкость. А потом наблюдаем за реакцией. Ранка, в которой нет патогена, быстро заживет.
— Где вы берете бактерии?
— Мы их выделяем из привезенных крымских образцов. Берем лист, тщательно очищаем поверхность, немного его растираем и высеваем на питательную среду. Когда количество бактерий становится достаточным для изучения свойств, мы делаем биохимические тесты на определение их принадлежности к конкретному виду. Например, если у бактерий есть фермент аргинин дегидролаза, они размножаются в питательной среде и меняют окраску среды с желтой на розовую. Есть и другие способы идентификации бактерий и вирусов. Один из них — молекулярный, полимеразная цепная реакция (ПЦР). Мы выделяем из растения рибонуклеиновую кислоту и на ее основе создаем дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Затем нагреваем ее, и она расщепляется на две цепочки. В этот раствор добавляем праймеры — небольшие участки ДНК, специфичные по последовательности для определенных вирусов. Если в растворе вирус присутствует, то на одиночных цепочках ДНК получаются полные фрагменты ДНК определенной длины. Через 35-40 циклов вырабатывается огромное количество ДНК. Если вирус, который мы ищем, отсутствует в растворе, то новые ДНК нарабатываться не будут. Наш проект направлен на то, чтобы разработать праймеры, специфично реагирующие на определенные вирусы и бактерии. Это будут компоненты тест-системы, которую мы создаем в рамках проекта. Она будет включать набор реактивов, необходимых для определения вируса или бактерии винограда.
— Смогут ли их использовать обычные агрономы?
— Вряд ли, это работа для лабораторий со специализированным научным оборудованием и для людей, обладающих соответствующими навыками и знаниями. Предполагается, что мы создадим несколько наборов для определения различных возбудителей. Заболел виноградник, и нужно понять, что с ним. Лаборант делает анализ и проверяет.
— Насколько дорого обойдется виноградарю анализ? Может оказаться так, что владельцам плантаций будет невыгодно вкладывать в это деньги, а проще действовать наобум?
— Проверить одно растение на наличие патогенов методом ПЦР стоит около 2 тысяч рублей. Особенно актуально это делать при закладке новых виноградников. Плантации начинают плодоносить лишь через пять лет после посадки лозы, а максимальной экономической отдачи можно ожидать не ранее чем через 10-15 лет. За такой срок даже от одного больного растения может заразиться целый гектар. Поэтому очень важно уже на стадии закладки выборочно проверить чистоту посадочного материала. В масштабе средств, выделяемых на создание виноградника, это немного. Зато хозяин и агроном будут уверены, что растения здоровы. Тем более что от вирусов невозможно избавиться. Если участок сильно заражен вирусами, то проще его вырубить, чем вылечить. Здесь имеют значение только профилактические, сдерживающие мероприятия: удаление сорняков, обработка растений от насекомых, агротехнические приемы. Несмотря на то что серьезные заболевания растений вызывают всего три-четыре вида бактерий, огромный ущерб может нанести появление всего только одной. Мы нашли бактерию, которая может в короткий срок вызвать пожелтение почти 95% растений на участке.
Пятнадцать хозяйств в шести районах обследовали ученые из Федерального исследовательского центра “Фундаментальные основы биотехнологии” и Национального научно-исследовательского института винограда и вина “Магарач”. Проведены все биохимические тесты, определены вирусные последовательности, разработаны специфические реагенты-праймеры, найдены 10 патогенных вирусов и бактерий. “Нам осталось испытать праймеры, изучить, насколько точно определяется патоген, под который они были разработаны, обобщить полученные результаты”, — пояснила Светлана Виноградова. За время проекта было изучено 700 образцов листьев винограда с различными дефектами. Каждый из них был проверен на наличие патогенных бактерий и восьми вирусов. “Я сама не понимаю, как мы все успеваем — закупать реактивы, проводить эксперименты, писать отчеты, это огромный объем работы. Со стороны кому-то покажется, что у ученого спокойная работа. Нет! То не хватает времени и приходится работать в круглосуточном режиме, то — денег. Но это не останавливает научный поиск. В конце мая — начале июня опять поедем в Крым, — поделилась планами С.Виноградова. — Мне очень хочется. К тому же надеюсь еще продолжить эти исследования не только в Крыму, но и в Краснодарском крае”.
Источник: http://www.poisknews.ru/theme/kpd/18776/#.V5hcI5m6i0U.facebook