Дрожжи виноградной лозы в лабораторных тестах снизили рост возбудителя белой гнили на 83%

Исследователи, опубликовавшие работу в журнале OENO One, сообщили, что естественно встречающиеся дрожжи, живущие внутри древесины виноградной лозы, в лабораторных тестах показали высокую способность замедлять рост Fomitiporia mediterranea — гриба, который чаще всего связывают с белой гнилью, характерной для esca, одного из самых разрушительных заболеваний штамба винограда в мире.

В исследовании, опубликованном в четверг, были изучены эндофитные дрожжи, выделенные из лоз Cabernet Sauvignon и Sauvignon Blanc на винограднике в Fossalon, в районе Гориции в Италии. Авторы сообщили, что esca тесно связана с древесной гнилью и вызывает значительные потери в виноградниках, однако роль дрожжей, живущих в древесных тканях, привлекала куда меньше внимания, чем грибов, уже ассоциируемых с этим заболеванием.

Команда в сентябре 2023 года собрала стволы и рукава с 19 лоз, включая 10 растений Cabernet Sauvignon и девять Sauvignon Blanc, все 13-летнего возраста и считавшиеся восприимчивыми к esca. Они отобрали три типа древесной ткани: бессимптомную ткань, некротические поражения и белую гниль. Из этих образцов исследователи идентифицировали 37 штаммов дрожжей, относящихся к четырем видам: Aureobasidium pullulans, Papiliotrema terrestris, Rhodotorula glutinis и Hanseniaspora uvarum.

Белая гниль оказалась основным источником этих изолятов, что, по словам исследователей, указывает на эту разложившуюся древесину как на селективную нишу для дрожжей с антагонистическим поведением по отношению к патогену. На практике это означает, что сама пораженная болезнью древесина может содержать микроорганизмы, способные вмешиваться в работу гриба, вызывающего часть повреждений.

Затем исследователи проверили, могут ли дрожжи подавлять Fomitiporia mediterranea in vitro. В прямых культуральных тестах эффект сильно различался в зависимости от штамма. Именно это различие между штаммами стало одним из ключевых выводов исследования. Не каждый дрожжевой штамм работал хорошо, но некоторые показывали результаты значительно лучше других.

Среди наиболее сильных кандидатов были штаммы Rhodotorula glutinis и Papiliotrema terrestris. Когда ученые сосредоточились на летучих соединениях, выделяемых выбранными дрожжами, они обнаружили, что эти летучие метаболиты снижали рост мицелия патогена до 83%. В статье также сообщается, что нелетучие метаболиты существенно подавляли рост гриба.

Работа не ограничилась простыми измерениями роста. Команда также изучала, как выбранные дрожжи влияют на активность лигнинразрушающих ферментов у Fomitiporia mediterranea, включая лакказу и активность, связанную с пероксидазой марганца. Эти ферменты важны, поскольку белая гниль связана с разрушением древесины. Авторы установили, что совместное культивирование с дрожжами изменяло ферментативную активность патогена, что позволяет предположить: такое взаимодействие может менять способ, которым гриб разлагает древесину виноградной лозы.

Исследование проводилось в контролируемых лабораторных условиях, а не в виноградниках, и авторы не представляли дрожжи как готовое к применению средство. Вместо этого они описали полученные результаты как доказательство того, что летучие и нелетучие метаболиты дрожжевого происхождения могут помогать ограничивать развитие патогена и могут поддержать более устойчивые стратегии управления заболеваниями штамба виноградной лозы.

Это важно не только для фитопатологии. Заболевания штамба винограда сокращают срок жизни виноградников, урожайность и объем сырья, а все это может отражаться на винодельнях и более широком секторе напитков. Если будущие работы подтвердят, что некоторые из этих дрожжей способны помогать в борьбе с белой гнилью в полевых условиях, виноградарии и виноделы могут получить еще один инструмент защиты лоз с меньшей зависимостью от традиционного химического контроля. Для отрасли, зависящей от стабильного качества винограда и долговечности виноградников, даже постепенные улучшения в управлении заболеваниями штамба могут иметь экономическую ценность.

Статья также подчеркивает более широкий сдвиг в исследованиях виноградарства в сторону использования микробиома лозы как источника агентов биологического контроля. Хотя больше внимания в этой области привлекали бактерии и нитчатые грибы, авторы отметили, что дрожжи, обитающие в древесине, изучены недостаточно, несмотря на их известное присутствие в разлагающейся древесине и способность производить соединения, влияющие на другие микроорганизмы.

Esca остается трудноконтролируемым комплексом заболеваний для виноградарей. Ее симптомы могут включать бурые полосы в древесине, некротические поражения и, что наиболее характерно, белую гниль в многолетних тканях. У некоторых пораженных лоз также развиваются листовые симптомы, известные как тигровые полосы, хотя прямая причинно-следственная связь между колонизирующими древесину агентами и листовыми симптомами по-прежнему не установлена. Инфекционный процесс может начинаться через свежие раны после обрезки, а развитие болезни в древесине может занимать месяцы или годы. Недавние исследования также вызвали опасения, что зараженный посадочный материал из питомников может заносить патогены в виноградники еще до посадки лоз.

На этом фоне новая статья дает сфокусированный взгляд на ту часть микробиоты лозы, которой часто не уделяли внимания. Выделив дрожжи непосредственно из древесины виноградной лозы и протестировав как сами организмы, так и их метаболиты против Fomitiporia mediterranea, исследователи определили несколько перспективных кандидатов для дальнейшего изучения.

В статье отмечается, что после публикации журнал опубликовал исправленную версию материала, поскольку первоначально редактором был размещен неверный вариант. Согласно примечанию, приложенному к исследованию, исправленная версия содержит изменения в заголовке и тексте статьи.

Даже с учетом обновленной публикации основной вывод ясен: некоторые дрожжи, уже живущие внутри древесины виноградной лозы, могут сильно подавлять ключевой возбудитель белой гнили в лабораторных условиях, и особенно активными, по-видимому, являются их летучие соединения. Следующий вопрос для исследователей — можно ли воспроизвести этот эффект надежно в лозах, где давление болезни, структура древесины, климат и практика ведения виноградника делают проблему куда более сложной, чем в чашке Петри.