Олександр Акулов: філодії на кошиках соняшника

Я маю інформацію про виявлення цієї хвороби в Закарпатській, Волинській, Львівській, Рівненській, Тернопільській, Хмельницькій, Вінницькій, Черкаській, Кіровоградській, Житомирській, Київській, Чернігівській, Полтавській, Сумській, Одеській і Дніпропетровській областях, а також в Молдові. Зараз соняшник лише починає цвітіння, тому оцінити масштаб катастрофи важко. Попередній аналіз ситуації показав, що спотворюються гібриди різних селекційних компаній, але різною мірою. Станом на цей час на деяких гібридах філодіїв не виявлено, на деяких їх утворення варіює в межах 0,2-1%, на кількох гібридах (незалежно від регіону України) – 5,9-10,3%. В період повного цвітіння облік буде проведено повторно і наведені цифри будуть уточнені. Аналіз ситуації в розрізі строків сівби і гібридів ще триває.

Аналізуючи причини хвороби, слід пам’ятати, що вона охопила різні господарства з різних регіонів країни, де суттєво різняться ґрунтово-кліматичні умови, насіння, агротехніка, добрива і системи захисту.

Ця хвороба не є новою і Україна не перша країна, де її було виявлено. Час від часу аграрії з різних країн світу знаходять такі кошики і питають, що це таке. Найбільш поширені коментарі на аграрних форумах – «вірогідно мутація» та «фасціація (розщеплення) кошика». Глибоких, фахових коментарів насправді доволі мало.

Як на мене, найбільш вдала назва такого явища – філодій (Phyllody).  Філодіями у вузькому розумінні називають сплощені черешки листків деяких рослин у вигляді листової пластинки. У більш широкому розумінні філодіями можуть бути названі будь-які відхилення розвитку рослини, коли певні органи (наприклад, частини квітки) перетворюються на листки. Якщо врахувати, що квітка є видозміненим пагоном, то цілком імовірно, що за певних обставин ми можемо спостерігати повернення до архаїчних рис, коли замість пелюсток сформуються звичайні зелені листки або квітка перетвориться на пагін. 

Утворення філодіїв відомо людству з кінця XVIII сторіччя. Сам термін «філодій» був запропонований у 1869 р. і може бути перекладений з грецької як «листоподібний». Яка причина таких видозмін? Якщо говорити узагальнено, то це збій у роботі генів-регуляторів на етапі формування квітки. Але які причини цього збою? 

Протягом тривалого часу причини хвороби були незрозумілі. Чого тільки не зустріти в літературі з цього приводу: результат випадкової мутації, вплив стресових факторів, результат травмування рослин, дисбаланс мінерального живлення, неправильне застосування регуляторів росту, ріст-регуляторна дія фунгіцидів, післядія гербіцидів, пошкодження шкідниками (комахи, кліщі, нематоди), зараження вірусами або фітоплазмами… Насправді, причини розбалансування гормонів можуть бути різні. Але це відкриває широкі перспективи для того, аби ніколи не докопатися до істини: завжди проблему можна списати на помилку агронома або «аномальний рік» (надто сухо, надто волого, надто холодно, надто спекотно, перепади температури тощо). 

Станом на цей час в літературі домінують дві основні причини утворення філодіїв соняшника. Першу узагальнено можна назвати одним словом – стрес (різної етіології), другу – зараження фітоплазмами. З кожним роком стає дедалі зрозумілішим, що основною причиною є все ж таки фітоплазми, але оскільки цих патогенів доволі складно виявити й охарактеризувати, їх роль залишається недооціненою. Я можу припустити, що масовий прояв хвороби у 2020 р. був викликаний розвитком фітоплазм, але підтвердити чи спростувати це припущення може лише молекулярно-генетичний аналіз уражених рослин. 

Давайте спробуємо розібрати, що таке фітоплазми, звідки вони беруться, як розвиваються і що з ними можна робити. Фітоплазми це група облігатно-паразитичних бактерій з дуже дрібними клітинами (близько 1 мікрометра). На відміну від інших бактерій, вони не мають клітинних стінок. За особливостями розвитку в рослинах фітоплазми більш схожі до вірусів, ніж до інших бактерій. Вони є внутрішньоклітинними паразитами, живуть у флоемних соках рослин і не здатні розвиватися на рослинних рештках і ґрунті. Перезараження рослин фітоплазмами здійснюють шкідники, що живляться соками уражених рослин. У різних фітоплазм різні переносники. Основним переносником фітоплазмозу Aster Yellows на соняшнику є цикадки і листоблішки. 

Протягом тривалого часу ураження рослин фітоплазмами приписували вірусам. Відкрили їх у 1967 р., але розуміння того, як вони живуть, почало формуватися відносно нещодавно й зумовлено розвитком молекулярної біології. У 2017 р. японські вчені Ю. Кітазава зі співавторами показали, що різноманітні фітоплазми мають дуже консервативний фактор вірулентності – філоген (phyllogen), який впливає на ABCE-клас MADS домену факторів транскрипції,  завдяки чому різні покритонасінні рослини можуть утворювати філодії. 

Найсучаснішим відомим мені зведенням по фітоплазмах є книга в 2 томах «Phytoplasmas: plant pathogenic bacteria», що вийшла у 2018-2019 рр. В ній істотно розширено уявлення про цей тип інфекцій. З того, що мені здається особливо важливим, показано, що деякі фітоплазмози таки можуть передаватися з насінням (а не лише соками хворих рослин), а також те, що фітоплазмози можуть залишатися безсимптомними, а проявляються при стресуванні рослин. Не слід забувати, що окрім соків багаторічних рослин і насіння фітоплазми можуть «зимувати» в тілі і в яйцях деяких комах-переносників.  

Аграрії інколи питають, де можна прочитати про передачу фітоплазм з насінням. Ця інформація міститься у багатьох сучасних джерелах, але найбільш узагальнено її у 6 главі 2 тому вищезгаданої монографії.  

Дехто з колег поспішає назвати хворобу Aster Yellows (жовтуха Айстрових). Це – найбільш відомий і досліджений фітоплазмоз, який здатен уражувати дуже різноманітні види рослин, в тому числі соняшник. Першоджерелом хвороби є дикі багаторічні рослини з родини Айстрових, з яких шкідники переносять хворобу на однорічні рослини. Навіть симптоматично прояв хвороби на кошиках соняшника в Україні різниться від того, як розвивається типовий Aster Yellows. Збудники жовтухи Айстрових це не один вид, а велика група фітоплазм, з яких на соняшнику відомі три. До отримання результатів молекулярно-генетичних досліджень я би не радив використовувати назву Aster Yellows.

Та інших Айстрових

Ідентифікація фітоплазми непроста справа і починається з правильного відбору й фіксації зразку. Зокрема, зразки хворої рослини мають бути швидко заморожені у рідкому азоті і зберігатися в замороженому стані. Крім того, я не знаю жодної лабораторії в Україні, яка має досвід визначення фітоплазм.

Аби з’ясувати причину спотворення кошиків і не наступати на ті самі граблі у наступні роки, я би радив не зволікати і звертатися для проведення аналізу до когось із сучасних монографів групи.

З приємного, я бачив інформацію про те, що спотворені квітки не обов’язково стануть стерильними. Незважаючи на значні зміни у їхній будові, ще є шанс запліднення і формування насіння. Наскільки це правда чи брехня, побачимо незабаром.

Ви запитаєте, а чи є фітоплазмози на інших сількогосподарських культурах? Так, їх чимало. Як приклад можна навести здуття стебел ріпаку, столбур кукурудзи, дрібноплідність томатів. 

Чи лікується ця хвороба? На жаль, поки що надійних і перевірених методів немає. Для профілактики хвороби важливі здоровий посівний матеріал і наявність генетичної стійкості до хвороби, контроль розвитку бур’янів (в т.ч. обкошування країв полів), а також надзвичайно важливим є контроль розвитку комах-переносників.

Олександр Акулов, кандидат біологічних наук, доцент Харківського Національного Університету імені В.Н. Каразіна