Bakterije iz maslinika mogu biti ključ u borbi protiv Xylelle

Rezime

Istraživački tim sa Sveučilišta Jaén identificirao je skupinu uspavanih bakterija u stablima maslina koje ih štite od izazova okoliša, što bi moglo dovesti do razvoja prirodnog biopesticida za borbu protiv Xylella fastidiosa. Bakterije, Bacillus spp., imaju jedinstvene karakteristike koje ih čine vrijednima za primjenu u poljoprivredi, uključujući pospješivanje rasta biljaka, kontrolu patogena i detoksikaciju teških metala u tlu.

Istraživački tim sa Sveučilišta u Jaénu identificirao je skupinu uspavanih bakterija u lišću i tlu maslina koje ih štite od izazova iz okoliša.

Genetska analiza je pokazala da nekoliko mikroorganizama pruža biološke prednosti slične sekundarnom imunološkom sustavu. Istraživači se nadaju da bi njihova otkrića mogla omogućiti razvoj prirodnog biopesticida za borbu protiv smrtonosnog patogena Xylella fastidiosa.

Vjeruje se da Xylella fastidiosa ima U Italiju je stigao 2008 uvođenjem jedne biljke kave iz Kostarike.

Xylella fastidiosa, koja uzrokuje smrtonosni sindrom brzog propadanja maslina, uzrokovala je raširene epidemije u Europi u proteklih 15 godina i procjenjuje se da ima godišnji ekonomski učinak od preko 5.5 milijardi eura.

Bakterija se pokazala kao značajan izazov za upravljanje, jer trenutno ne postoji učinkovita metoda terenske kontrole koja bi je iskorijenila.

u istraživački članak objavljeno u Microbiology Spectrumu, no istraživači su identificirali skupinu bakterija, Bacillus spp., za koji vjeruju da bi mogao biti ključ u borbi protiv patogena.

bacil vrste imaju različite karakteristike koje ih čine vrijednima za medicinske, biotehnološke i poljoprivredne primjene.

Mogu se koristiti u proizvodnji biogoriva, biopolimera i bioaktivnih molekula. U poljoprivredi mogu pospješiti rast biljaka, poslužiti kao biognojiva, stimulirati rast i kontrolirati patogene, što ih čini obećavajućim za održivu poljoprivredu.

Biognojiva na bazi bacila poboljšavaju rast biljaka i prinos poboljšavajući dostupnost hranjivih tvari, fiksaciju dušika, solubilizaciju fosfora i proizvodnju regulatora rasta biljaka.

Ove bakterije također mogu proizvoditi antimikrobne spojeve, isplative su i stvaraju spore za stabilnost, nudeći prirodnu alternativu kemijskim pesticidima.

Bacillus thuringiensis je poznata po svojim insekticidnim svojstvima, dok druge vrste vole B. subtilis i Bacillus amyloliquefaciens uspješno se koriste kao biokontrolni agensi u raznim komercijalnim usjevima.

Štoviše, sposobnost nekih bacil vrsta za proizvodnju bakteriocina, antimikrobnih peptida, obećava za liječenje biljaka.

Dok su te dobrobiti već pokazane na usjevima, uključujući pšenicu, suncokret i krumpir, istraživanje koje je proveo tim sa Sveučilišta u Jaénu usredotočilo se na analizu njihove prisutnosti u španjolskim maslinicima i njihovu otpornost na niz ekoloških izazova.

Pod nadzorom Hikmate Abriouela, tim je započeo projekt SMART-AGRI-SPORE, europsku inicijativu Marie Curie usmjerenu na razvoj biopesticida za suzbijanje Xylella fastidiosa. Projekt je uključivao analizu 417 bakterija iz roda Bacillus spp. prikupljeni iz maslinika u Jaénu i Málagi.

Istraživači su nastojali identificirati one bakterije koje su sposobne stvarati spore i hibernirati kako bi prevladale nepovoljne vanjske uvjete i oživjele kada uvjeti postanu povoljni.

Ove spore djeluju kao zaštitni štit, čineći bakterije otpornima na ekstremne temperature, zračenje i štetne kemikalije. Kako bi izolirali te sojeve s ovom sposobnošću, tim je svoje uzorke podvrgao temperaturama koje su dosezale 80 ºC, čime su iskorijenjeni svi oni koji ne zadovoljavaju kriterij.

"Suočene s štetnim događajem, kao što je nedostatak hranjivih tvari u okolišu, te bakterije ulaze u stanje mirovanja, poput neke vrste hibernacije, sve dok opasnost ne nestane i ne mogu nastaviti svoje normalne vitalne funkcije”, objasnila je Julia Manetsberger, jedna od autori rada.

Za daljnje razumijevanje otpora Bacillus spp. izazovima okoliša, istraživači su izložili bakterije različitim količinama antibiotika i anorganskih gnojiva.

Njihova je otpornost bila normalna, slična otpornosti drugih bakterijskih vrsta. Ova otpornost sugerira da Bacillus spp. bi preživjeli u prirodi kada bi bili izloženi takvim uobičajenim poljoprivrednim spojevima, nastavljajući davati željene dobrobiti masliniku.

Otkriće ovih jedinstvenih bakterija u španjolskim maslinicima otvara mogućnosti za buduće poljoprivredne primjene.

S obzirom na to Bacillus spp. već igraju središnju ulogu kao jedan od najčešće korištenih biopesticida, njihov potencijal za nove biotehnološke primjene u poljoprivredi je obećavajući. Istraživači predlažu razvoj prirodnog biopesticida koji koristi ovu skupinu mikroorganizama za borbu protiv izbijanja Xylella fastidiosa.

Osim toga, ranije se pokazalo da bakterije podnose izloženost metalima i uklanjaju teške metale iz tla, učinkovito detoksificirajući okoliš.

Kontaminacija teškim metalima predstavlja značajan problem za komercijalnu poljoprivredu i proizvodnju hrane jer biljke mogu apsorbirati te metale, koji ulaze u prehrambeni lanac.

Tim je stoga ispitao toleranciju svojih uzoraka na niz teških metala. Utvrdili su da testirani izolati imaju dobru podnošljivost, pri čemu se najviše podnose željezo, zatim bakar, nikal, mangan, cink i kadmij.

To sugerira da bi članovi sporobiota masline potencijalno mogli uspijevati u tlima s povišenim razinama metala zbog čimbenika okoliša ili ljudskih aktivnosti.