Τα βακτήρια του ελαιώνες μπορεί να είναι το κλειδί για την καταπολέμηση της ξυλέλλας

Περίληψη

Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Jaén εντόπισε μια ομάδα αδρανών βακτηρίων στα ελαιόδεντρα που τα προστατεύουν από περιβαλλοντικές προκλήσεις, που μπορεί να οδηγήσουν στην ανάπτυξη ενός φυσικού βιοπαρασιτοκτόνου για την καταπολέμηση της Xylella fastidiosa. Τα βακτήρια, Bacillus spp., έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά που τα καθιστούν πολύτιμα για γεωργικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της ενίσχυσης της ανάπτυξης των φυτών, του ελέγχου των παθογόνων και της αποτοξίνωσης των βαρέων μετάλλων στο έδαφος.

Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Jaén εντόπισε μια ομάδα αδρανών βακτηρίων στα φύλλα και το έδαφος των ελαιόδεντρων που τα προστατεύουν από τις περιβαλλοντικές προκλήσεις.

Η γενετική ανάλυση έχει δείξει ότι αρκετοί μικροοργανισμοί παρέχουν βιολογικά πλεονεκτήματα παρόμοια με ένα δευτερογενές ανοσοποιητικό σύστημα. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα ευρήματά τους μπορεί να επιτρέψουν την ανάπτυξη ενός φυσικού βιοπαρασιτοκτόνου για την καταπολέμηση του θανατηφόρου παθογόνου Xylella fastidiosa.

Η Xylella fastidiosa πιστεύεται ότι έχει έφτασε στην Ιταλία το 2008 με την εισαγωγή ενός μόνο φυτού καφέ από την Κόστα Ρίκα.

Η Xylella fastidiosa, η οποία προκαλεί το θανατηφόρο σύνδρομο της γρήγορης πτώσης της ελιάς, έχει προκαλέσει εκτεταμένα κρούσματα στην Ευρώπη τα τελευταία 15 χρόνια και εκτιμάται ότι θα έχει ετήσιο οικονομικό αντίκτυπο άνω των 5.5 δισεκατομμυρίων ευρώ.

Το βακτήριο έχει αποδειχθεί μια σημαντική πρόκληση για τη διαχείριση, καθώς δεν υπάρχει επί του παρόντος αποτελεσματική μέθοδος ελέγχου πεδίου για την εξάλειψή του.

Στο ερευνητικό άρθρο Ωστόσο, που δημοσιεύθηκε στο Microbiology Spectrum, οι ερευνητές εντόπισαν μια ομάδα βακτηρίων, Bacillus spp., που πιστεύουν ότι θα μπορούσε να κρατήσει το κλειδί για την καταπολέμηση του παθογόνου.

μικρόβιο Τα είδη έχουν ξεχωριστά χαρακτηριστικά που τα καθιστούν πολύτιμα για ιατρικές, βιοτεχνολογικές και γεωργικές εφαρμογές.

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή βιοκαυσίμων, βιοπολυμερών και βιοενεργών μορίων. Στη γεωργία, μπορούν να ενισχύσουν την ανάπτυξη των φυτών, να χρησιμεύσουν ως βιολιπάσματα, να τονώσουν την ανάπτυξη και να ελέγξουν τα παθογόνα, καθιστώντας τα πολλά υποσχόμενα για βιώσιμη γεωργία.

Τα βιολιπάσματα με βάση τον βάκιλο ενισχύουν την ανάπτυξη και την απόδοση των φυτών βελτιώνοντας τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών, τη δέσμευση αζώτου, τη διαλυτοποίηση του φωσφόρου και την παραγωγή ρυθμιστών ανάπτυξης των φυτών.

Αυτά τα βακτήρια μπορούν επίσης να παράγουν αντιμικροβιακές ενώσεις, είναι οικονομικά αποδοτικά και σχηματίζουν σπόρια για σταθερότητα, προσφέροντας μια φυσική εναλλακτική στα χημικά φυτοφάρμακα.

Bacillus thuringiensis είναι γνωστό για τις εντομοκτόνες του ιδιότητες, ενώ άλλα είδη όπως B. subtilis και Bacillus amyloliquefaciens έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς ως παράγοντες βιοελέγχου σε διάφορες εμπορικές καλλιέργειες.

Επιπλέον, η ικανότητα ορισμένων μικρόβιο είδη που παράγουν βακτηριοσίνες, αντιμικροβιακά πεπτίδια, δείχνει πολλά υποσχόμενα για την επεξεργασία των φυτών.

Ενώ αυτά τα οφέλη έχουν ήδη αποδειχθεί σε καλλιέργειες όπως το σιτάρι, ο ηλίανθος και οι πατάτες, η έρευνα που διεξήχθη από την ομάδα του Πανεπιστημίου της Jaén επικεντρώθηκε στην ανάλυση της παρουσίας τους στους ισπανικούς ελαιώνες και της αντοχής τους σε μια σειρά περιβαλλοντικών προκλήσεων.

Υπό την επίβλεψη του Hikmate Abriouel, η ομάδα ξεκίνησε το έργο SMART-AGRI-SPORE, μια ευρωπαϊκή πρωτοβουλία Marie Curie με στόχο ανάπτυξη βιοπαρασιτοκτόνου για την καταπολέμηση της Xylella fastidiosa. Το έργο αφορούσε την ανάλυση 417 βακτηρίων του γένους Bacillus spp. συλλέγονται από ελαιώνες στο Jaén και στη Μάλαγα.

Οι ερευνητές προσπάθησαν να εντοπίσουν εκείνα τα βακτήρια που είναι ικανά να σχηματίζουν σπόρια και να αδρανοποιούν για να ξεπεράσουν τις δυσμενείς εξωτερικές συνθήκες και να αναζωογονηθούν όταν οι συνθήκες γίνουν ευνοϊκές.

Αυτά τα σπόρια λειτουργούν ως προστατευτική ασπίδα, καθιστώντας τα βακτήρια ανθεκτικά σε ακραίες θερμοκρασίες, ακτινοβολία και επιβλαβείς χημικές ουσίες. Για να απομονώσει αυτά τα στελέχη με αυτήν την ικανότητα, η ομάδα υπέβαλε τα δείγματά τους σε θερμοκρασίες που έφταναν τους 80 ºC, εξαλείφοντας έτσι όλα εκείνα που δεν πληρούσαν το κριτήριο.

"Αντιμέτωποι με ένα ανεπιθύμητο συμβάν, όπως η έλλειψη θρεπτικών συστατικών στο περιβάλλον, αυτά τα βακτήρια εισέρχονται σε κατάσταση ηρεμίας, σαν ένα είδος χειμερίας νάρκη, μέχρι να εξαφανιστεί ο κίνδυνος και να μπορέσουν να επαναλάβουν τις κανονικές ζωτικές τους λειτουργίες», εξήγησε η Julia Manetsberger, μία από τις οι συγγραφείς της εφημερίδας.

Για να κατανοήσουμε περαιτέρω την αντίσταση του Bacillus spp. στις περιβαλλοντικές προκλήσεις, οι ερευνητές εξέθεσαν τα βακτήρια σε ποικίλες ποσότητες αντιβιοτικών και ανόργανων λιπασμάτων.

Η αντοχή τους ήταν φυσιολογική, παρόμοια με αυτή άλλων βακτηριακών ειδών. Αυτή η ανθεκτικότητα υποδηλώνει ότι Bacillus spp. θα επιβίωνε στη φύση όταν εκτεθεί σε τέτοιες κοινώς χρησιμοποιούμενες γεωργικές ενώσεις, συνεχίζοντας να προσδίδει τα επιθυμητά οφέλη στον ελαιώνα.

Η ανακάλυψη αυτών των μοναδικών βακτηρίων στους ισπανικούς ελαιώνες ανοίγει δυνατότητες για μελλοντικές γεωργικές εφαρμογές.

Δεδομένου ότι Bacillus spp. διαδραματίζουν ήδη κεντρικό ρόλο ως ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα βιοπαρασιτοκτόνα, οι δυνατότητες τους για νέες βιοτεχνολογικές εφαρμογές στη γεωργία είναι πολλά υποσχόμενες. Οι ερευνητές προτείνουν την ανάπτυξη ενός φυσικού βιοπαρασιτοκτόνου που χρησιμοποιεί αυτή την ομάδα μικροοργανισμών για την καταπολέμηση των εστιών Xylella fastidiosa.

Επιπλέον, έχει προηγουμένως αποδειχθεί ότι τα βακτήρια αντέχουν στην έκθεση μετάλλων και απομακρύνουν τα βαρέα μέταλλα από το έδαφος, αποτοξινώνοντας αποτελεσματικά το περιβάλλον.

Η μόλυνση από βαρέα μέταλλα αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για την εμπορική γεωργία και την παραγωγή τροφίμων, καθώς τα φυτά μπορούν να απορροφήσουν αυτά τα μέταλλα, τα οποία μπαίνουν στην τροφική αλυσίδα.

Η ομάδα, επομένως, εξέτασε την ανοχή των δειγμάτων της σε μια σειρά από βαρέα μέταλλα. Διαπίστωσαν ότι οι απομονώσεις που δοκιμάστηκαν είχαν καλή ανοχή, με το σίδηρο να είναι το πιο ανεκτό, ακολουθούμενο από τον χαλκό, το νικέλιο, το μαγγάνιο, τον ψευδάργυρο και κάδμιο.

Αυτό υποδηλώνει ότι τα μέλη της ελιάς σποροβιότα θα μπορούσαν ενδεχομένως να ευδοκιμήσουν σε εδάφη με αυξημένα επίπεδα μετάλλων λόγω περιβαλλοντικών παραγόντων ή ανθρώπινων δραστηριοτήτων.