Бактерії оливкового гаю можуть мати ключ до боротьби з Xylella

Дослідницька група з Університету Хаен ідентифікувала групу сплячих бактерій у листі та ґрунті оливкових дерев, які захищають їх від екологічних проблем.

Генетичний аналіз показав, що кілька мікроорганізмів забезпечують біологічні переваги, подібні до вторинної імунної системи. Дослідники сподіваються, що їхні висновки дозволять розробити природний біопестицид для боротьби зі смертельним патогеном Xylella fastidiosa.

Вважається, що Xylella fastidiosa має прибув до Італії в 2008 році представивши одну кавову рослину з Коста-Ріки.

Xylella fastidiosa, яка викликає смертельний синдром швидкого занепаду оливок, спричинила масові спалахи в Європі за останні 15 років і, за оцінками, матиме щорічний економічний вплив понад 5.5 мільярдів євро.

Боротьба з цією бактерією виявилася серйозною проблемою, оскільки наразі не існує ефективного методу польового контролю для її знищення.

У наукова стаття опубліковано в Microbiology Spectrum, проте дослідники ідентифікували групу бактерій, Bacillus spp., що, на їхню думку, може містити ключ до боротьби з патогеном.

бацила види мають відмінні характеристики, які роблять їх цінними для застосування в медицині, біотехнології та сільському господарстві.

Їх можна використовувати у виробництві біопалива, біополімерів і біоактивних молекул. У сільському господарстві вони можуть посилювати ріст рослин, слугувати біодобривами, стимулювати ріст і контролювати патогени, що робить їх перспективними для сталого сільського господарства.

Біодобрива на основі Bacillus покращують ріст рослин і врожайність шляхом покращення доступності поживних речовин, фіксації азоту, солюбілізації фосфору та виробництва регуляторів росту рослин.

Ці бактерії також можуть виробляти антимікробні сполуки, є економічно ефективними та утворюють спори для стабільності, пропонуючи природну альтернативу хімічним пестицидам.

Bacillus thuringiensis добре відомий своїми інсектицидними властивостями, тоді як інші види подобаються B. subtilis та Bacillus amyloliquefaciens були успішно використані як агенти біоконтролю в різних комерційних культурах.

Більше того, здатність деяких бацила вид для виробництва бактеріоцинів, антимікробних пептидів, є перспективним для лікування рослин.

Хоча ці переваги вже були продемонстровані на таких культурах, як пшениця, соняшник і картопля, дослідження, проведене командою Університету Хаен, було зосереджено на аналізі їх присутності в оливкових гаях Іспанії та їх стійкості до низки екологічних проблем.

Під керівництвом Хікмате Абріуеля команда розпочала проект SMART-AGRI-SPORE, європейську ініціативу Марії Кюрі, спрямовану на розробка біопестициду для боротьби з Xylella fastidiosa. Проект передбачав аналіз 417 бактерій роду Bacillus spp. зібрані з оливкових гаїв у Хаен і Малазі.

Дослідники намагалися ідентифікувати бактерії, здатні утворювати спори та впадати в сплячку, щоб подолати несприятливі зовнішні умови та відродитися, коли умови стають сприятливими.

Ці спори діють як захисний щит, роблячи бактерії стійкими до екстремальних температур, радіації та шкідливих хімікатів. Щоб ізолювати штами з такою здатністю, команда піддала їхні зразки температурі, що досягала 80 ºC, таким чином знищивши всі ті, що не відповідають критерію.

"Зіткнувшись із несприятливою подією, такою як брак поживних речовин у навколишньому середовищі, ці бактерії входять у стан спокою, як своєрідну сплячку, доки небезпека не зникне й вони не зможуть відновити свою нормальну життєдіяльність», — пояснила Юлія Манецбергер, одна з автори статті.

Щоб краще зрозуміти опір Bacillus spp. У зв’язку з проблемами навколишнього середовища дослідники піддали бактерії дії різних кількостей антибіотиків і неорганічних добрив.

Їх стійкість була нормальною, подібною до стійкості інших видів бактерій. Ця стійкість говорить про це Bacillus spp. вижили б у природі під впливом таких загальновживаних сільськогосподарських сполук, продовжуючи надавати бажані переваги оливковій гаю.

Відкриття цих унікальних бактерій в іспанських оливкових гаях відкриває можливості для майбутнього застосування в сільському господарстві.

За умови Bacillus spp. вже відіграють центральну роль як один із найбільш широко використовуваних біопестицидів, їхній потенціал для нових біотехнологічних застосувань у сільському господарстві є перспективним. Дослідники пропонують розробку природного біопестициду з використанням цієї групи мікроорганізмів для боротьби зі спалахами Xylella fastidiosa.

Крім того, раніше було показано, що бактерії витримують вплив металів і видаляють важкі метали з ґрунту, ефективно детоксикуючи навколишнє середовище.

Забруднення важкими металами створює серйозну проблему для комерційного сільського господарства та виробництва продуктів харчування, оскільки рослини можуть поглинати ці метали, які потрапляють у харчовий ланцюг.

Тому команда перевірила стійкість своїх зразків до ряду важких металів. Вони виявили, що досліджувані ізоляти мають добру переносимість, причому найкраще переносилися залізо, потім мідь, нікель, марганець, цинк і кадмій.

Це свідчить про те, що представники оливкової споробіоти потенційно можуть процвітати в ґрунтах з підвищеним вмістом металів через фактори навколишнього середовища або діяльність людини.