Завантаження...

Бактеріофаги можуть захистити рослини від шкідників

 

Бактеріофаги – перспективний засіб боротьби з фітопатогенними бактеріями, ефект якого має одразу три складові

Вирощування сільськогосподарських рослинних культур забирає величезний обсяг ресурсів – енергетичних, людських тощо. При цьому приблизно третина того, що вирощується, потрапляє на звалище. Щось гниє на складах під час зберігання та на полицях магазинів під час продажу, щось викидають на смітник споживачі, але суттєву частину відходів складає врожай, втрачений через шкідників, в тому числі, фітопатогенні бактерії.

Бактеріальні хвороби є проблемою для багатьох агрокультур по всьому світу, зокрема для томатів, картоплі, арахісу, тютюну. Їх збудниками виступають грамнегативні бактерії, які так само швидко набувають стійкості до пестицидів, як людські патогени – до антибіотиків. І так само, як у випадку з людськими патогенами, для боротьби с фітопатогенами вчені вирішили звернутися по допомогу до природних ворогів бактерій – бактеріофагів (фагів). На відміну від пестицидів та антибіотиків, фаги високоспецифічні – вбивають лише певний вид або навіть штам бактерії, не впливаючи на корисну мікрофлору – в кишечнику, в ґрунті, будь-де.

На сьогодні даних щодо ефективності фагів у боротьбі з хворобами рослин небагато, але поступово ця сфера починає розроблятися. Так, нещодавно були опубліковані результати дослідження китайськях вчених: вони вивчали* можливості фаготерапії проти бактеріальних опіків, спричинених Ralstonia solanacearum, у томатів. Результати виявилися цілком задовільними, а ефект фагів, як з’ясувалося, має три основні складові.

Вчені приготували коктейль з чотирьох бактеріофагів, що найліпше знищували R. solanacearum, та випробували його як в умовах теплиці, так і на відкритому ґрунті. І там, і там фаготерапія забезпечила зниження кількості фітопатогенів та, відповідно, зменшення захворюваності  томатів на 80% (перший ефект фаготерапії). Бактерії, які уникли знищення, тобто набули стійкості до застосованих бактеріофагів, як виявилося, «сплатилии» за цю перевагу високу ціну: мутації, які призвели до втрати чутливості до фагів, стали причиною настільки значного уповільнення розмноження бактерій, що останні не могли сформувати популяцію, достатню для розвитку у рослини хвороби (другий ефект фаготерапії). Крім того, різке зменшення в ґрунті популяції  R. solanacearum, як в буквальному сенсі, так і в екологічному звільнило простір для різноманітних корисних бактерій. Розмноження в ґрунті таких бактерій, які часто мають механізми активного протистояння фітопатогенним родичам, є ще одним фактором захисту рослин від хвороб (третій ефект фаготерапії).

Автори роботи зазначають, що необхідно з’ясувати, чи у стійких до фагів бактерій не відновлюється з часом здатність швидко розмножуватися.

Автори вважають використання фагів у рослинництві вкрай перспективним.

* Wang X, Wei Zh, Yang Keming et al. Phage combination therapies for bacterial wilt disease in tomato // Nature Biotechnology, 2019, 37: 1513–1520. DOI: 10.1038/s41587-019-0328-3