Бактерии против грибка, поражающего сахарный тростник
Исследование, проведенное в Бразильском центре исследований в области энергетики и материалов (CNPEM), показало, что три штамма бактерий Pseudomonas способны подавлять рост и даже вызывать гибель грибка Thielaviopsis ethacetica, вызывающего гниль ростков ананаса — болезнь, поражающую сахарный тростник.
Результаты, опубликованные в журнале Environmental Microbiology, могут лечь в основу разработки биологических фунгицидов как альтернативы химическим пестицидам.
Ключевые результаты
- Три штамма Pseudomonas ингибировали до 80% роста мицелия грибка in vitro. Этот грибок, обитающий в почве, проникает в стебли сахарного тростника через порезы и может снижать урожайность до 50%.
- Бактерии продуцировали 62 летучих органических соединения (ЛОС), которые подавляли экспрессию генов, связанных с углеводным метаболизмом, критически важным для роста грибка.
- Транскриптомный анализ и электронная микроскопия подтвердили, что ЛОС вызывают критические морфологические изменения в мицелии и могут приводить к гибели клеток грибка.
- Спектроскопический анализ в Бразильской лаборатории синхротронного света (LNLS) показал, что биомолекулы способны повреждать ДНК грибка — свойство, мало описанное в литературе.
Значение и контекст
Гниль ростков ананаса — заболевание, наносящее значительный ущерб урожаю сахарного тростника в Бразилии, мировом лидере по его выращиванию (654,5 млн тонн в сезоне 2020-21).
«Мы знаем, что химические пестициды пока не могут быть полностью заменены биологическими альтернативами, но с такими исследованиями их предложение на рынке может увеличиться», — отметила Жулиана Веласко де Кастро Оливейра, последний автор статьи из LNBR.
Ежегодно Бразилия импортирует более 330 000 тонн инсектицидов, гербицидов и фунгицидов.
Дальнейшие шаги
Исследование началось со скрининга около 7000 бактерий из коллекции микроорганизмов LNBR. После тестов in vitro были отобраны три наиболее эффективных штамма Pseudomonas.
Сейчас ученые перешли к новой фазе:
- Определение видовой принадлежности штаммов с помощью полногеномного секвенирования.
- Один из штаммов, вероятно, принадлежит к новому, еще не описанному виду.
- Работа ведется в сотрудничестве с Университетом Кампинаса (UNICAMP) и Федеральным университетом Лавраса (UFLA).
