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).