Натуральный коктейль для профилактики и лечения болезни виноградной лозы
Ученые из Texas A&M AgriLife Research разработали коктейль из бактериофагов, который останавливает или предотвращает смертельно опасную болезнь Пирса у винных сортов винограда. Исследование опубликовано в журнале PLOS ONE.
Проблема: бактерия Xylella fastidiosa
- Бактерия Xylella fastidiosa, родом из США, вызывает болезни у многих растений, включая виноград, дубы, персики, миндаль, кофе и цитрусовые.
- Виноградная лоза, завезенная из Европы, не успела совместно эволюционировать с патогеном, что делает ее особенно уязвимой.
- Переносчиком бактерии является насекомое — стекляннокрылая цикадка (glassy-winged sharpshooter). При питании на растении она впрыскивает бактерию в ксилемные сосуды, что приводит к заражению.
- Болезнь Пирса может уничтожить виноградник за несколько месяцев или лет после заражения.
- Угроза для индустрии оценивается в миллиарды долларов: например, для Калифорнии — $24.6 млрд, для Техаса — $1.88 млрд.
Традиционный метод и его недостатки
Ранее для борьбы использовались инсектициды против насекомых-переносчиков. Однако эти препараты оказывают негативное воздействие на полезных насекомых, таких как медоносные пчелы, и уже запрещены в Европе.
Решение: коктейль из бактериофагов
Ученые предложили биологический контроль, нацеленный непосредственно на бактерию, а не на насекомое.
- Бактериофаги (фаги) — это вирусы, избирательно атакующие бактерии.
- Исследователям удалось выделить четыре фага, специфичных к Xylella fastidiosa: Sano, Salvo, Prado и Paz. Их выбрали из коллекции из более чем 100 фагов из-за физических и генетических различий.
- Принцип "коктейля": если бактериальный штамм станет устойчив к одному фагу, его уничтожат другие. Это повышает эффективность и снижает риск резистентности.
Результаты испытаний
Виноградные лозы в теплице заражали бактерией и обрабатывали коктейлем из четырех фагов.
- Коктейль эффективно предотвращал заражение растений.
- Он также останавливал развитие болезни, если заражение уже началось.
Перспективы и значение
- Фаговая терапия предлагает "зеленую" альтернативу пестицидам для борьбы с болезнями, вызываемыми Xylella fastidiosa.
- Лаборатория AgriLife Research — первая, кому удалось выделить и размножить фаги для Xylella и показать их эффективность против болезни Пирса.
- Эта технология потенциально может быть перенесена на другие экономически важные культуры: кофе, бананы и оливы.
- Фаговая терапия также перспективна для лечения патогенов человека, таких как холера, особенно в развивающихся странах.
В настоящее время коктейль из фагов проходит полевые испытания в Техасе.