A növények patogén baktériumokkal szembeni védelmének új módja
Egy új Bacillus subtilis törzset fejlesztettek ki a növények patogén baktériumokkal szembeni védelmének erősítésére. Ezek a tevékenységek a rizomikrobiom kutatásának ígéretes területei, mivel befolyásolhatják a fajok közötti komplex kölcsönhatásokat, amelyekről azonban egyelőre keveset tudunk.

A sztómák a leveleken található kis vese alakú nyílások, amelyek természetes módon nyílnak és záródnak, működésüket a cirkadián ritmus szabályozza. A sztómák kinyílnak, hogy a növény lélegezhessen vagy lehűlhessen. Ha veszélyt, például szárazságot vagy növénypatogén baktériumok jelenlétét érzékelik, bezárulnak.

Néhány növényi kórokozó, például egyes gombák, képesek erővel behatolni a zárt sztómákon keresztül. A baktériumok azonban nem rendelkeznek az ehhez szükséges enzimekkel, ezért nekik meg kell találniuk a módját annak, hogy újra megnyissák a zárt sztómákat, hogy bejuthassanak a növény belsejébe.

Azt eddig is tudtuk, hogy olyan opportunista baktériumok, mint például a Salmonella, E. coli vagy a Listeria, a nyers zöldségeken, gyümölcsökön is képesek megtelepedni, melyek elfogyasztása vagy keresztszennyezések révén élelmiszer eredetű megbetegedés következhet be.

Már több tanulmány igazolta, hogy a humán patogén Salmonella egyes (vad) törzsei képesek bejutni a növényekbe is és alternatív gazdaként használni azokat. Egy 2020-ban publikált tanulmányban is kimutatták, hogy a humán kórokozó Salmonella Typhimurium is kifejlesztette a zárt sztómák újranyitásának képességét. A növény „megfertőződésének” nincsenek külső jelei, tünetei. Ez azért is jelent problémát, mert a növénybe bejutott mikrobákat mosással nem lehet eltávolítani, ezáltal megnőhet a „megfertőződött” nyers zöldségek, gyümölcsök fogyasztása okozta megbetegedések száma.

A kutatók kifejlesztettek és szabadalmaztak egy jótékony mikrobát –  B. subtilis törzs UD1022 – amely a növény gyökérrendszerét védi és erősíti. Az UD1022-vel kezelt növényekben nem mutatták ki a Salmonella baktérium jelenlétét, illetve a sztómazáródási arányuk is magasabb volt a kontrollcsoporthoz képest. A mikrobát a BASF licenszelte és egyre többféle alkalmazásba integrálják. A szabadalmaztatott mikroba egy egyedülálló törzse a Bacillus subtilisnek, amely egy természetes, hasznos baktérium, amely a gyökerek felszínén és a környező talajban, azaz a rizoszférában él.

A rizoszférában található, a növények egészségét és ellenálló képességét közvetlenül vagy közvetve javító szervezeteket növénynövekedést elősegítő rizobaktériumoknak (plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR) nevezik. Ezek a baktériumok óriási potenciállal bírnak és megoldást jelenthetnek a globális mezőgazdasági rendszerünk előtt álló kihívásokra. Számos baktériumot azonosítottak generalista PGPR-ként, mivel a növények széles körével társulnak, és specifikus növényvédő hatásaikat is leírták. A Bacillus fajok nagymértékben kutatott generalista PGPR-ek, amelyekről ismert, hogy a tápanyagok szolubilizálására és fitohormonok, gombaellenes másodlagos metabolitok és illékony szerves vegyületek (volatile organic compound, VOC) termelésére való képességük révén elősegítik a növények növekedését.

A jobb termesztési megoldások kifejlesztése érdekében a gyártók gyakran több különböző PGPR-fajt is beépítenek készítményeikbe. Bizonyos növény-baktérium-baktérium rendszerekben több PGPR faj szinergikus növénynövekedést elősegítő hatását figyelték meg, más esetekben azonban nem sikerült ilyen hatást kiváltani.

Számos Bacillus fajról ismert, hogy jelmolekulák kémiai lebontására képes enzimeket (quorum quenching, QQ) is termelnek, amelyek megzavarják más baktériumok, köztük kórokozó baktériumok, quorum érzékelés (quorum sensing, QS) jelátvitelét. A QQ-tevékenységek ígéretesek lehetnek a növényegészségügy javításának és az antibiotikum-rezisztencia megkerülésének leendő eszközeként a növényi kórokozók elleni biológiai termékek fejlesztése során.

Ezek a tevékenységek a rizomikrobiom kutatásának ígéretes területei, mivel befolyásolhatják a fajok közötti komplex kölcsönhatásokat. Mivel a PGPR fajok közötti kölcsönhatási mechanizmusokra vonatkozó tudásunk egyelőre korlátozott, további kutatásokra van szükség a témában.

Frissítések

Hírlevél feliratkozás