Пестициды защищают сельскохозяйственные культуры от болезней и насекомых, но агрохимические средства защиты могут быть вредны для природы и здоровья. Лактобактерии предлагают экологичное решение.
Раньше лактобактерии ассоциировались в основном с продуктами для здоровья кишечника, но исследования ученых из Антверпенского университета доказало, что эти бактерии живут на листьях, цветах и плодах растений, выполняя роль природных защитников. В результате микробиологи из Антверпенского университета получили грант Европейского исследовательского совета (ERC) в размере 150 000 евро на разработку и коммерциализацию экологически устойчивого средства защиты растений на основе лактобактерий.
Исследование основывается на работе, проделанной с лактобактериями (Lactobacillaceae), семейством молочнокислых бактерий. Эти микроорганизмы встречаются в организме человека, а также в природе, например, на цветах и у пчел. Кроме того, лактобациллы играют важную роль в ферментации пищевых продуктов. Поскольку они могут оказывать положительное влияние на здоровье, их используют в качестве пробиотиков.
За годы работы исследователи из Антверпена собрали обширную библиотеку бактериальных образцов, включая многочисленные варианты лактобактерий.
В ней также содержатся образцы молочнокислых бактерий, которые использовались в исследованиях по борьбе с грибными заболеваниями клубники. Результаты исследований университетской лаборатории указывают на огромный потенциал. Благодаря финансовой поддержке исследователи смогут тестировать лактобактерии в более крупных масштабах и определять их эффективность на различных культурах.
Ученые также должны продемонстрировать безопасность своей биологической альтернативы пестицидам. Продукты тщательно проверяются на наличие потенциально вредных воздействий. В этом отношении семейство лактобацилловых представляет собой важнейший источник, поскольку эти бактерии уже сегодня используются для поддержания здоровья.
Лактобактерии выделяют органические кислоты (молочную, уксусную) и особые белки — бактериоцины, которые повреждают клеточные оболочки вредных грибов и бактерий. Лактобактерии очень быстро размножаются и заселяют поверхность листьев и цветов, тем самым лишая патогенных грибов (как в случае ботритиса на клубнике) кормовой базы. Присутствие лактобактерий на листьях заставляет само растение активировать защитные гены, делая его устойчивым к стрессу и засухе.
Проблема старых биопрепаратов была в том, что полезные бактерии быстро гибли на полях под солнцем или смывались дождем.
Команда университета научилась высушивать деликатные лактобактерии (Lactiplantibacillus plantarum) в стойкий порошок методом распыления, сохраняя их живыми. Ученые также придумали использовать опылителей. На выходе из улья шмели или пчелы проходят через лоток с порошком лактобактерий, пачкают лапки и ворсинки, а затем летят собирать нектар и точно переносят защиту прямо внутрь цветков клубники или яблонь. Попутно этот состав защищает самих опылителей от их собственных инфекций.
Эти бактерии съедобны для человека и животных. Урожай можно опрыскивать гелем/раствором лактобактерий прямо в день сбора и сразу подавать на стол, а клетки патогенов не могут выработать устойчивость к комплексному воздействию молочной кислоты и бактериоцинов.
Источник: Lebeer Lab, University of Antwerp.