Интенсивное садоводство вместе с потеплением климата, по прогнозам экспертов, несут разрушительные эпидемии бактериального ожога, вызываемого бактерией Erwinia amylovora, для американского садоводства, так как распространенные методы борьбы с бактериальным ожогом утратили свою эффективность из-за повышенной устойчивости бактерий к антибиотикам.
Портал AgroXXI.ru ознакомился с релизом Технологического института штата Вирджиния (Virginia Tech), автор которого Том Соладей сообщает о новой научной программе по борьбе с бактериальным ожогом плодовых деревьев: «Ежегодно в США потери урожая яблонь, груш и других семечковых культур из-за бактериального ожога оцениваются в 100 миллионов долларов. Эксперты прогнозируют все более разрушительные эпидемии бактериального ожога в США в ближайшие годы.
Доцент Технологического института штата Вирджиния, фитопатолог Срджан Ачимович из Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни возглавляет группу исследователей, куда вошли эксперты из семи крупнейших штатов страны по производству яблок и груш, в многоплановой работе, направленной на то, чтобы помочь садоводам справиться с бактериальным ожогом на всех его стадиях и остановить распространение опасной инфекции. Работа поддерживается грантом в размере 5,7 миллионов долларов США от Национального института продовольствия и сельского хозяйства МСХ США (USDA).
«Мы хотим создать следующее поколение инструментов борьбы с бактериальным ожогом. Наш проект является первым, направленным на борьбу с бактериальным ожогом на всех стадиях заболевания – от бактериального ожога цветков до побегов и язв на древесине. Мы стремимся произвести революцию в борьбе с бактериальным ожогом, предоставляя устойчивые решения для производителей, обеспечивая при этом экономическую и экологическую жизнеспособность отрасли производства семечковых фруктов», — сказал Ачимович.
Яблоки – свежие, консервированные, переработанные для сока или сушеные – являются самыми популярными фруктами в США, яблочная индустрия приносит национальной экономике около 23 миллиардов долларов в год. Однако бактериальный ожог значительно снижает урожайность и прибыль производителей. Затраты на удаление зараженных деревьев доходят до 2134 долларов за гектар помимо обычных затрат на профилактическую борьбу, которые могут варьироваться от 527 до 1354 долларов за гектар в год.
В последнее десятилетие идеальный шторм условий способствовал росту заболеваемости бактериальным ожогом в садоводстве США. Теплая и влажная погода создала более благоприятную среду, в которой бактерии могут процветать. И тому же способствует интенсивное и высокоинтенсивное садоводство, заменившее традиционное как прибыльная модель. Однако методы борьбы с бактериальным ожогом утратили свою эффективность из-за повышенной устойчивости бактерий к антибиотикам.
«Вместе наша исследовательская группа из 15 ученых представляет практически все яблочные штаты. Наша команда будет использовать опыт в области робототехники, машинного обучения, патологии растений, генетики, диагностики, эпидемиологии, микробиомики, молекулярной биологии, борьбы с болезнями, экономики и многого другого, чтобы предоставить производителям критически необходимые эффективные варианты контроля, охватывающие все стадии бактериального ожога», — рассказал Ачимович.
Бактериальный ожог, получивший свое название из-за того, что вызывает обожженные, почерневшие участки инфекции на деревьях, имеет три стадии. Сначала он появляется весной, когда бактерии Erwinia amylovora заражают цветки цветущих деревьев, что приводит к поражению цветков и потере плодов. Оттуда инфекция распространяется на побеги, вызывая отмирание, и, в конце концов, бактерия проникает в древесную ткань ветвей и ствола дерева, вызывая язвы. Язвы, видимые как мертвые зоны древесной коры, содержат смертельные бактерии, которые могут впадать в спячку зимой и распространяться весной на новые деревья. Язвенные инфекции могут легко проникнуть в ствол и корни, убивая дерево.
Команда Ачимовича ставит перед четырехлетним проектом несколько целей.
1. Улучшенное картирование и обнаружение язв, вызванных бактериальным ожогом. Команда будет использовать беспилотный наземный автомобиль с передовой технологией стереокамеры для создания подробных 3D-карт садов. Затем они научат искусственный интеллект распознавать и выделять участки, пораженные бактериальным ожогом, чтобы помочь производителям удалить их зимой.
2. Лучшее понимание возбудителя бактериального ожога. Ученые будут работать над расширением знаний об Erwinia amarlovora на молекулярном уровне, исследуя, как бактерия адаптируется, чтобы пережить зиму в язвах, а затем активируется весной для заражения новых деревьев.
3. Новые средства борьбы с бактериальным ожогом. Ученые разработают и оптимизируют специфические антибактериальные ферменты, дрожжи, химические вещества и другие агенты биоконтроля, которые обещают бороться с бактериальным ожогом цветов и побегов. Они также будут изучать возможности повышения иммунитета растений и эффективности существующих опрыскиваний.
4. Полевые испытания и взаимодействие с промышленностью. Команда создала большую сеть производителей со всей территории США, которые сотрудничают для тестирования новых инструментов и методов управления. Консультативный совет, состоящий из производителей и заинтересованных сторон отрасли, будет предлагать отзывы и рекомендации на протяжении всего проекта.
5. Экономический анализ. Экономическое обоснование и моделирование затрат позволят определить наиболее экономически эффективные инструменты для производителей, возникающие в результате этого проекта.
6. Расширение и охват. Агенты по распространению знаний в каждом штате-участнике представят и поделятся с производителями новыми инструментами, методами и материалами по борьбе с бактериальным ожогом на английском и испанском языках, используя различные индивидуальные образовательные программы и каналы СМИ.
«Мы надеемся предоставить производителям комплексную программу борьбы с бактериальным ожогом, которая позволит им выявлять и контролировать все стадии бактериального ожога одновременно. Наша конечная цель — предоставить экономически эффективные инструменты для обеспечения устойчивости любимых фруктов Америки», заключил ученый».
Источник: Virginia Tech. Автор: Том Соладей.
На фото доктор философии, студент Натаниэль Бекман (слева) и доцент Срджан Ачимович показывают ветку дерева, зараженную бактериальным ожогом, и чашку Петри с бактериями Erwinia amylovora, вызывающими бактериальный ожог, в лаборатории Технологического института Вирджинии, США. Автор фото: Срджан Ачимович.