Нематоды - это несегментированные беспозвоночные, которые являются самыми многочисленными животными на Земле, составляя, по оценкам, четыре пятых всех животных наземной биосферы. Среди почвенных нематод некоторые занимают важные экологические ниши в почвенной пищевой цепи, регулируя углерод и перерабатывая питательные вещества (например, азот, увеличивая его доступность для растений), в то время как другие считаются фитосанитарным риском. Картофельные цистообразующие нематоды вызывают общую потерю урожая около 9% от общего объема производства картофеля во всем мире. Исследования по устойчивому управлению этим вредителем активно продолжаются.
Химический контроль с использованием синтетических нематицидов является наиболее эффективной стратегией контроля картофельной цистообразующей нематоды, но из-за их широкого спектра действия, токсичности для окружающей среды и значительного законодательного давления с целью их ограничения, такие препараты постепенно выводятся из обращения в разных странах, и потребность в альтернативах становится все более острой.
Микробные агенты в качестве контроля вредных нематод являются хорошими кандидатами.
Микробы разработали широкий спектр стратегий для воздействия как на подвижные, так и на малоподвижные стадии жизни нематод.
Например, с помощью специализированных структур, таких как сжимающие кольца, трехмерные сети гиф и адгезивные споры, хищные грибы могут ловить нематод и не давать им сбежать.
Оппортунистические сапротрофные грибы атакуют неподвижные стадии, такие как яйца и цисты, эндопаразитические грибы разработали специализированные структуры и стратегии для питания нематодами, заманивая их к спорам и образуя при контакте колышек для проникновения, из которого растут гифы и колонизируют псевдоцелом, что приводит к разрыву органов и тканей.
Другие микробы могут производить и выделять нематицидные или нематостатические соединения в почву, а микотоксины обычно используются токсин-продуцирующими грибами для иммобилизации или уничтожения нематод.
Многие бактерии и грибы (некоторые из которых являются эндофитами), включая арбускулярные микоризные грибы, оказывают также стимулирующее действие на растения и могут индуцировать защитные механизмы растений против вредных нематод, а именно, управляя уровнями фитогормонов, индуцируя продукцию сигнального субстрата, регулируя экспрессию генов и усиливая продукцию белка.
Бактериальные механизмы противодействия могут включать выработку антибиотиков, эндоспор, гидролитических ферментов, летучих органических соединений (ЛОС), Cry-белков (порообразующих токсинов) и «троянских коней», которые привлекают нематод, выделяя ЛОС и секретируя протеазы или токсины при проникновении в хозяина, в конечном итоге убивая нематод.
Исследователь Роланд Бердагер из Амстердамского университета хочет создать компанию MicroBioLogicals, которая займется разработкой препарата на основе микробов против картофельных цистообразующих нематод. В настоящее время эти нематоды наносят значительный ущерб выращиванию картофеля. Продукт позволит фермерам бороться с этим вредителем более экологически безопасным способом. После этого первого продукта MicroBioLogicals разработает еще больше продуктов на основе микробов, чтобы сделать сельское хозяйство более устойчивым.
Благодаря персональному гранту, предоставленному Нидерландской организацией научных исследований (NWO), Бердагеру дается два года на то, чтобы превратить свои идеи в масштабируемый коммерческий или социальный стартап. Он также получает поддержку на первых шагах в предпринимательстве через программу коучинга.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.