Производству популярных бананов Кавендиш уже несколько лет угрожает фузариозное увядание, вызываемое опасным и агрессивным патогеном, бороться с которым крайне сложно. Однако недавнее исследование, проведенное учеными из Эквадора, где свирепствует болезнь, раскрыло биозащитный потенциал микроорганизмов из Антарктиды. Вторичные метаболиты актинобактерий антарктической почвы проявили мощную противогрибную активность.
Бананы являются одной из важнейших культур в мире, а Эквадор является ведущим экспортером, поставляя 25% мирового рынка. Однако отрасль сталкивается с серьезной угрозой: гриб Fusarium oxysporum f. sp. cubense, в частности его штамм Tropical Race 4 (TR4).
Этот патоген поражает наиболее широко культивируемый сорт Кавендиш, повреждая сосудистую систему растения и вызывая его гибель. Еще более тревожным является то, что гриб может оставаться в почве десятилетиями, что затрудняет его искоренение.
Несмотря на усилия Эквадора по внедрению фитосанитарного контроля и мониторинга, долгосрочные решения требуют комплексного подхода, сочетающего генетическое улучшение растений и комплексное управление сельскохозяйственными культурами.
Недавнее исследование, проведенное учеными Escuela Superior Politécnica del Litoral - государственный университет, расположенный в Гуаякиле, провинция Гуаяс, Эквадор, раскрыло биотехнологический потенциал микроорганизмов из Антарктиды. На этом отдаленном континенте, где жизнь находится в экстремальных условиях, исследователи ESPOL выделили 77 штаммов микроорганизмов из 162 культур, идентифицировав 49 видов, преимущественно актиномицетов (66,23%), сообщает университет в релизе.
Отбор проб, проведенный на станциях Great Wall и Henryk Arctowski, выявил богатое разнообразие микроорганизмов, особенно в областях, покрытых мхами и лишайниками, где органическое вещество, по-видимому, поддерживает их размножение. Результаты опубликованы в журнале Biotechnology Reports.
В поисках устойчивых решений для борьбы с болезнями растений исследователи оценили противогрибную активность 21 изолированного штамма актиномицетов. Результаты оказались многообещающими: 41,18% этих штаммов продемонстрировали способность подавлять рост Fusarium oxysporum.
Значительно выделялись два штамма: Streptomyces polyrhachis (K6) и Streptomyces fildesensis (E7). Эти штаммы проявили мощную противогрибную активность со значениями IC50 614,12 AU/мл и 280,83 AU/мл соответственно, что предполагает их потенциал в качестве агентов биологического контроля для борьбы с Fusarium.
Исследование показало, что культуральные бульоны этих штаммов содержат соединения, способные полностью подавлять рост Fusarium oxysporum при высоких концентрациях. Тесты с использованием реагента AlamarBlue показали значительное снижение жизнеспособности клеток гриба, особенно с биопродуктами, полученными из штаммов K6 и E7. Более того, эти соединения стабильны при комнатной температуре и не требуют специальных условий хранения, что делает их идеальными для тропических сред.
Антарктические Streptomyces проявляют ингибирующую активность против Fusarium oxysporum f.sp. cubense. Фото: Biotechnology Reports (2024). DOI: 10.1016/j.btre.2024.e00852.
Молекулярная идентификация посредством секвенирования гена 16S рРНК показала, что штамм K6 имеет 96,98% сходства со Streptomyces polyrhachis, тогда как штамм E7 продемонстрировал 99,4% сходства со Streptomyces fildesensis. Открытие S. polyrhachis в Антарктиде представляет собой новаторское событие в области биотехнологии.
Открытие этих микроорганизмов подчеркивает важность изучения экстремальных сред в поисках инновационных биотехнологических решений. Антарктические актиномицеты могут проложить путь к устойчивому управлению болезнями в банановой промышленности, снижая зависимость от пестицидов и способствуя более экологическому подходу.
По мере продвижения этих исследований появляется новая надежда на смягчение воздействия таких болезней, как фузариозное увядание, на производство бананов. Разработка биопродуктов, полученных из антарктических микроорганизмов, может произвести революцию в сельскохозяйственных методах, принося пользу производителям и окружающей среде.
Источник: Escuela Superior Politecnica del Litoral.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.