Впервые в мире: выделили бактерии, которые могут помочь в борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур

Грибы рода Fusarium вызывают серьезные заболевания и приводят к многомиллионным убыткам в сельском хозяйстве. В частности, вид Fusarium oxysporum поражает различные виды растений, а его высокая способность наносить ущерб сельскохозяйственным культурам связана с выработкой токсина — фузариевой кислоты. «Существующие методы борьбы с этой проблемой крайне неэффективны и оказывают значительное воздействие на окружающую среду. В связи с этим исследовательницы из Fauba и Conicet впервые выделили бактерию рода Burkholderia, способную разлагать этот микотоксин. Они уже описали некоторые гены и ферменты, участвующие в этом процессе, и сумели нейтрализовать токсическое воздействие фузариевой кислоты на семена ячменя. Это открытие открывает множество возможностей для разработки эффективных методов с меньшими экологическими последствиями, говорится в отчёте «Sobre La Tierra» (SLT-Fauba), написанном Себастьяном М. Тамаширо. «Как уже отмечалось, стебли, корни или листья сельскохозяйственных культур внезапно гниют или увядают. Весьма вероятно, что причиной этого является какой-либо грибок рода Fusarium. «Они обладают высокой инфекционной способностью, и значительная часть их успеха и наносимого ущерба объясняется некоторыми микотоксинами, которые они производят. Среди них — фузариновая кислота», — пояснила Химена Руис, исследовательница института INBA (Fauba Conicet). «Для борьбы с инфекциями и заражениями, вызываемыми Fusarium, сегодня используются фунгициды, которые могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду». Существуют также и другие методы, которые являются более затратными и со временем могут утратить свою эффективность, например, выведение сортов, устойчивых к патогену. Поэтому крайне важно разрабатывать более устойчивые и целенаправленные стратегии. Исследовательская группа, в состав которой входит Руис, впервые в мире сумела выделить почвенную бактерию, способную разлагать фузариевую кислоту. «Этот штамм рода Burkholderia использует микотоксин в качестве единственного источника углерода, азота и энергии для роста», — подчеркнул Руис, который также является преподавателем микробиологии на факультете сельскохозяйственных наук (FAUBA). «При нанесении этого штамма на семена, обработанные фузариевой кислотой, проростки развивались нормально. Как правило, токсин повреждает клетки и тормозит развитие корней и листьев. Обработка семян этой бактерией позволила полностью устранить негативное воздействие микотоксина на развитие проростков. Команда уже идентифицировала в этом штамме некоторые гены и ферменты, участвующие в разложении фузариевой кислоты. Работа Фаубы и Конисета проводится в рамках биотрансформации. То есть они применяют микроорганизмы или их ферменты, которые изменяют химическую структуру токсина и преобразуют его в безопасные соединения. «Фузариновая кислота занимает центральное место в исследованиях Руиса, однако микотоксины были признаны проблемой для сельского хозяйства и для всей нашей жизни примерно с 1960 года: «В Англии начали массово гибнуть индюки, и никто не мог объяснить причину этого. Со временем выяснилось, что корм на основе арахиса, которым их кормили, был заражён грибком Aspergillus flavus, который производит первый из идентифицированных микотоксинов — афлатоксин. С того момента были выявлены и другие микотоксины, и начались поиски способов их устранения». «Помимо биотрансформации, существуют и другие методы, основанные на использовании микроорганизмов для решения проблемы загрязнения микотоксинами различных семейств в пищевой промышленности; например, биоадсорбция. «Используются дрожжи или молочнокислые бактерии, которые взаимодействуют с микотоксинами через свои клеточные стенки и, таким образом, «захватывая» токсины, удаляют их», — добавил Руис, сославшись на свою работу, опубликованную в журнале «Advances in Applied Microbiology».