Bakterije iz maslinika mogle bi biti ključ u borbi protiv Xyellele
Određeni mikroorganizmi pružaju biološke prednosti poput sekundarnog imunološkog sustava, otkrili su istraživači.
Istraživački tim Sveučilišta u Jaénu identificirao je skupinu uspavanih bakterija u lišću i tlu maslina koje ih štite od okolišnih izazova.
Genetska analiza je pokazala da nekoliko mikroorganizama pruža biološke prednosti slične sekundarnom imunološkom sustavu. Istraživači se nadaju da će njihovi nalazi omogućiti razvoj prirodnog biopesticida za borbu protiv smrtonosnog patogena Xyllella fastidiosa.
Vidi također: Evolucijska borba Europe protiv Xylelle fastidiosaSmatra se da je Xylella fastidiosa stigla u Italiju 2008. godine uvozeći jednu biljku kave iz Kostarike.
Xylella fastidiosa, koja uzrokuje smrtonosni sindrom brzog propadanja masline, izazvala je raširene izbijanja u Europi tijekom posljednjih 15 godina i procjenjuje se da ima godišnji ekonomski utjecaj veći od 5,5 milijardi eura.
Bakterija se pokazala značajnim izazovom za upravljanje, budući da trenutačno ne postoji učinkovita metoda terenskog suzbijanja za njezino iskorjenjivanje.
U istraživačkom članku objavljenom u časopisu Microbiology Spectrum, istraživači su, međutim, identificirali skupinu bakterija, Bacillus spp., za koju vjeruju da bi mogla biti ključna za borbu protiv patogena.
Xylella fastidiosa
Xylella fastidiosa je gram-negativna bakterija poznata po uzrokovanju raznih biljnih bolesti. To je patogen koji primarno pogađa ksilem, biljno tkivo odgovorno za prijenos vode i hranjivih tvari iz korijena u druge dijelove biljke. Xylella fastidiosa predstavlja značajan problem u poljoprivredi i šumarstvu jer može zaraziti širok raspon biljnih vrsta, što dovodi do ekonomskih gubitaka i štete za okoliš.
Ovu bakteriju prenose insekti vektori, poput sharpshooter-a i spitle-bugova, koji se hrane biljnim sokom. Kada se ti insekti hrane na zaraženim biljkama, usvajaju bakteriju i potom je mogu prenijeti na zdrave biljke kada se hrane na njima. Xylella fastidiosa može zaraziti i poljoprivredne usjeve i ukrasne biljke te je odgovorna za razorne bolesti u raznim dijelovima svijeta.
Neke od dobro poznatih bolesti koje uzrokuje Xylella fastidiosa uključuju Pierceovu bolest, variegiranu klorozu citrusa (CVC) i sindrom naglog opadanja masline (OQDS).
Napori za suzbijanje Xyllele fastidiosa uključuju upotrebu insekticida za kontrolu insekata vektora, kao i mjere karantene i uklanjanja zaraženih biljaka kako bi se spriječilo daljnje širenje. Trenutno se provode istraživanja s ciljem razvoja učinkovitijih strategija za upravljanje i sprječavanje širenja ove bakterije i povezanih biljnih bolesti.
Vrste roda Bacillus imaju posebne karakteristike koje ih čine vrijednima za medicinsku, biotehnološku i poljoprivrednu primjenu.
Mogu se koristiti u proizvodnji biogoriva, biopolimera i bioaktivnih molekula. U poljoprivredi mogu poticati rast biljaka, služiti kao biognojiva, stimulirati rast i kontrolirati patogene, što ih čini obećavajućima za održivu poljoprivredu.
Biofertilizatori na bazi Bacillusa poboljšavaju rast biljaka i prinos poboljšanjem dostupnosti hranjivih tvari, fiksacijom dušika, solubilizaciju fosfora i proizvodnju regulatora rasta biljaka.
Ove bakterije također mogu proizvoditi antimikrobne spojeve, isplative su i stvaraju spore za stabilnost, nudeći prirodnu alternativu kemijskim pesticidima.
Bacillus thuringiensis dobro je poznat po svojim insekticidnim svojstvima, dok su druge vrste poput B. subtilis i Bacillus amyloliquefaciens uspješno korištene kao agensi biološke kontrole u raznim komercijalnim usjevima.
Štoviše, sposobnost nekih vrsta roda Bacillus da proizvode bakteriocine, antimikrobne peptide, obećava za tretman biljaka.
Iako su ove prednosti već dokazane kod usjeva poput pšenice, suncokreta i krumpira, istraživanje koje je provela ekipa Sveučilišta u Jaénu usredotočilo se na analizu njihove prisutnosti u španjolskim maslinicima i njihove otpornosti na niz okolišnih izazova.
Pod nadzorom Hikmate Abriouel, tim je započeo projekt SMART-AGRI-SPORE, europsku inicijativu Marie Curie usmjerenu na razvoj biopesticida za borbu protiv Xylelle fastidiosa. Projekt je uključivao analizu 417 bakterija roda Bacillus spp. prikupljenih iz maslinika u Jaénu i Málagi.
Istraživači su nastojali identificirati one bakterije sposobne stvarati spore i hibernirati kako bi prevladale nepovoljne vanjske uvjete te oživjele kada uvjeti postanu povoljni.
Te spore djeluju kao zaštitni štit, čineći bakterije otpornima na ekstremne temperature, zračenje i štetne kemikalije. Kako bi izolirali sojeve s tom sposobnošću, tim je svoje uzorke izložio temperaturama do 80 °C, čime su istovremeno eliminirali sve one koji nisu zadovoljavali kriterij.
"Suočene s nepovoljnim događajem, poput nedostatka hranjivih tvari u okolišu, ove bakterije ulaze u stanje mirovanja, poput neke vrste hibernacije, dok opasnost ne nestane i ne mogu nastaviti svoje normalne vitalne funkcije," objasnila je Julia Manetsberger, jedna od autorica rada.
Kako bi bolje razumjeli otpornost roda Bacillus na okolišne izazove, istraživači su izložili bakterije različitim količinama antibiotika i neorganskih gnojiva.
Njihova je otpornost bila normalna, slična onoj kod drugih bakterijskih vrsta. Ova otpornost upućuje na to da bi Bacillus spp. preživio u prirodi kada je izložen tako često korištenim poljoprivrednim spojevima, nastavljajući pružati željene koristi masliniku.
Otkriće ovih jedinstvenih bakterija u španjolskim maslinicima otvara mogućnosti za buduće poljoprivredne primjene.
S obzirom na to da Bacillus spp. već igraju središnju ulogu kao jedan od najraširenijih biopesticida, njihov potencijal za nove biotehnološke primjene u poljoprivredi je obećavajući. Istraživači predlažu razvoj prirodnog biopesticida koji koristi ovu skupinu mikroorganizama za suzbijanje izbijanja Xylella fastidiosa.
Osim toga, prethodno je pokazano da te bakterije mogu podnijeti izloženost metalima i ukloniti teške metale iz tla, učinkovito detoksificirajući okoliš.
Zagađenje teškim metalima predstavlja značajan problem za komercijalnu poljoprivredu i proizvodnju hrane jer biljke mogu apsorbirati te metale, koji potom dospijevaju u prehrambeni lanac.
Tim je stoga ispitivao toleranciju svojih uzoraka na niz teških metala. Otkrili su da su testirani izolati imali dobru toleranciju, pri čemu je željezo bilo najtoleriranije, a zatim bakar, nikl, mangan, cink i kadmij.
To upućuje na to da bi se članovi maslinovog sporobiota mogli potencijalno razvijati u tlima s povišenim razinama metala zbog okolišnih čimbenika ili ljudskih aktivnosti.