Ang isang makabagong paraan ng pagkontrol sa isang hanay ng mga nakakapinsalang sakit sa pananim gamit ang katutubong, kapaki-pakinabang na bakterya sa lupa ay lumitaw mula sa isang pakikipagtulungan sa industriya ng pananaliksik.
Ang agri-tech innovation ay umaasa na mabibigyan ang mga magsasaka ng paraan upang mabawasan ang gastos at pinsala sa kapaligiran na dulot ng mga kemikal na paggamot na kasalukuyang ginagamit upang makontrol ang mga sakit sa pananim. Ang pangkat ng John Innes Center ay naghiwalay at sumubok ng daan-daang mga strain ng Pseudomonas bacteria mula sa lupa ng isang komersyal na patlang ng patatas, at pagkatapos ay pinagsunod-sunod ang mga genome ng 69 sa mga strain na ito. Sa pamamagitan ng paghahambing ng mga genome ng mga strain na iyon na ipinakita upang sugpuin ang aktibidad ng pathogen sa mga hindi, natukoy ng koponan ang isang pangunahing mekanismo sa ilan sa mga strain na nagpoprotekta sa pananim ng patatas mula sa nakakapinsalang bakterya na nagdudulot ng sakit.
Pagkatapos, gamit ang kumbinasyon ng chemistry, genetics at mga eksperimento sa impeksyon sa halaman, ipinakita nila na ang paggawa ng maliliit na molekula na tinatawag na cyclic lipopeptides ay mahalaga sa pagkontrol ng potato scab, isang bacterial disease na nagdudulot ng malaking pagkalugi sa mga ani ng patatas. Ang maliliit na molekula na ito ay may antibacterial effect sa pathogenic bacteria na nagdudulot ng potato scab, at tinutulungan nila ang proteksyon. Pseudomonas gumagalaw at kolonisahin ang mga ugat ng halaman. Ipinakita rin ng mga eksperimento na ang irigasyon ay nagdudulot ng malaking pagbabago sa genetically diverse Pseudomonas populasyon sa lupa.
Ang unang may-akda ng pag-aaral na si Dr Alba Pacheco-Moreno ay nagsabi, "Sa pamamagitan ng pagtukoy at pagpapatunay ng mga mekanismo ng pagsugpo sa pathogen ng patatas inaasahan namin na ang aming pag-aaral ay magpapabilis sa pagbuo ng mga biological control agent upang mabawasan ang paggamit ng mga kemikal na paggamot na nakakapinsala sa ekolohiya. "Ang diskarte na inilalarawan namin ay dapat na naaangkop sa isang malawak na hanay ng mga sakit sa halaman dahil ito ay batay sa pag-unawa sa mga mekanismo ng pagkilos na mahalaga para sa mga biological control agent," dagdag niya.
Ang pag-aaral, na lumilitaw sa eLife, nagmumungkahi ng isang paraan kung saan masusuri ng mga mananaliksik ang microbiome ng halos anumang lugar ng pananim, at isinasaalang-alang ang iba't ibang kondisyon ng lupa, agronomic at kapaligiran. Sa pamamagitan ng pagsasamantala sa mga pag-unlad sa high-speed genetic sequencing, masusuri ng pamamaraan ang microbiome ng lupa para sa mga therapeutic bacteria at alamin kung aling mga molekula ang ginagawa upang sugpuin ang pathogenic bacteria.
Maaari rin nilang ipakita kung paano naaapektuhan ang mga kapaki-pakinabang na bug na ito ng mga agronomic na kadahilanan tulad ng uri ng lupa at patubig. Ang susunod na hakbang para sa bagong diskarte ay ibalik ang mga kapaki-pakinabang na bug sa parehong field sa mas maraming bilang o sa mga cocktail ng mixed strains bilang soil microbiome boosting treatment. Ipinaliwanag ni Dr Jacob Malone, Group Leader sa John Innes center at co-corresponding author ng pag-aaral ang mga benepisyo, "Ang malaking bentahe ng diskarteng ito ay ang paggamit ng bacterial strains na kinuha mula sa kapaligiran at ibinalik sa parehong partikular na biological context sa mas malaking bilang kaya walang ecological damage”.
Ang mga potensyal na paraan para ilapat ang mga microbiome booster ay kinabibilangan ng paglalagay ng mga bacterial cocktail bilang seed coating, bilang spray o sa pamamagitan ng drip irrigation.
Dr Andrew Truman, Pinuno ng Grupo sa John Innes Center, at kaukulang may-akda ng pag-aaral ay nagsasabi sa atin tungkol sa pangmatagalang pananaw para sa pamamaraang ito, "Sa hinaharap hindi ang molecule na ginawa ng bacteria ang gagamitin natin, ito ay ang Pseudomonas pilitin ang sarili. Nag-aalok ito ng mas napapanatiling ruta - alam namin na ang mga bakteryang ito ay nananakop sa lupa kung saan tumutubo ang patatas, at nagbibigay sila ng proteksyon sa pananim. Gamit ang isang bacterium, madali mong mapalago at mabuo ito sa naaangkop na paraan at ilapat ito sa bukid, at ito ay mas berde kaysa sa paggamit ng isang sintetikong kemikal.
Ang mga sakit sa halaman ay isang problemang pang-agrikultura na humahantong sa malaking pagkalugi ng mga pananim, tulad ng patatas. Kabilang sa mga mahahalagang pathogens ng patatas Streptomyces scabies, isang bacterial pathogen na nagdudulot ng potato scab, at Phytophthora infestans, isang oomycete pathogen na nagdudulot ng potato blight, na isang pangunahing sanhi ng Great Famine sa Ireland. Pseudomonas Ang bacteria ay karaniwang nauugnay sa mga halaman at malawak na pinag-aralan bilang mga biological control agent, dahil naglalabas sila ng mga natural na produkto na nagtataguyod ng paglaki ng halaman at pinipigilan ang mga pathogen. Gayunpaman, ang kanilang paggamit sa nakaraan ay nahahadlangan ng hindi pagkakapare-pareho.
Ang mga nakaraang pag-aaral sa pagsugpo sa langib ng patatas ay nagpahiwatig ng isang potensyal na papel ng biocontrol para sa Pseudomonas. Gayunpaman, ang pag-unlad ay nahadlangan ng kakulangan ng kaalaman sa mekanismo. Malawak din na kilala na ang irigasyon ay maaaring sugpuin Streptomyces scabies impeksyon at ngayon ang pag-aaral na ito ay nagmumungkahi na ito ay dahil sa epekto ng tubig sa mga populasyon ng microbial.
Tinutukoy ng pagsusuri ng pan-genome ang mga intersecting na tungkulin para sa Pseudomonas Ang mga dalubhasang metabolite sa pagsugpo ng pathogen ng patatas, ay lumilitaw sa eLife.