Pārtikas kultūru augu patogēni (fitopatogēni) ir galvenais lauksaimnieciskās ražošanas ierobežojums visā pasaulē. Šie fitopatogēni ir atbildīgi par milzīgiem ražas zudumiem pirmsražas novākšanas, uzglabāšanas un ražas transportēšanas laikā. Ir aprēķināts, ka pasaulē katru gadu augu slimību dēļ tiek zaudēti 20–30% ražas.1 Starp fitopatogēniem ir vairāk nekā 200 fitobaktēriju sugu.2 Lai gan šo fitopatogēnu apkarošanai ir izmantotas dažādas stratēģijas, tās joprojām ir izaicinājums lauksaimnieciskajai ražošanai.
Visbiežāk izmantotās kontroles stratēģijas ir antibiotikas (piemēram, streptomicīns) un savienojumi uz vara bāzes. Plašā antibiotiku lietošana lauksaimniecībā tomēr ir izraisījusi antibiotiku rezistences attīstību starp vairākiem fitopatogēniem. Ir novērota rezistence pret streptomicīnu Ervīnija, Pseidomonas un Xanthomonas spp. Antibiotiku rezistences gēni (piemēram, strAB) šajos fitopatogēnos var tikt pakļauti horizontālai gēnu pārnesei, kā rezultātā izplatās rezistence pret antibiotikām. Pastāvīga vara izmantošana izraisa tā uzkrāšanos vidē, kas ir saistīta ar cilvēku veselības problēmām, toksisku ietekmi uz floru un faunu, kā arī pret varu izturīgu fitopatogēnu attīstību. Cilvēku un dzīvnieku veselības problēmas, kas ir saistītas ar vara toksicitāte ietvert kuņģa-zarnu trakta, aknu, reproduktīvās sistēmas un neirodeģeneratīvi traucējumi, piemēram, Alcheimera slimība. Indijas bērnības ciroze ir slimība, kas ir saistīta ar liela daudzuma vara uzņemšanu ģenētiski uzņēmīgiem indivīdiem. Ir ziņots arī par vara izraisītu toksicitāti, kas samazina kāpšanas spēju un palielina mirstību Drosophila melanogaster. Pārmērīga vara augos simptomi ir traucēta sakņu un dzinumu augšana, hloroze, bojāti fotosintēzes pigmenti un dažreiz nāve.
Augsnes piesārņojums ar varu sabojāja fotosintēzes pigmentus un traucēja trīs dārzeņu augšanu un gāzu apmaiņu (Brassica alboglabra, Brassica chinensis un Krizantēmas koronārijs). Tika konstatēts arī, ka vara oksīda nanodaļiņas traucē vasaras miežu dīgtspēju un sakņu un dzinumu augšanu (Miežu sativum distichum). Izturība pret baktericīdiem uz vara bāzes ir arī izaicinājums fitopatogēnu kontrolē. Vara rezistence ir novērota vairākos fitopatogēnos, tostarp Pseidomonas un Xanthomonas spp.
Vienā pētījumā ziņots, ka 80% no 35 Pseudomonas syringae p.v. phaseolicola celmiem, kas izolēti no pupiņu laukiem, bija izturība pret varu. Tas rada lielas bažas, ņemot vērā, ka vara lietošana ir pašreizējā primārā šo fitopatogēnu kontroles metode. Vairākas valstis ir aizliegušas vai ierobežojušas augu aizsardzības savienojumu izmantošanu uz vara bāzes. Rezultātā ir apsvērtas un pētītas jaunas kontroles stratēģijas. Tie ietver bakteriofāgu izmantošanu kā potenciālus biokontroles līdzekļus.
Bakteriofāgi (fāgi) ir vīrusi ar spēju izplatīties baktēriju šūnās. Interese par fāgiem kā biokontroles līdzekļiem ir saistīta ar to netoksisko raksturu eikariotu šūnām, pašreplikāciju, saimnieka specifiku, spēju pārvarēt rezistenci un ražošanas vieglumu. Jo īpaši fāgu kokteiļi ir reāla iespēja paplašināt fāgu saimniekorganismu klāstu, ierobežojot baktēriju rezistences rašanos, vienlaikus saglabājot fāgu lītisko aktivitāti. Tāpēc ir svarīgi, lai fāgu kokteiļa formulēšanai izmantotā konstrukcija radītu visefektīvāko kokteili pret patogēnu. Ir arī svarīgi, lai fāgu kokteiļa formulēšanas un lietošanas laikā tiktu ņemti vērā noteikti faktori: to stabilitāte, sarežģītu kokteiļu ražošanas laiks un izmaksas, iespējamā ietekme uz nemērķtiecīgām baktērijām, fāgu lietošanas laiks un noturība augā. vidi. Nepieciešama pastāvīga uzraudzība, lai nodrošinātu, ka kokteiļa efektivitāte tiek uzturēta fāgu dinamiskā rakstura dēļ. Lai gan fāgu kokteiļi tiek uzskatīti par ticamu fitobaktēriju biokontroles stratēģiju, ir jāveic vairāk pētījumu, lai izprastu sarežģīto mijiedarbību starp fāgiem un baktērijām augu vidē un pārvarētu tehniskos šķēršļus.
Atsauce: Kering, KK, Kibii, BJ un Wei, H. (2019), Fitobaktēriju biokontrole ar bakteriofāgu kokteiļiem. Kaitēklis. Manag. Sci., 75: 1775-1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324
