Rastlinné patogény (fytopatogény) potravinárskych plodín sú hlavným obmedzením poľnohospodárskej výroby na celom svete. Tieto fytopatogény sú zodpovedné za obrovské straty na výnosoch počas predzberu, skladovania a prepravy plodín. Odhaduje sa, že celosvetovo sa v dôsledku chorôb rastlín ročne stratí 20 – 30 % úrody.1 Medzi fytopatogénmi existuje viac ako 200 druhov fytobaktérií.2 Hoci sa na kontrolu týchto fytopatogénov použili rôzne stratégie, stále zostávajú výzvou pre poľnohospodársku výrobu.
Najčastejšie používané kontrolné stratégie sú antibiotiká (napr. streptomycín) a zlúčeniny na báze medi. Široké používanie antibiotík v poľnohospodárstve však viedlo k vývoju rezistencie na antibiotiká medzi niekoľkými fytopatogénmi. Rezistencia na streptomycín bola pozorovaná v erwinia, Pseudomonas a Xanthomonas spp. Gény rezistencie na antibiotiká (napr. strAB) v týchto fytopatogénoch môžu podstúpiť horizontálny prenos génov, čo vedie k šíreniu rezistencie na antibiotiká. Nepretržité používanie medi má za následok jej akumuláciu v životnom prostredí, čo je spojené s problémami ľudského zdravia, toxickými účinkami na flóru a faunu a vývojom fytopatogénov tolerantných voči medi. Obavy o zdravie ľudí a zvierat, ktoré boli spojené s toxicita medi zahrnúť gastrointestinálne, hepatálne, reprodukčné a neurodegeneratívne poruchy, ako je Alzheimerova choroba. Indická detská cirhóza je porucha, ktorá je spojená s príjmom veľkého množstva medi u geneticky náchylných jedincov. Bolo tiež hlásené, že toxicita vyvolaná meďou vedie k zhoršenej schopnosti lezenia a zvýšenej úmrtnosti Drosophila melanogaster. Príznaky prebytku medi v rastlinách zahŕňajú zhoršený rast koreňov a výhonkov, chlorózu, poškodené fotosyntetické pigmenty a niekedy aj smrť.
Kontaminácia pôdy meďou poškodila fotosyntetické pigmenty a narušila rast a výmenu plynov troch druhov zeleniny (Brassica alboglabra, Brassica chinensis a Chryzantémové koronárium). Zistilo sa tiež, že nanočastice oxidu medi interferujú s rýchlosťou klíčenia a rastom koreňov a výhonkov jarného jačmeňa (Jačmeň sativum distichum). Odolnosť voči baktericídom na báze medi je tiež výzvou pri kontrole fytopatogénov. Rezistencia na meď bola pozorovaná u niekoľkých fytopatogénov vrátane Pseudomonas a Xanthomonas spp.
Jedna štúdia uvádza, že 80 % z 35 Pseudomonas injekcie p.v. phaseolicola kmene izolované z fazuľových polí vykazovali rezistenciu voči medi. Toto je obrovský problém vzhľadom na to, že aplikácia medi je súčasnou primárnou metódou kontroly týchto fytopatogénov. Niekoľko krajín zakázalo alebo obmedzilo používanie zlúčenín na ochranu rastlín na báze medi. V dôsledku toho boli zvážené a študované nové kontrolné stratégie. Tieto zahŕňajú použitie bakteriofágov ako potenciálnych činidiel biokontroly.
Bakteriofágy (fágy) sú vírusy so schopnosťou množiť sa v bakteriálnych bunkách. Záujem o fágy ako biokontrolné činidlá sa pripisuje ich netoxickej povahe pre eukaryotické bunky, vlastnej replikácii, špecifickosti hostiteľa, schopnosti prekonať rezistenciu a jednoduchosti produkcie. Najmä fágové koktaily predstavujú životaschopnú možnosť na rozšírenie rozsahu fágových hostiteľov, čím sa obmedzí vznik bakteriálnej rezistencie pri zachovaní lytickej aktivity fágov. Je preto dôležité, aby dizajn použitý na formuláciu fágového kokteilu viedol k najefektívnejšiemu koktailu proti patogénu. Je tiež dôležité, aby sa pri formulácii a aplikácii fágového kokteilu zohľadnili určité faktory: ich stabilita, čas výroby a náklady na komplexné koktaily, potenciálny vplyv na necielené baktérie, načasovanie aplikácie fágov a perzistencia v rastline. životné prostredie. Je potrebné nepretržité monitorovanie, aby sa zabezpečilo, že účinnosť kokteilu sa udrží v dôsledku dynamickej povahy fágov. Aj keď sa fágové koktaily považujú za prijateľnú stratégiu biologickej kontroly fytobaktérií, je potrebné vykonať ďalší výskum na pochopenie komplexnej interakcie medzi fágmi a baktériami v prostredí rastlín a na prekonanie technických prekážok.
Odkaz: Kering, KK, Kibii, BJ a Wei, H. (2019), Biokontrola fytobaktérií pomocou bakteriofágových koktailov. Pest. Manag. Sci., 75: 1775-1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324
