Бактериофаги как альтернативный инструмент борьбы с бактериальными фитопатогенами в свете проблем безопасности пищевых продуктов

Фитопатогены (фитопатогены) продовольственных культур являются основным препятствием для сельскохозяйственного производства во всем мире. Эти фитопатогены ответственны за огромные потери урожая во время подготовки урожая, хранения и транспортировки урожая. По оценкам, во всем мире 20–30% урожая ежегодно теряется из-за болезней растений.1 Среди фитопатогенов насчитывается более 200 видов фитобактерий.2 Хотя для борьбы с этими фитопатогенами применяются различные стратегии, они остаются вызов сельскохозяйственному производству.

Наиболее часто используемыми стратегиями борьбы являются антибиотики (например, стрептомицин) и соединения на основе меди. Однако широкое использование антибиотиков в сельском хозяйстве привело к развитию устойчивости к антибиотикам среди некоторых фитопатогенов. Устойчивость к стрептомицину наблюдалась у Эрвиния, Pseudomonas и ХапОг виды Гены устойчивости к антибиотикам (например, strAB) этих фитопатогенов могут подвергаться горизонтальному переносу генов, что приводит к распространению устойчивости к антибиотикам. Постоянное использование меди приводит к ее накоплению в окружающей среде, что связано с проблемами со здоровьем человека, токсическим воздействием на флору и фауну, а также развитием толерантных к меди фитопатогенов. Проблемы со здоровьем человека и животных, связанные с токсичность меди включают желудочно-кишечные, печеночные, репродуктивные и нейродегенеративные расстройства, такие как болезнь Альцгеймера. Индийский детский цирроз печени — это заболевание, которое связано с потреблением большого количества меди генетически предрасположенными людьми. Сообщалось также, что токсичность, вызванная медью, приводит к ухудшению способности к лазанию и увеличению смертности в Дрозофила меланогастr. Симптомы избытка меди в растениях включают нарушение роста корней и побегов, хлороз, повреждение фотосинтетических пигментов и иногда гибель.

Загрязнение почвы медью повредило фотосинтетические пигменты и нарушило рост и газообмен трех овощей (Брассика альбоглабра, Брассика китайская и Хризантема коронариум). Также было обнаружено, что наночастицы оксида меди влияют на скорость прорастания и рост корней и побегов ярового ячменя.Ячмень посевной дистихум). Устойчивость к бактерицидам на основе меди также является проблемой в борьбе с фитопатогенами. Устойчивость к меди наблюдалась у некоторых фитопатогенов, включая Pseudomonas и ХапОг SPP.

В одном исследовании сообщалось, что 80% из 35 Pseudomonas syringae ру. фазеоликола штаммы, выделенные с полей фасоли, проявляли устойчивость к меди. Это вызывает серьезную обеспокоенность, учитывая, что применение меди в настоящее время является основным методом борьбы с этими фитопатогенами. Некоторые страны либо запретили, либо ограничили использование средств защиты растений на основе меди. В результате были рассмотрены и изучены новые стратегии контроля. К ним относится использование бактериофагов в качестве потенциальных агентов биоконтроля.

Бактериофаги (фаги) – это вирусы, способные размножаться внутри бактериальных клеток. Интерес к фагам как агентам биоконтроля обусловлен их нетоксичностью для эукариотических клеток, саморепликацией, специфичностью к хозяину, способностью преодолевать резистентность и простотой производства. В частности, фаговые коктейли представляют собой жизнеспособный вариант расширения круга фагов-хозяев, ограничивая возникновение бактериальной резистентности при сохранении литической активности фагов. Поэтому важно, чтобы дизайн, используемый для составления фагового коктейля, приводил к созданию наиболее эффективного коктейля против патогена. Также очень важно учитывать определенные факторы при составлении и применении фагового коктейля: их стабильность, время производства и стоимость сложных коктейлей, потенциальное воздействие на нецелевые бактерии, время применения фагов и устойчивость в растении. среда. Требуется непрерывный мониторинг, чтобы гарантировать сохранение эффективности коктейля из-за динамической природы фагов. Хотя фаговые коктейли считаются вероятной стратегией биоконтроля фитобактерий, необходимо провести дополнительные исследования, чтобы понять сложное взаимодействие между фагами и бактериями в растительной среде и преодолеть технические препятствия.

Ссылка: Керинг К.К., Кибии Б.Дж. и Вэй Х. (2019), Биоконтроль фитобактерий с помощью коктейлей бактериофагов. Пешт. Менеджер. Sci., 75: 1775–1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324