U laboratoriji su naučnici otkrili da zemljišna gljiva Trichoderma hamatum oslobađa isparljiva organska jedinjenja (VOC) koja mogu da zaustave rast Sclerotinia sclerotiorum i drugih patogena. Najveće koncentracije zabeležene su nakon 17 dana, što dovodi do fungistaze. Ključno jedinjenje 1‑octen‑3‑one usporava više bolesti, ali su potrebna velika poljska ispitivanja i procene pre primene u praksi.
Prirodni štit iz zemlje: gljiva koja vazdušnim isparenjima zaustavlja opasne plesni
A common soil fungus releases airborne chemicals that block dangerous crop diseases, pointing to a future with fewer synthetic fungicides. (CREDIT: Wikimedia / CC BY-SA 4.0)
Poljoprivrednici se vekovima bore protiv gljivičnih bolesti koje kvare useve u polju i skladištima. Nova istraživanja pokazuju da pomoć može doći iz samog zemljišta: korisna gljiva Trichoderma hamatum oslobađa vazdušna hemijska jedinjenja koja mogu da zaustave rast opasnih plesni.
Šta su naučnici otkrili
Tim iz Rothamsted Research, u saradnji sa univerzitetima Warwick i Exeter, utvrdio je da T. hamatum ispušta isparljiva organska jedinjenja (VOC) koja usporavaju ili blokiraju rast Sclerotinia sclerotiorum, plesni koja izaziva jaku trulež kod mnogih useva. Isti spojevi deluju i na druge značajne patogene biljaka.
Dual-culture confrontation assays of (a) self-challenged Trichoderma hamatum GD12 strain; (b) self-challenged Sclerotinia sclerotiorum (c) co-culture of S. sclerotiorum (top) and T. hamatum GD12 (bottom). (CREDIT: Environmental Microbiology)
Laboratorijski rezultati
U laboratorijskim uslovima naučnici su zajedno gajili T. hamatum i S. sclerotiorum. Umesto samo direktne konkurencije za hranljive materije, T. hamatum je počeo da povećava emisiju VOC kada je osetio rivala. Najveće koncentracije isparenja zabeležene su oko 17. dana, kada je rast štetne plesni stao — stanje poznato kao fungistaza (rast je zaustavljen, ali organizam nije uništen).
Ključna hemijska jedinjenja
Analizom gasova iznad kultura identificovana su nekoliko aktivnih molekula, među kojima je posebno istaknuto jedinjenje 1‑octen‑3‑one. Kada su istraživači izložili štetne plesni samo ovom spoju, njihov rast se znatno usporio. Efekat je zabeležen i protiv drugih patogena, uključujući Botrytis cinerea (sivi plesanj), Pyrenopeziza brassicae (light leaf spot kod kupusnjača) i Gaeumannomyces tritici (take‑all kod pšenice).
Production of VOCs in treatments of Trichoderma hamatum GD12 and Sclerotinia sclerotiorum co-culture treatments over the course of 24 days for three VOCs. Bars represent the peak area value of each VOC (± SD) (n = 3). (CREDIT: Environmental Microbiology)
Zašto je ovo važno
Reč je o širokospektralnom efektu koji može smanjiti potrebu za višestrukim hemijskim prskanjima: jedno prirodno jedinjenje deluje protiv više bolesti. Posebno je zanimljivo to što T. hamatum ne proizvodi velike količine VOC stalno, već pojačava emisiju kad oseti konkurenciju — što ukazuje na efikasan, ciljano aktiviran biološki odbrambeni mehanizam.
Izazovi i sledeći koraci
Ipak, sva dosadašnja ispitivanja su urađena u kontrolisanim laboratorijskim uslovima. Polja su znatno složenija: zemljište sadrži hiljade mikroorganizama, a vetar, padavine i sunce utiču na to kako se gasovi šire i razgrađuju. Ključna pitanja su: da li VOC dopiru dovoljno duboko u zemljište da zaštite korenove, da li drugi organizmi umanjuju njihov efekat i može li T. hamatum opstati i efikasno delovati u različitim klimatskim i agronomskim uslovima.
Antifungal activities of selected VOCs on the growth of Sclerotinia sclerotiorum. S. sclerotiorum was incubated with selected VOCs at 45.5 μM doses and the inhibition rates were calculated relative to control plates (exposed to diethyl ether alone) after 3 days. (CREDIT: Environmental Microbiology)
Moguće strategije primene uključuju upotrebu same gljive kao tretmana zemljišta ili obloge semena, ili razvoj bezbednih preparata zasnovanih na najučinkovitijim VOC. Svaka opcija ima svoje prednosti i izazove, uključujući proizvodnju, skladištenje, bezbednost i regulatorne zahteve.
Izjava istraživača: Dr Jozsef Vuts iz Rothamsted Research-a napominje: "Potrebno je dodatno istraživanje kako bismo razumeli kako ove gljivične VOC funkcionišu u uslovima stvarne poljoprivrede i da li se mogu efikasno primeniti u većem obimu. Ali otkriće daje novu nadu za zeleniju zaštitu useva."
Širi kontekst
Otkriće dolazi u trenutku kada se u Velikoj Britaniji i širom Evrope tradicionalni fungicidi podvrgavaju strožim propisima i povlačenjima zbog rizika po divlji svet, vodu i ljudsko zdravlje. Biološka rešenja koja rade u skladu sa prirodom mogla bi smanjiti zagađenje, očuvati korisne organizme i usporiti pojavu rezistentnih patogena.
Antifungal activities of selected VOCs on the growth of Sclerotinia sclerotiorum, representing individual structural components of 1-octen-3-one, at 45.5 μM. (CREDIT: Environmental Microbiology)
Rad je objavljen u časopisu Environmental Microbiology, a originalnu priču preneo je The Brighter Side of News.
Zaključak: Iako rezultat obećava novu, nižu upotrebu hemikalija u zaštiti useva, potrebne su velike poljske probe, procene bezbednosti i planovi proizvodnje pre nego što rešenje zaživi u praksi.
Pomozite nam da budemo bolji.
