Поки людство бореться з пандемією COVID-19, цитрусова промисловість намагається впоратися зі своєю власною руйнівною хворобою цитрусове озеленення (HLB).
HLB - найбільш руйнівна хвороба цитрусових в світі. За останнє десятиліття вона практично знищила цитрусових промисловість Флориди, скоротивши виробництво апельсинів для соку і інших продуктів на 72%. Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) - мікроб, пов'язаний з цим захворюванням. Він знаходиться під флоеме дерева і, як і багато патогенні мікроорганізми рослин, передається комахами під час годування. Розвиток хвороби може бути повільним, але катастрофічним. Симптоми починаються з плямистих листя, жовтих пагонів і затримки росту, а потім переходять в зниження врожайності, погана якість плодів і, в кінцевому підсумку, смерть дерева.
В даний час єдине, що можуть зробити виробники цитрусових для захисту своїх культур від HLB, боротися з комахами-переносниками.
Десятки дослідників намагаються знайти способи управляти хворобою, використовуючи найрізноманітніші стратегії - від пестицидів та антибіотиків до собак, винюхувати CLas.
Але з'явився ще один принципово новий підхід - розуміння мікробіома рослин, нового захоплюючого кордону в боротьбі з хворобами.
Доктор Керолайн Ропер і перший автор доктор Ніколь Гиннала з Каліфорнійського університету в Ріверсайді провели мастштабную наукову роботу, спрямовану на вивчення ролі мікробіома в прогресуванні хвороби HLB.
Їх недавня стаття в журналі Phytobiomes Journal - «Викликані хворобами мікробні зрушення в цитрусових вказують на реакцію мікробіома на HLB» - підводить підсумки цілісного підходу до вивчення взаємодій між рослинами і мікробами, включаючи фото за три роки і результати по трьом різним типам тканин (коріння, стебла і листя). Особливо цікавим є використання секвенування амплікона (16S і ITS) для виявлення дуже складною і динамічної ролі мікробіома (як бактеріального, так і грибного), оскільки він змінюється в ході прогресування захворювання HLB.
Передбачається, що HLB створює викликаний хворобою зрушення мікробіома дерева. Зокрема, вчені довели зростання мікробного різноманітності в міру прогресування хвороби.
Вони додатково досліджували тенденцію і виявили, що збільшення різноманітності було пов'язано зі збільшенням передбачуваних патогенних (викликають хвороби) і сапрофітних (живлять мертві тканини) мікробів. Вони спостерігали значне скорочення числа корисних мікробів на ранніх стадіях захворювання. Арбускулярние мікоризні гриби стали однією з таких корисних груп, які, як підкреслили автори, демонструють різкий спад у відносній чисельності.
Виснаження основних видів мікробів під час хвороби відкриває двері для вторгнення інших мікробів, і далеко не всі вони доброзичливі. У міру поширення хвороби цитрусове дерево і його мікробіом продовжують змінюватися. Доктор Гиннала, провідний автор цього дослідження, виявив, що в сильно уражених коренях спостерігається збагачення паразитарними і сапрофітними мікроорганізмами. Збагачення даними мікробами може сприяти прогресуванню хвороби і ослаблення коренів, що є одним з побічних ефектів HLB.
Однак, вчені з'ясували і ще дещо. Доктор Ропер і доктор Джіннан припускають, що коли HLB тільки починається, подія виснаження викликає «хвилю» корисних мікробів, які приходять на допомогу цитрусових дерев. Вони підозрюють, що мікроби ініціюють імунну відповідь для захисту господаря.
У тих, що вижили дерев або дерев, які переросли важку хворобу, виявився унікальний мікробний профіль. Ці дерева були збагачені передбачуваними симбиотическими мікробами, такими як Lactobacillus sp. і Aureobasidium sp. Відкриття привело дослідників до ідентифікації певних мікробів, які пов'язані з більш повільним прогресуванням хвороби.
Доктор Гиннала каже, що моментом істини став аналіз даних: «Спочатку ми шукали таксони, відносна чисельність яких зростала або скорочувалася в міру збільшення прогресування хвороби. Наш аналіз диференційної чисельності в кінцевому підсумку виявив чіткі закономірності збагачення, відтворювані в багатьох таксонах. Це момент, коли ми почали розвивати побачені індивідуальні патерни в ширшу модель хвороби ».
Дане дослідження буде основою для нових проектів і співпраці з тими, хто, як і автори, мотивовані потенційної функцією мікробіома в боротьбі з хворобами сільськогосподарських культур. У найближчому майбутньому вчені сподіваються, що краще розуміння корисних мікробів допоможуть розробити план лікування, опосередкований мікробіома, для захисту сільськогосподарських культур від таких хвороб, як HLB. Крім того, розроблена ними модель може бути застосована для аналізу хвороб інших сільгоспкультур.
(Джерело: www.eurekalert.org).