Η γενετική ανάλυση έδειξε ότι αρκετοί μικροοργανισμοί παρέχουν βιολογικά πλεονεκτήματα που μοιάζουν με ένα δευτερογενές ανοσοποιητικό σύστημα. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα ευρήματά τους μπορεί να επιτρέψουν την ανάπτυξη ενός φυσικού βιοπαρασιτοκτόνου για την καταπολέμηση του θανατηφόρου παθογόνου Xylella fastidiosa.
Η Xylella fastidiosa, η οποία προκαλεί το θανατηφόρο σύνδρομο γρήγορης παρακμής της ελιάς, έχει προκαλέσει εκτεταμένες επιδημίες στην Ευρώπη τα τελευταία 15 χρόνια και εκτιμάται ότι έχει ετήσιο οικονομικό αντίκτυπο άνω των 5,5 δισεκατομμυρίων ευρώ. Η διαχείριση του βακτηρίου έχει αποδειχθεί σημαντική πρόκληση, καθώς δεν υπάρχει επί του παρόντος καμία αποτελεσματική μέθοδος επιτόπιας καταπολέμησης για την εξάλειψή του.
Στο ερευνητικό άρθρο που δημοσιεύθηκε στο Microbiology Spectrum, ωστόσο, οι ερευνητές εντόπισαν μια ομάδα βακτηρίων, Bacillus spp., που πιστεύουν ότι θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την καταπολέμηση του παθογόνου.
Τα είδη Bacillus έχουν ξεχωριστά χαρακτηριστικά που τα καθιστούν πολύτιμα για ιατρικές, βιοτεχνολογικές και γεωργικές εφαρμογές. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην παραγωγή βιοκαυσίμων, βιοπολυμερών και βιοδραστικών μορίων. Στη γεωργία, μπορούν να ενισχύσουν την ανάπτυξη των φυτών, να χρησιμεύσουν ως βιολιπάσματα, να τονώσουν την ανάπτυξη και να ελέγξουν τα παθογόνα, καθιστώντας τους πολλά υποσχόμενους για τη βιώσιμη γεωργία. Τα βιολιπάσματα με βάση τους βακίλους, ενισχύουν την ανάπτυξη και την απόδοση των φυτών βελτιώνοντας τη διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων, τη δέσμευση του αζώτου, τη διαλυτοποίηση του φωσφόρου και την παραγωγή ρυθμιστών ανάπτυξης των φυτών.
Τα βακτήρια αυτά μπορούν επίσης να παράγουν αντιμικροβιακές ενώσεις, είναι οικονομικά αποδοτικά και σχηματίζουν σπόρια για σταθερότητα, προσφέροντας μια φυσική εναλλακτική λύση στα χημικά φυτοφάρμακα. Ο Bacillus thuringiensis είναι γνωστός για τις εντομοκτόνες ιδιότητές του, ενώ άλλα είδη όπως ο B. subtilis και ο Bacillus amyloliquefaciens έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως παράγοντες βιοελέγχου σε διάφορες εμπορικές καλλιέργειες. Επιπλέον, η ικανότητα ορισμένων ειδών Bacillus να παράγουν βακτηριοκίνες, αντιμικροβιακά πεπτίδια, είναι πολλά υποσχόμενη για τη θεραπεία φυτών.
Ενώ τα οφέλη αυτά έχουν ήδη αποδειχθεί σε καλλιέργειες όπως το σιτάρι, ο ηλίανθος και οι πατάτες, η έρευνα που διεξήχθη από την ομάδα του Πανεπιστημίου του Jaén επικεντρώθηκε στην ανάλυση της παρουσίας τους στους ισπανικούς ελαιώνες και της ανθεκτικότητάς τους σε μια σειρά περιβαλλοντικών προκλήσεων.
Υπό την επίβλεψη του Hikmate Abriouel, η ομάδα ξεκίνησε το πρόγραμμα SMART-AGRI-SPORE, μια ευρωπαϊκή πρωτοβουλία Marie Curie με στόχο την ανάπτυξη ενός βιοεντομοκτόνου για την καταπολέμηση της Xylella fastidiosa. Το έργο περιελάμβανε την ανάλυση 417 βακτηρίων του γένους Bacillus spp. που συλλέχθηκαν από ελαιώνες στη Jaén και τη Μάλαγα.
Οι ερευνητές προσπάθησαν να εντοπίσουν εκείνα τα βακτήρια που είναι ικανά να σχηματίζουν σπόρια και να πέφτουν σε χειμερία νάρκη για να ξεπεράσουν τις δυσμενείς εξωτερικές συνθήκες και να αναβιώσουν όταν οι συνθήκες γίνουν ευνοϊκές. Αυτά τα σπόρια λειτουργούν ως προστατευτική ασπίδα, καθιστώντας τα βακτήρια ανθεκτικά σε ακραίες θερμοκρασίες, ακτινοβολία και επιβλαβείς χημικές ουσίες. Για να απομονώσει τα στελέχη που είχαν αυτή την ικανότητα, η ομάδα υπέβαλε τα δείγματά της σε θερμοκρασίες που έφταναν τους 80 ºC, εξαλείφοντας έτσι όλα εκείνα που δεν πληρούσαν το κριτήριο.
«Αντιμέτωπα με ένα δυσμενές γεγονός, όπως η έλλειψη θρεπτικών συστατικών στο περιβάλλον, τα βακτήρια αυτά εισέρχονται σε κατάσταση ανάπαυσης, σαν ένα είδος χειμερίας νάρκης, μέχρι να εξαφανιστεί ο κίνδυνος και να μπορέσουν να συνεχίσουν τις φυσιολογικές ζωτικές λειτουργίες τους», εξήγησε η Julia Manetsberger, μία από τους συγγραφείς της εργασίας. Για να κατανοήσουν περεταίρω την αντοχή του Bacillus spp. στις περιβαλλοντικές προκλήσεις, οι ερευνητές εξέθεσαν τα βακτήρια σε διάφορες ποσότητες αντιβιοτικών και ανόργανων λιπασμάτων.
Η αντοχή τους ήταν φυσιολογική, παρόμοια με εκείνη άλλων βακτηριακών ειδών. Αυτή η ανθεκτικότητα υποδηλώνει ότι ο Bacillus spp. θα επιβίωνε στη φύση όταν εκτίθεται σε τέτοιες ευρέως χρησιμοποιούμενες γεωργικές χημικές ενώσεις, συνεχίζοντας να προσδίδει τα επιθυμητά οφέλη στον ελαιώνα. Η ανακάλυψη αυτών των μοναδικών βακτηρίων στους ισπανικούς ελαιώνες ανοίγει δυνατότητες για μελλοντικές γεωργικές εφαρμογές.
Δεδομένου ότι οι Bacillus spp. διαδραματίζουν ήδη κεντρικό ρόλο ως ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα βιοεντομοκτόνα, οι δυνατότητές τους για νέες βιοτεχνολογικές εφαρμογές στη γεωργία είναι πολλά υποσχόμενες. Οι ερευνητές προτείνουν την ανάπτυξη ενός φυσικού βιοεντομοκτόνου που χρησιμοποιεί αυτή την ομάδα μικροοργανισμών για την καταπολέμηση των κρουσμάτων της Xylella fastidiosa.
Επιπλέον, τα βακτήρια έχουν προηγουμένως αποδειχθεί ότι αντέχουν στην έκθεση σε μέταλλα, και απομακρύνουν τα βαρέα μέταλλα από το έδαφος, αποτοξινώνοντας αποτελεσματικά το περιβάλλον. Η μόλυνση από βαρέα μέταλλα αποτελεί σημαντικό πρόβλημα για την εμπορική γεωργία και την παραγωγή τροφίμων, δεδομένου ότι τα φυτά μπορούν να απορροφήσουν αυτά τα μέταλλα, τα οποία εισέρχονται στην τροφική αλυσίδα.
Ως εκ τούτου, η ομάδα εξέτασε την ανοχή των δειγμάτων τους σε μια σειρά βαρέων μετάλλων. Διαπίστωσαν ότι τα εξεταζόμενα απομονωμένα άτομα είχαν καλή ανοχή, με τον σίδηρο να είναι ο πιο ανεκτικός, ακολουθούμενος από τον χαλκό, το νικέλιο, το μαγγάνιο, τον ψευδάργυρο και το κάδμιο. Αυτό υποδηλώνει ότι μέλη του σποροβιωτικού της ελιάς θα μπορούσαν ενδεχομένως να ευδοκιμήσουν σε εδάφη με αυξημένα επίπεδα μετάλλων λόγω περιβαλλοντικών παραγόντων ή ανθρωπίνων δραστηριοτήτων.
Πηγή – OliveOilTimes
