Το διαβόητο παθογόνο Phytophthora infestans προκάλεσε λιμό στην Ιρλανδία και σε άλλα μέρη της Δυτικής Ευρώπης τον 19ο αιώνα και εξακολουθεί να αποτελεί σημαντική απειλή για την παραγωγή τροφίμων μας παγκοσμίως.
Για πολύ καιρό ήταν ένα μυστήριο πώς αυτός ο μικροσκοπικός οργανισμός και άλλα φυτά Phytophthora περνούν μηχανικά μέσα από το εξωτερικό προστατευτικό στρώμα στα φύλλα των γεωργικών καλλιεργειών. Φυτοπαθολόγοι, κυτταρικοί βιολόγοι και φυσικοί από το Wageningen University & Research βρήκαν τώρα την απάντηση σε αυτό το ερώτημα σε μια μοναδική συνεργασία. Η ανακάλυψή τους προσφέρει σημεία εκκίνησης για να γίνει ο έλεγχος του Phytophthora πιο αποτελεσματικός, πιο αποδοτικός και πιο βιώσιμος μακροπρόθεσμα. Η έρευνα δημοσιεύεται στο Nature Microbiology.
Τα φυτά απειλούνται συνεχώς από όλα τα είδη παθογόνων μικροοργανισμών. Ένας αριθμός από αυτούς τους επιθετικούς, με το δύσκολο όνομα Φυτοφώρα (κυριολεκτικά: καταστροφέας φυτών), προκαλούν ετησίως τεράστιες ζημιές σε κάθε είδους καλλιέργειες όπως πατάτες, ντομάτες, μελιτζάνες, κακάο, πιπεριές, σόγια και φοίνικες, αλλά και σε δάση και φυσικά καταφύγια. Φυτοφώρα Ως εκ τούτου, όχι μόνο αποτελεί μεγάλη απειλή για την επισιτιστική μας ασφάλεια, αλλά είναι επίσης ένα τεράστιο οικονομικό κόστος που προκαλεί περίπου 6-7 δισεκατομμύρια ευρώ σε ετήσια ζημιά μόνο στην καλλιέργεια της πατάτας.
Μαχητικός Φυτοφώρα είναι και παραμένει δύσκολο, εν μέρει επειδή το παθογόνο και ο στόχος του εμπλέκονται σε μια συνεχή κούρσα εξοπλισμών. Προκειμένου να εξαρτηθεί λιγότερο από τη χημική προστασία των καλλιεργειών, επενδύονται πολλά στην ανάπτυξη ανθεκτικών καλλιεργειών μέσω της αναπαραγωγής φυτών και δίνεται μεγαλύτερη προσοχή σε νέες μορφές μικτής καλλιέργειας.
Χρησιμοποιώντας μηχανισμούς insights
Τώρα παρουσιάζεται μια άλλη πιθανότητα. πρόληψη Φυτοφώρα από την απόκτηση πρόσβασης σε ένα εργοστάσιο. Τα φυτά είναι εξοπλισμένα με προστατευτικό στρώμα που στοχεύει διαρρήκτες όπως π.χ Φυτοφώρα αποκρούω. Ωστόσο, αυτό το μικροσκοπικό παθογόνο (λιγότερο από το ένα δέκατο του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας) καταφέρνει να διαπεράσει αυτό το στρώμα και να ξεκινήσει τη διαδικασία της νόσου στα φυτά. Παρά τις δεκαετίες έρευνας, δεν ήταν ακόμη γνωστό πώς διαπερνούν μηχανικά αυτό το στρώμα.
Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, φυτοπαθολόγοι και κυτταρικοί βιολόγοι από το WUR ένωσαν τις δυνάμεις τους με φυσικούς από το WUR. Ειδικεύονται στη μηχανική, έναν κλάδο της φυσικής που ασχολείται με την ισορροπία και την κίνηση των αντικειμένων υπό την επίδραση των δυνάμεων που ασκούν πάνω τους. Με βάση τη συλλογική τους γνώση και την κοινή ανάπτυξη νέων ερευνητικών εργαλείων, ο γρίφος θα μπορούσε επιτέλους να λυθεί.
κοφτερό μαχαίρι
«Το έχουμε ανακαλύψει Το Phytophthora μπορεί χρησιμοποιήστε έξυπνα κόλπα για να ακονίσετε τη σωληνοειδή δομή μόλυνσης του και μετά κόψτε την επιφάνεια του φυτού σαν ένα κοφτερό μαχαίρι. Με αυτή τη στρατηγική, Φυτοφώρα μπορεί να μολύνει τον ξενιστή του χωρίς ωμή βία και με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας. Αυτή είναι η πρώτη φορά που αυτός ο μηχανισμός έρχεται στο φως και μια πραγματικά θεμελιώδης ανακάλυψη», λέει Γιόρις Σπράκελ , καθηγητής Φυσικής Χημείας και Μαλακής Ύλης.
Πιο αποτελεσματική και ανθεκτική προστασία
Καθηγητής Φυτοπαθολογίας Francine Govers βλέπει πολλά σημεία εκκίνησης για να κάνει τον έλεγχο του Φυτοφώρα πιο αποτελεσματικό, αποδοτικό και βιώσιμο μακροπρόθεσμα, χωρίς συνήθεις ύποπτοι για εμπλέκεται η χημεία και η εκτροφή φυτών. «Οι νόμοι της μηχανικής μας το λένε αυτό Φυτοφώρα δεν μπορεί να διεισδύσει στο φυτό χωρίς πρώτα να προσκολληθεί ισχυρά στην επιφάνεια του φύλλου». Για να δοκιμάσουν αυτήν την ιδέα, ως την πρώτη απόδειξη της σκοπιμότητας, οι ερευνητές ψέκασαν τα φύλλα των φυτών της πατάτας με μια μη τοξική και φθηνή ουσία που αφαιρεί την κολλητική δύναμη των φύλλων. Αυτό επέτρεψε τη μείωση του ποσοστού μόλυνσης κατά περίπου 65%. Σε μια βελτιστοποιημένη δοκιμή σε τεχνητές επιφάνειες, το αποτέλεσμα πλησίασε ακόμη και το 100%.
Γρήγορες δοκιμές
Εκτός από τη θεμελιώδη ανακάλυψη και τα νέα εργαλεία για την εξέταση του ελέγχου αυτών των τύπων ασθενειών των φυτών από μια νέα οπτική γωνία, η έρευνα έχει επίσης αποφέρει νέες μεθοδολογίες, ένα είδος γρήγορων δοκιμών, με τις οποίες μπορεί να διερευνηθεί η επίδραση των φυτοφαρμάκων σε γρήγορος, ακριβής και φθηνός τρόπος. Αυτό θα μπορούσε επίσης να συμβάλει σημαντικά στη συνεχιζόμενη καταπολέμηση των φυτικών ασθενειών.
Govers: «Χάρη στη συμμετοχή του Joris Sprakel και της ομάδας του, συμπεριλαμβανομένου του διδακτορικού φοιτητή Jochem Bronkhorst , γνωρίζουμε τώρα ότι υπάρχει μια σειρά από θεμελιώδεις φυσικές αρχές που θα μπορούσαν ενδεχομένως να δώσουν μια νέα στροφή στην κούρσα εξοπλισμών μεταξύ παθογόνων και φυτών. Συνολικά, αυτή η έρευνα είναι ένα πραγματικά καλό παράδειγμα του πώς οι συνεργασίες πέρα από τα πειθαρχικά όρια μπορούν να οδηγήσουν σε νέες ανακαλύψεις».