Новый метод скрининга может привести к созданию микробных альтернатив химическим пестицидам
Некоторые непатогенные микроорганизмы способны активировать системный иммунитет растений. Предварительная обработка сельскохозяйственных культур такими микроорганизмами может подготовить их к борьбе с инфекциями, действуя по принципу «вакцины». Это открывает перспективу для биологического контроля вредителей и снижения зависимости от химических пестицидов.
Однако внедрению этой технологии мешает отсутствие простого метода оценки способности микроорганизмов стимулировать иммунитет растений. Существующие подходы с использованием целых растений трудоемки и дороги.
Группа ученых под руководством доцента Тосики Фуруя и профессора Кадзуюки Кучицу из Токийского университета науки разработала новую стратегию скрининга с использованием культивируемых растительных клеток. Метод описан в статье, опубликованной в Scientific Reports.
Суть метода:
- Кандидатный микроорганизм инкубируют с быстрорастущими клетками табака BY-2.
- Затем клетки обрабатывают криптогенином — белком патогенного микроорганизма, вызывающим иммунный ответ у табака.
- Ключевым маркером этого ответа является выработка активных форм кислорода (АФК).
- Эффективный микроорганизм-кандидат должен усиливать выработку АФК клетками BY-2 в ответ на криптогенин, что свидетельствует об активации иммунной системы.
Проверка метода:
Ученые протестировали 29 штаммов бактерий, выделенных из японского шпината (Brassica rapa var. perviridis). Восемь штаммов усилили выработку АФК, индуцированную криптогенином. Дальнейшие испытания на проростках Arabidopsis (модельного растения) показали, что 2 из этих 8 штаммов индуцировали устойчивость целого растения к бактериальным патогенам.
Значение работы:
Доцент Фуруя отмечает, что их метод «может упростить поиск микроорганизмов, активирующих иммунную систему растений». Он ожидает, что эта система скрининга «станет технологией, которая внесет вклад в практическое применение и распространение микробных альтернатив химическим пестицидам».
Новый метод может значительно облегчить разработку более экологичных сельскохозяйственных практик, основанных на естественных защитных механизмах растений.