Учёные нашли природную альтернативу химическим пестицидам
Исследователи из Кардиффского университета обнаружили, что штамм полезных бактерий Burkholderia ambifaria может стать безопасной, устойчивой и природной альтернативой синтетическим химическим пестицидам.
Глобальной задачей является поиск естественных подходов для поддержания сельского хозяйства. Традиционно для защиты урожая использовались химические пестициды, но растёт обеспокоенность их токсичностью и угрозой для экосистем.
С помощью геномных методов команда обнаружила, что бактерии Burkholderia ambifaria обладают потенциалом для использования в качестве эффективных и безопасных биопестицидов.
Бактерии группы Burkholderia успешно применялись для защиты растений. Однако в 1990-х годах они были связаны с серьёзными лёгочными инфекциями у людей с муковисцидозом, что привело к изъятию этих биопестицидов с рынка.
Профессор Эшвар Махентиралингам, ведущий исследователь проекта, объяснил: «Секвенировав геномную ДНК бактерий, мы смогли идентифицировать ген, отвечающий за производство антибиотика Cepacin. Дальнейшие испытания показали, что Cepacin обеспечивает высокоэффективную защиту от «чёрной ножки» — болезни растений, вызываемой грибоподобным организмом».
Используя методы генной инженерии, аналогичные созданию живых вакцин, исследователи также изучают, как повысить безопасность бактерий.
«Burkholderia хранят свою геномную ДНК в трёх фрагментах, называемых репликонами, — сказал профессор Махентиралингам. — Мы удалили наименьший из этих трёх репликонов, создав мутантный штамм Burkholderia. При тестировании на прорастающем горохе он по-прежнему демонстрировал отличные биопестицидные свойства».
Дальнейшая работа показала, что этот мутант Burkholderia не сохранялся в модели лёгочной инфекции у мышей. Это открывает возможность создания биопестицидных штаммов, неспособных вызывать инфекцию, но при этом эффективно защищающих растения.
В сотрудничестве с химиками из Уорикского университета команда недавно получила грант в размере более 1 миллиона фунтов стерлингов от BBSRC. Это поможет в разработке эффективного и безопасного биопестицида, который не накапливается в окружающей среде до опасного уровня.
«Полезные бактерии, такие как Burkholderia, которые естественным образом сосуществуют с растениями, играют ключевую роль в устойчивом будущем», — заключил профессор Махентиралингам.
Исследование «Genome mining identifies cepacin as a plantprotective metabolite of the biopesticidal bacterium Burkholderia ambifaria» опубликовано в журнале Nature Microbiology.