Naukowcy odkryli bakterię, która chroni ryż przed chorobami

Problem uprawy ryżu

Ryż jest podstawowym pożywieniem dla około połowy światowej populacji.

Uprawa ryżu wymaga dużej ilości wody iWedług niemieckiej organizacji charytatywnej Welthungerhilfe około 15% ryżu uprawia się na obszarach o wysokim ryzyku suszy. W związku z tym globalne ocieplenie staje się coraz poważniejszym problemem w uprawie ryżu, coraz częściej prowadząc do nieurodzaju i kryzysów żywnościowych.

Nieurodzaje spowodowane przez patogeny roślin nadal występująjeszcze bardziej pogorszyć sytuację. Rolnictwo stara się temu przeciwdziałać za pomocą pestycydów. Uprawa roślin odpornych na patogeny jest jedyną alternatywą dla tych szkodliwych dla środowiska środków i obecnie przynosi jedynie umiarkowane sukcesy. Jeśli jednak rośliny uodpornią się na jeden patogen poprzez selekcję, to zazwyczaj są bardziej podatne na inne patogeny lub mniej odporne na niekorzystne warunki środowiskowe.

Jak naukowcy rozwiązują problem?

Z tego powodu badania międzynarodoweZespół, w skład którego wchodzi Instytut Biotechnologii Środowiskowej Politechniki w Grazu (TU Graz, Politechnika w Grazu), od pewnego czasu bada mikrobiom nasion roślin ryżu, aby ustalić korelację pomiędzy zdrowiem roślin a występowaniem niektórych mikroorganizmy. Naukowcy dokonali niedawno wielkiego przełomu. W nasionach odkryli bakterię, która może prowadzić do całkowitej odporności na określony patogen i jest w naturalny sposób przenoszona z jednego pokolenia roślin na następne. Wyniki opublikowane w czasopiśmie naukowymRośliny naturalne,dają nowe podstawy do rozwoju biologicznych środków ochrony roślin i dalszej redukcji szkodliwych biotoksyn wytwarzanych przez patogeny roślin.

Mikrobiom ryżu

W tradycyjnej uprawie ryżuW prowincji Zhejiang w Chinach zaobserwowano, że jeden genotyp roślin ryżu (odmiana Zhongzao39) czasami rozwija odporność na patogen roślinny Burkholderia plantarii. Patogen ten powoduje nieurodzaje, a także wytwarza biotoksynę, która może powodować uszkodzenie narządów i nowotwory u ludzi i zwierząt przewlekle narażonych. „Do tej pory nie udało się wyjaśnić sporadycznej odporności roślin ryżu na ten patogen” – mówi Tomislav Cernava z TU Graz. Wraz z dyrektorem instytutu Gabriele Bergiem i jego kolegą z instytutu Peterem Kusstatscherem Chernava szczegółowo zbadał mikrobiom nasion ryżu z różnych regionów upraw w kontekście współpracy z Uniwersytetem Zhejiang (Hangzhou) i Uniwersytetem Rolniczym w Nanjing w Chiny, a także Japoński Uniwersytet Hokkaido w Sapporo.

Skład bakteryjny jako czynnik decydujący

Naukowcy odkryli, że rośliny odporne mająinny skład bakteryjny wewnątrz nasion niż rośliny podatne na choroby. W szczególności bakterie z rodzaju Sphingomonas występowały znacznie częściej w opornych nasionach. Dlatego naukowcy wyizolowali bakterie tego rodzaju z nasion i zidentyfikowali bakterię Sphingomonas melonis jako czynnik odpowiedzialny za odporność na choroby. Bakteria wytwarza kwas organiczny (kwas antranilowy), który tłumi działanie patogenu i tym samym czyni go nieszkodliwym. „Działa również, gdy wyizolowany Sphingomonas melonis stosuje się na nieodporne rośliny ryżu. To automatycznie czyni je odpornymi na patogen roślinny Burkholderia plantarii” – wyjaśnia Tomislav Cernava.

Ponadto bakteria jest utrwalonaw niektórych genotypach ryżu i jest następnie w sposób naturalny przenoszony z jednego pokolenia roślin na następne. „Potencjał tego odkrycia jest ogromny. W przyszłości będziemy mogli zastosować tę strategię do zmniejszenia ilości pestycydów w rolnictwie, a jednocześnie osiągnąć dobre zbiory” – mówi Czernawa.

Czytaj więcej

Ministerstwo Zdrowia Argentyny ujawniło dane dotyczące skutków ubocznych osób, które otrzymały „Sputnik V”

Dziobak okazał się genetyczną mieszanką ssaków, ptaków i gadów

Aborcja i nauka: co stanie się z dziećmi, które będą rodzić

Patogen to każdy mikroorganizm, a także specjalne białko - prion, który może wywołać stan patologiczny innej żywej istoty.