Wadudu waharibifu wa udongo huwapa wakulima njia rafiki ya kudhibiti magonjwa kama vile upele wa viazi

Mbinu bunifu ya kudhibiti anuwai ya magonjwa yanayoharibu mazao kwa kutumia bakteria asilia yenye manufaa ya udongo imeibuka kutokana na ushirikiano wa sekta ya utafiti. Ubunifu huo wa teknolojia ya kilimo unatarajia kuwapa wakulima njia ya kupunguza gharama na uharibifu wa mazingira unaosababishwa na dawa za kemikali zinazotumika sasa kudhibiti magonjwa ya mazao, kama vile ukoko kwenye viazi.

Timu ya Kituo cha John Innes nchini Uingereza ilitenga na kujaribu mamia ya aina za Pseudomonas bakteria kutoka kwenye udongo wa shamba la viazi la kibiashara, na kisha kupanga jenomu za 69 za aina hizi. Kwa kulinganisha jenomu za aina hizo zilizoonyeshwa kukandamiza pathogen na wale ambao hawakufanya hivyo, timu iliweza kutambua utaratibu muhimu katika baadhi ya aina ambazo zililinda zao la viazi dhidi ya bakteria hatari zinazosababisha magonjwa.

Kisha kwa kutumia mchanganyiko wa kemia, jenetiki na majaribio ya maambukizi ya mmea walionyesha kuwa utengenezaji wa molekuli ndogo zinazoitwa cyclic lipopeptides ni muhimu kwa udhibiti wa upele wa kawaida wa viazi.

Molekuli hizi ndogo zina athari ya antibacterial kwenye bakteria ya pathogenic ambayo husababisha ugonjwa wa kawaida wa viazi, na husaidia kinga. Pseudomonas zunguka na ukoloni mizizi ya mmea. Majaribio pia yalionyesha kuwa umwagiliaji husababisha mabadiliko makubwa kwa anuwai ya vinasaba Pseudomonas idadi ya watu kwenye udongo.

Mwandishi wa kwanza wa utafiti huo Dk Alba Pacheco-Moreno alisema, "Kwa kutambua na kuhalalisha njia za ukandamizaji wa pathogen ya viazi tunatumai kuwa utafiti wetu utaharakisha maendeleo ya mawakala wa udhibiti wa kibaolojia ili kupunguza utumiaji wa matibabu ya kemikali ambayo yanaharibu ikolojia.

"Njia tunayoelezea inapaswa kutumika kwa anuwai ya magonjwa ya mimea kwa sababu inategemea kuelewa mifumo ya utekelezaji ambayo ni muhimu kwa mawakala wa kudhibiti kibaolojia," aliongeza.

Utafiti, unaoingia eLife, inapendekeza mbinu ambayo watafiti wanaweza kuchunguza microbiome ya karibu tovuti yoyote ya mazao, na kuzingatia hali tofauti za udongo, kilimo na mazingira.

Kwa kutumia maendeleo katika mpangilio wa kijenetiki wa kasi ya juu, mbinu hiyo inaweza kukagua mikrobiome ya udongo kwa bakteria ya matibabu na kubaini ni molekuli zipi zinazozalishwa ili kukandamiza bakteria ya pathogenic.

Wanaweza pia kuonyesha jinsi mende hawa wa manufaa wanavyoathiriwa na mambo ya kilimo kama vile aina ya udongo na umwagiliaji.

Hatua inayofuata ya mbinu mpya ni kurudisha mende wa manufaa kwenye uwanja huo kwa idadi kubwa zaidi au katika vipodozi vya aina mchanganyiko kama matibabu ya kuimarisha viumbe hai vya udongo.

Dk Jacob Malone, Kiongozi wa Kikundi katika kituo cha John Innes na mwandishi mwenza wa utafiti huo anaelezea faida, "Faida kubwa ya njia hii ni kwamba tunatumia aina za bakteria ambazo huchukuliwa kutoka kwa mazingira na kurudishwa katika hali ile ile. muktadha wa kibaolojia kwa idadi kubwa kwa hivyo hakuna uharibifu wa ikolojia.

Mbinu zinazowezekana za kutumia viboreshaji vya microbiome ni pamoja na kutumia cocktail ya bakteria kama mipako ya mbegu, kama dawa au kupitia umwagiliaji wa matone.

Dr Andrew Truman, Kiongozi wa Kikundi katika Kituo cha John Innes, na mwandishi sambamba wa utafiti anatuambia kuhusu maono ya muda mrefu ya njia hii, "Katika siku zijazo.  sio molekuli inayozalishwa na bakteria ambayo tungetumia, ingekuwa Pseudomonas chuja yenyewe. Inatoa njia endelevu zaidi - tunajua bakteria hawa hutawala udongo ambapo viazi hukua, na hutoa ulinzi kwa mazao. Kwa kutumia bakteria, unaweza kuikuza kwa urahisi na kuitengeneza kwa njia ifaayo na kuitumia shambani, na ni ya kijani kibichi zaidi kuliko kutumia kemikali ya sintetiki.”

Magonjwa ya mimea ni tatizo la kilimo ambalo husababisha upotevu mkubwa wa mazao, kama vile viazi. Pathogens muhimu za viazi ni pamoja na Streptomyces scabies, pathojeni ya bakteria ambayo husababisha viazi vya viazi, na Phytophthora infestans, pathojeni ya oomycete ambayo husababisha ugonjwa wa kuchelewa kwa viazi.

Pseudomonas bakteria kwa kawaida huhusishwa na mimea na wamechunguzwa sana kama mawakala wa udhibiti wa kibayolojia, kwani hutoa bidhaa asilia zinazokuza ukuaji wa mimea na kukandamiza vimelea vya magonjwa. Hata hivyo, matumizi yao katika siku za nyuma yamezuiliwa na kutofautiana.

Tafiti za awali juu ya ukandamizaji wa upele wa viazi zimeonyesha jukumu linalowezekana la udhibiti wa viumbe hai Pseudomonas. Walakini, maendeleo yalitatizwa na ukosefu wa maarifa ya kiufundi. Pia ilijulikana sana kuwa umwagiliaji unaweza kukandamiza Streptomyces scabies maambukizi na sasa utafiti huu unapendekeza kwamba hii ni kwa sababu ya athari ambayo maji ina kwa idadi ya viumbe vidogo.