Исследование плесневых грибов, природных веществ, способных заменить пестициды.

May 25, 2023

14 марта 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Лотте Крулл, Технический университет Дании

DTU помогает крупной международной компании найти природные вещества для борьбы с грибковыми заболеваниями сельскохозяйственных культур. Большая коллекция плесневых грибов Университета и небольшая коллекция бактерий являются частью проекта, и один из них может содержать решение. Тридцать восемь тысяч четыреста изолятов плесневых грибов играют ведущую роль в крупном исследовательском проекте «Умный агробиологический скрининг» (SABS). В проекте DTU сотрудничает с международной компанией FMC, которая производит средства защиты растений, такие как пестициды для сельского хозяйства.

Неуловимые «главные действующие лица» хранятся в пластиковых пробирках с красными завинчивающимися крышками при температуре ровно 9°C в подвале DTU и образуют международно признанную коллекцию грибов, которая была создана в 1988 году университетскими исследователями, хранившими первые изоляты.

Теперь, 35 лет спустя, их будут внимательно изучать вместе с небольшой коллекцией бактерий. Возможно, из этих микроорганизмов можно будет получить биофунгициды – природные вещества, способные бороться с грибковыми заболеваниями зерновых культур. Ожидания особенно высоки в отношении плесневых грибов.

«С биотехнологической точки зрения плесневой гриб — это действительно интересный организм, потому что каждый гриб имеет от 50 до 80 путей биосинтеза. Путь биосинтеза — это серия реакций внутри организма, которые позволяют производить биоактивное вещество. Для сравнения, нормальная бактерия может иметь шесть-семь путей биосинтеза, а дрожжевая клетка не имеет ни одного. Это делает грибы действительно богатыми, но при этом очень сложными для изучения. Таким образом, изучение грибов имеет большой потенциал, и, возможно, мы сможем найти вещества, которые можно будет использовать для борьбы с болезнями в сельском хозяйстве». — говорит Расмус Джон Норманд Франдсен, доцент DTU и координатор доли DTU в проекте.

Он уточняет: «Для подавляющего большинства веществ — возможно, до 95% из них — мы понятия не имеем, для чего они используются или почему микроорганизмы производят их. Но они созданы в природе по какой-то причине и, возможно, с определенной целью. мы можем получить от этого пользу».

Поиск альтернатив химическим пестицидам является актуальным, поскольку ЕС предлагает сократить вдвое их использование в государствах-членах к 2030 году и полностью запретить их в чувствительных областях.

Но пестициды, несмотря на свою плохую репутацию, гарантировали, что урожайность сельскохозяйственных культур не будет уничтожена болезнями растений и насекомыми. Согласно докладной записке Орхусского университета, отказ от пестицидов приведет к значительным производственным потерям, а полный отказ приведет к снижению урожайности зерновых в среднем на 23 процента, а также к большим потерям — до 50% — в сахарной свекле и производство картофеля.

В условиях растущего глобального спроса на продовольствие нам необходимо найти другие способы обеспечения хороших урожаев сельскохозяйственных культур, чтобы реализовать «зеленый» переход селекции растений, который не требует включения большего количества земель для выращивания сельскохозяйственных культур и, следовательно, выбросов большего количества CO2.

Так как же исследовать 38 400 изолятов плесневых грибов? На данный момент существует только один медленный метод; «Портативный», — говорит Нильс Бьерг Йенсен, руководитель проекта и представитель FMC. Но ключевой частью проекта SABS является «модернизация» всей коллекции грибов DTU, поэтому в будущем мы сможем отказаться от портативной части и вместо этого использовать роботов для проверки коллекции.

Модернизация предполагает, что два лаборанта в настоящее время достают изоляты из подвала и один за другим отвинчивают красную крышку, чтобы пипетировать споры гриба и переносить их на чашку с агаром, где они могут расти в лаборатории. Через 8–10 дней сотрудники лаборатории могут собрать свежие споры и перенести их в пластиковый лоток с 24 отверстиями (или лунками, как их на самом деле называют), где в каждой лунке находится свой собственный грибковый изолят.