von Kateel G. Shetty, Jessica Dominguez und Krishnaswamy Jayachandran, Das Gespräch
Zitrusbäume, die eine natürliche Toleranz gegenüber der Citrus-Greening-Krankheit aufweisen, beherbergen Bakterien, die neuartige antimikrobielle Wirkstoffe produzieren, die zur Bekämpfung der Krankheit eingesetzt werden können. Das zeigt unsere aktuelle Studie. Wir fanden die Bäume auf einem Biobauernhof in Clermont, Florida.
Citrus Greening-Krankheit –besser bekannt als Huanglongbing oder HLBwird durch das Bakterium Candidatus Liberibacter asiaticus verursacht. Es wird verbreitet durch ein Insekt namens Asiatischer Zitrusflohsamen. Es ist keine Heilung für die Krankheit bekannt.
Wir sind Forscher aus Florida die studieren nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken, eine Disziplin, die auch als Agrarökologie bekannt ist. Unser Team hat diese antimikrobiellen Verbindungen im Labor isoliert und arbeitet nun daran, sie zu testen, mit dem Ziel, eine wirksame Behandlung für HLB zu entwickeln.
Warum es wichtig ist
HLB hat Floridas legendärer Zitrusindustrie einen schweren Schlag versetzt.
Seit Citrus-Greening-Krankheit wurde erstmals 2005 im Bundesstaat Florida entdeckt Die Zitrusproduktion ist um mehr als 92 % zurückgegangen. Die Krankheit ist nur ein Faktor. Andere sind Hurrikane und Frost.
Infizierte Bäume produzieren weniger Früchte. Die Früchte, die wachsen, sind teilweise grün, kleiner, unregelmäßig geformt und schmecken bitter. Es kann vor der Reife von den Bäumen fallen. Die Blätter können fleckige Flecken aufweisen.
Nach Angaben des US-Landwirtschaftsministeriums war die Vegetationsperiode 2022–2023 die am wenigsten produktive seit 1936. Kleinere Ernten führen zu höheren Preisen für Orangen, Mandarinen, Grapefruits, Zitronen und Limetten.
Das Management von HLB ist entmutigend. Züchter derzeit auf Pestizide angewiesen zur Kontrolle der Flohsamen und Antibiotika wie Oxytetracyclin in einem Versuch, HLB zu kontrollieren. Diese Behandlungen sind teuer und kann gesundheitsgefährdend sein Und Umweltrisiken. Der Bedarf an der Entwicklung wirksamer Behandlungen zur Kontrolle von HLB ist offensichtlich.
Wie wir unsere Arbeit gemacht haben
Wie Menschen, Pflanzen beherbergen vielfältige Gemeinschaften von Mikroorganismen sowohl innen als auch außen und repräsentieren das pflanzliche Mikrobiom.
Endophyten – nützliche Mikroorganismen Leben in Pflanzen—eine wichtige Rolle spielen bei der Nährstoffaufnahme, der Krankheits- und Schädlingsresistenz und der Anpassung an Umweltstress.
Auf der Suche nach Behandlungsmöglichkeiten gegen HLB haben wir uns Endophyten überlebender Zitrusbäume angesehen – mit anderen Worten: Bäume, die HLB-positiv sind, aber nur leichte Symptome zeigten und weiterhin Früchte tragen. Durch die Untersuchung von 342 Endophyten überlebender Bäume entdeckten wir fünf bakterielle Endophyten, die in der Lage sind, neuartige antimikrobielle Mittel zu produzieren.
Die HLB-Bakterien können nicht angezüchtet werden Laborkulturmedien wie Agar oder Brühe. Deshalb verwendeten wir lebende Bakterienzellen, die in den Bodengewebeproben infizierter Flohsamen vorkommen, um die antimikrobiellen Verbindungen im Labor zu testen. Diese Studien ergaben, dass es sich um antimikrobielle Verbindungen handelte hochwirksam bei der Abtötung lebender Zellen des Citrus-Greening-Erregers in dieser kontrollierten Umgebung. Die antimikrobiellen Mittel können mit Wasser gemischt werden und erwiesen sich bereits in geringen Konzentrationen als wirksam.
Was ist noch nicht bekannt
Vorläufige Ergebnisse unserer laufenden Arbeit deuten darauf hin, dass im Bakterienkulturextrakt mehrere antimikrobielle Verbindungen vorhanden sind. Dies ist ein positives Zeichen, da sich herausstellt, dass die antimikrobiellen Verbindungen pathogene Bakterien auf verschiedene Weise angreifen. Wenn dies der Fall ist, wird es dazu beitragen, die Entwicklung von Resistenzen zu minimieren, genauso wie verschiedene Antibiotika für menschliche Ärzte nützlich sind.
Einer unserer nächsten Schritte wird darin bestehen, ausgewählte Verbindungen gegen HLB zu bewerten, indem wir infizierte Zitruswurzeln unter Laborbedingungen und infizierte Zitruspflanzen unter Gewächshausbedingungen verwenden, um zu testen, ob die Pflanzen diese antimikrobiellen Verbindungen über ihre Blätter oder Wurzeln aufnehmen. Diese Arbeit wird in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Texas A&M University und der University of Florida durchgeführt.
Was kommt als nächstes?
Die weitere Forschung wird sich auf Methoden zur Steigerung der Produktion gereinigter antimikrobieller Verbindungen konzentrieren, damit diese vor Ort evaluiert werden können. Um die Technologie schneller zu den Landwirten zu bringen, suchen wir möglicherweise nach Partnerschaften mit interessierten kommerziellen Biopestizidunternehmen, die uns bei der Produktentwicklung unterstützen.
Unsere Arbeit hat aufgrund der neu auftretenden, durch Blattläuse übertragenen Krankheiten, die infizieren, eine neue Dringlichkeit erlangt Kartoffel-, Tomaten- und Karottenkulturen in den USA, die durch eng verwandte bakterielle Krankheitserreger verursacht werden.
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