Rostlinné patogeny (fytopatogeny) potravinářských plodin představují hlavní omezení zemědělské produkce na celém světě. Tyto fytopatogeny jsou zodpovědné za obrovské ztráty na výnosech během předsklizně, skladování a přepravy plodin. Odhaduje se, že celosvětově se ročně ztratí 20–30 % úrody kvůli chorobám rostlin.1 Mezi fytopatogeny existuje více než 200 druhů fytobakterií.2 Přestože byly pro kontrolu těchto fytopatogenů použity různé strategie, zůstávají výzvou pro zemědělskou výrobu.
Nejčastěji používanými kontrolními strategiemi jsou antibiotika (např. streptomycin) a sloučeniny na bázi mědi. Široké používání antibiotik v zemědělství však vedlo k vývoji rezistence vůči antibiotikům mezi několika fytopatogeny. Rezistence na streptomycin byla pozorována u erwinia, Pseudomonas si Xanthomonas spp. Geny rezistence na antibiotika (např. strAB) v těchto fytopatogenech mohou podléhat horizontálnímu přenosu genů, což vede k šíření rezistence na antibiotika. Kontinuální používání mědi má za následek její hromadění v životním prostředí, což je spojováno s problémy lidského zdraví, toxickými účinky na flóru a faunu a vývojem fytopatogenů odolných vůči mědi. Obavy o zdraví lidí a zvířat, které byly spojeny s toxicita mědi obsahovat gastrointestinální, jaterní, reprodukční a neurodegenerativní poruchy, jako je Alzheimerova choroba. Indická dětská cirhóza je porucha, která je spojena s příjmem velkého množství mědi u geneticky náchylných jedinců. Bylo také popsáno, že toxicita způsobená mědí má za následek zhoršenou schopnost lezení a zvýšenou úmrtnost Drosophila melanogaster. Mezi příznaky přebytku mědi v rostlinách patří narušený růst kořenů a výhonků, chloróza, poškozené fotosyntetické pigmenty a někdy smrt.
Kontaminace půdy mědí poškodila fotosyntetické pigmenty a narušila růst a výměnu plynů u tří druhů zeleniny (Brassica alboglabra, Brassica chinensis si chryzantéma coronarium). Bylo také zjištěno, že nanočástice oxidu měďnatého narušují rychlost klíčení a růst kořenů a výhonků jarního ječmene (Ječmen sativum distichum). Odolnost vůči baktericidům na bázi mědi je také výzvou při kontrole fytopatogenů. Rezistence na měď byla pozorována u několika fytopatogenů včetně Pseudomonas si Xanthomonas spp.
Jedna studie uvádí, že 80 % z 35 Pseudomonas injekční stříkačky p.v. phaseolicola kmeny izolované z polí lupínků vykazovaly odolnost vůči mědi. To je obrovský problém vzhledem k tomu, že aplikace mědi je současnou primární metodou kontroly těchto fytopatogenů. Několik zemí zakázalo nebo omezilo používání sloučenin na ochranu rostlin na bázi mědi. V důsledku toho byly zváženy a studovány nové kontrolní strategie. Patří mezi ně použití bakteriofágů jako potenciálních činidel biologické kontroly.
Bakteriofágy (fágy) jsou viry se schopností množit se v bakteriálních buňkách. Zájem o fágy jako biokontrolní látky je připisován jejich netoxické povaze pro eukaryotické buňky, vlastní replikaci, hostitelské specifitě, schopnosti překonat rezistenci a snadnosti produkce. Zejména fágové koktejly představují životaschopnou možnost pro rozšíření rozsahu fágových hostitelů, což omezuje vznik bakteriální rezistence při zachování lytické aktivity fágů. Je proto důležité, aby návrh použitý k formulaci fágového koktejlu vedl k nejúčinnějšímu koktejlu proti patogenu. Je také důležité, aby byly během formulace a aplikace fágového koktejlu zváženy určité faktory: jejich stabilita, doba výroby a náklady na komplexní koktejly, potenciální dopad na necílené bakterie, načasování aplikace fágů a perzistence v rostlině. životní prostředí. Je vyžadováno nepřetržité monitorování, aby se zajistilo, že účinnost koktejlu je udržitelná kvůli dynamické povaze fágů. Ačkoli jsou fágové koktejly považovány za věrohodnou strategii biologické kontroly fytobakterií, je třeba provést další výzkum, abychom pochopili komplexní interakci mezi fágy a bakteriemi v rostlinném prostředí a překonali technické překážky.
Reference: Kering, KK, Kibii, BJ and Wei, H. (2019), Biocontrol of phytobacteria with bacteriophage cocktails. Škůdce. Manag. Sci., 75: 1775-1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324
