Potentiale for biologisk bekæmpelse af Sphingomonas sp. mod plantepatogene svampe og rodknude-nematoder
Det største problem ved moderne landbrugsproduktion er misbrug af pesticider og gødning, som har ført til alvorlige konsekvenser som jordforringelse, forværring af afgrødesygdomme og skadedyr, forringelse af de økologiske forhold og forringelse af landbrugsprodukternes kvalitet. Kemiske pesticider forbliver uundgåeligt i de fødevarer, som mennesker indtager, og udgør en trussel mod menneskers sundhed. Derfor reducerer verden løbende brugen af kemiske pesticider i landbrugsprodukter, og offentligheden og det videnskabelige samfund håber stærkt på at finde sikrere og miljøvenlige alternativer til at forebygge og kontrollere plantesygdomme i landbruget. I de senere år har biologiske bekæmpelsesstrategier fået stor opmærksomhed i bekæmpelsen af plantesygdomme. Biologisk bekæmpelse er en effektiv alternativ metode til bekæmpelse af plantesygdomme, som ikke kun løser "3R"-problemet forårsaget af pesticider, men også opfylder folks behov for fødevaresikkerhed.

Mikrobiel kontrol er en type biologisk kontrol, der henviser til brugen af mikroorganismer eller deres metabolitter til at påvirke eller hæmme skadelige organismer. Det hæmmer hovedsageligt væksten af patogener gennem antagonisme, konkurrence, lysis, parasitisme og andre interaktioner mellem organismer, hvorved plantesygdomme forebygges og kontrolleres. Det anses for at være den sikreste, mest lovende og miljøvenlige nye metode. På nuværende tidspunkt er der mange typer mikroorganismer, der kan bruges til at forebygge og kontrollere plantesygdomme, hvoraf Chaetomium spp., Trichoderma spp., Gliocladium spp., Aspergillus spp., Bacillus spp. og Pseudomonas spp. er de vigtigste antagonistiske mikroorganismer mod plantepatogener. Der er rapporteret om over 300 arter af behårede skulpesvampe på verdensplan, som hører til den strengt saprofytiske type af svampe. De er anerkendt som en vigtig familie til produktion af kulhydrataktive enzymer og antibiotika. De kan effektivt nedbryde cellulose og organisk materiale og har antagonistiske virkninger på andre mikroorganismer i jorden. Sphingomonas er en af de tidligst undersøgte biokontrolbakterier inden for mykorrhizasvampe, og dens anvendelse som biokontrolmiddel til bekæmpelse af plantesygdomme kan spores tilbage til 1954. Dengang fandt Tveit og Moore ud af, at frøene fra visse afgrøder i Brasilien, såsom havre og byg, når de blev inficeret med Fusarium graminearum, ville have en antagonistisk effekt på Helminthosporium victoriae og kunne beskytte byg- og havreplanter mod infektion med Fusarium spp. Efterfølgende, med den kontinuerlige uddybning af forskningen, fandt vi ud af, at Sphingomonas effektivt kan forbedre planters stressresistens og have meget gode kontrolvirkninger på forskellige plantesygdomme. Dens sekundære metabolitter er forskellige og strukturelt nye med biologiske aktiviteter som svampedræbende, nematodedræbende og antivirale. Det har store perspektiver for biologisk bekæmpelse af plantepatogene svampe og rodknoldnematoder.

 

Plantesygdomme forårsaget af plantepatogene svampe og rodknoldnematoder er en alvorlig trussel mod afgrødeproduktionen. Anvendelsen af biokontrolbakterier og deres sekundære metabolitter er en vigtig strategi til at forebygge og kontrollere plantesygdomme i landbruget. Sphingomonas er den mest undersøgte biokontrolbakterie i slægten Sphingomonas, som effektivt kan hæmme forskellige almindelige plantepatogene svampe som Fusarium, Fusarium, Sclerotinia, Alternaria og Colletotrichum. Sfingolipider, azoner og flavopin er de vigtigste aktive stoffer i sfingolipider mod plantepatogene svampe. Blandt dem har chaetoglobosin A og favipin en stærk dræbende effekt på de dominerende rodknoldnematoder i Kina, sydlige rodknoldnematoder og javanesiske rodknoldnematoder. Sphingomonas kan kontrollere plantesygdomme gennem syv mekanismer: producere sekundære metabolitter med svampedræbende aktivitet, producere cellevægsnedbrydende enzymer, inducere systemisk resistens i planter, fremme plantevækst og -udvikling, tung parasitisme, konkurrence og synergistisk antagonisme.

Sphingomonas har et stort potentiale for biologisk bekæmpelse, men der er stadig nogle problemer med at anvende den til biologisk bekæmpelse. For det første er Sphingomonas og dens metabolitter meget afhængige af miljøforholdene. Forskning i Sphingomonas og dens metabolitter foregår for det meste under kontrollerede laboratorieforhold. Men når de anvendes i marken, kan den antagonistiske effekt være stærkt reduceret på grund af faktorer som varierende temperatur, fugtighed og pH, og rester af pesticider i marken kan også have en negativ indvirkning på Sphingomonas. For det andet er der betydelige forskelle i de forskellige Sphingomonas-stammers biokontrol-effekt. Nogle stammer af Sphingomonas har ekstremt stærk selektivitet og har ofte kun gode bekæmpelseseffekter på en eller nogle få patogene bakterier. Der er flere plantepatogener i marken, og hvis det antibakterielle spektrum af biokontrolbakterier er for snævert, er det vanskeligt at opnå den ønskede effekt. Endelig er det store fermenterings- og produktrensningssystem for Sphingomonas endnu ikke sundt. Derfor er det nødvendigt at isolere og screene Sphingomonas yderligere, evaluere de faktiske biokontrolvirkninger af Sphingomonas og dens sekundære metabolitter i marken og konstruere et hurtigt og effektivt fermenterings- og produktrensningssystem for bedre og mere omfattende udvikling og udnyttelse af Sphingomonas. Jeg tror, at udviklingen af mere effektive, sikre og miljøvenlige biopesticider altid har været en tendens inden for bekæmpelse af plantesygdomme i fremtiden, i takt med at forskningen uddybes og folks økologiske og miljømæssige bevidsthed gradvist forbedres. Udsigten til at bruge Sphingomonas som et biokontrolmiddel er også lovende.