Потенциал биологического контроля Sphingomonas sp. против патогенных грибов растений и корневых узловых нематод
Основной проблемой современного сельскохозяйственного производства является злоупотребление пестицидами и удобрениями, что приводит к таким серьезным последствиям, как деградация земель, обострение болезней и вредителей сельскохозяйственных культур, ухудшение экологической обстановки и снижение качества сельскохозяйственной продукции. Химические пестициды неизбежно остаются в продуктах питания, потребляемых людьми, представляя угрозу для их здоровья. Поэтому мир постоянно сокращает использование химических пестицидов в сельскохозяйственной продукции, а общественность и научное сообщество надеются найти более безопасные и экологичные альтернативы для профилактики и борьбы с болезнями растений в сельском хозяйстве. В последние годы стратегии биологического контроля получили широкое распространение в борьбе с болезнями растений. Биологический контроль - это эффективный альтернативный метод борьбы с болезнями растений, который не только решает проблему "3R", вызванную пестицидами, но и удовлетворяет потребности людей в безопасности продуктов питания.

Микробный контроль - это вид биологического контроля, который подразумевает использование микроорганизмов или их метаболитов для воздействия или подавления вредных организмов. В основном он подавляет рост патогенов за счет антагонизма, конкуренции, лизиса, паразитизма и других взаимодействий между организмами, тем самым предотвращая и контролируя болезни растений. Этот метод считается самым безопасным, перспективным и экологически чистым. В настоящее время существует множество видов микроорганизмов, которые могут быть использованы для профилактики и борьбы с болезнями растений, среди которых Chaetomium spp., Trichoderma spp., Gliocladium spp., Aspergillus spp., Bacillus spp. и Pseudomonas spp. являются основными микроорганизмами-антагонистами против патогенов растений. В мире зарегистрировано более 300 видов грибов с волосистой оболочкой, относящихся к строгому сапрофитному типу грибов. Они признаны важным семейством для производства углеводно-активных ферментов и антибиотиков. Они способны эффективно разлагать целлюлозу и органические вещества, а также оказывать антагонистическое воздействие на другие микроорганизмы в почве. Sphingomonas - одна из самых ранних изученных биоконтрольных бактерий в области микоризных грибов, а ее использование в качестве биоконтрольного агента для борьбы с болезнями растений можно отнести к 1954 году. В то время Твейт и Мур обнаружили, что семена некоторых культур в Бразилии, таких как овес и ячмень, при заражении Fusarium graminearum оказывают антагонистическое действие на Helminthosporium victoriae и могут защитить проростки ячменя и овса от заражения Fusarium spp. Впоследствии, с постоянным углублением исследований, мы обнаружили, что Sphingomonas может эффективно повышать стрессоустойчивость растений и оказывать очень хорошее контрольное действие на различные болезни растений. Ее вторичные метаболиты разнообразны и структурно новы, обладают такими биологическими свойствами, как противогрибковое, нематодоубийственное и противовирусное. Он имеет значительные перспективы для биологического контроля патогенных грибов растений и корневых узлов нематод.

 

Болезни растений, вызываемые патогенными грибами и корневыми узлами нематод, представляют серьезную угрозу для растениеводства. Применение биоконтрольных бактерий и их вторичных метаболитов является важной стратегией для предотвращения и борьбы с болезнями растений в сельском хозяйстве. Sphingomonas - наиболее изученная биоконтрольная бактерия из рода Sphingomonas, которая может эффективно подавлять различные распространенные патогенные грибы растений, такие как Fusarium, Fusarium, Sclerotinia, Alternaria и Colletotrichum. Сфинголипиды, азоны и флавопины являются основными активными веществами сфинголипидов против патогенных грибов. Среди них хаетоглобозин А и фавипин оказывают сильное уничтожающее действие на доминирующие в Китае нематоды корневого узла, южную нематоду корневого узла и яванскую нематоду корневого узла. Sphingomonas может контролировать болезни растений с помощью семи механизмов: продуцирования вторичных метаболитов с противогрибковой активностью, производства ферментов, разрушающих клеточную стенку, индуцирования системной резистентности растений, стимулирования роста и развития растений, тяжелого паразитизма, конкуренции и синергетического антагонизма.

Sphingomonas обладает большим потенциалом для биологического контроля, но все еще существуют некоторые проблемы в его применении для биоконтроля. Во-первых, Sphingomonas и ее метаболиты сильно зависят от условий окружающей среды. Исследования Sphingomonas и ее метаболитов в основном проводятся в контролируемых лабораторных условиях. Однако при применении в полевых условиях антагонистический эффект может быть значительно снижен из-за таких факторов, как переменная температура, влажность, pH, а остаточные пестициды в полевых условиях также могут оказывать негативное влияние на Sphingomonas. Во-вторых, существуют значительные различия в биоконтрольном действии различных штаммов Sphingomonas. Некоторые штаммы Sphingomonas обладают чрезвычайно сильной избирательностью и часто оказывают хорошее контрольное действие только на одну или несколько патогенных бактерий. В полевых условиях существует множество патогенов растений, и если антибактериальный спектр биоконтрольных бактерий слишком узок, трудно добиться желаемого эффекта. Наконец, система крупномасштабной ферментации и очистки продуктов Sphingomonas еще не отработана. Поэтому необходимо продолжить выделение и скрининг Sphingomonas, оценить реальные биоконтрольные эффекты Sphingomonas и ее вторичных метаболитов в полевых условиях, а также создать быструю и эффективную систему ферментации и очистки продуктов для лучшего и более комплексного развития и использования Sphingomonas. Я считаю, что с углублением исследований и постепенным повышением экологической и природоохранной сознательности людей, разработка более эффективных, безопасных и экологически чистых биопестицидов всегда будет тенденцией в борьбе с болезнями растений в будущем. Перспективы использования Sphingomonas в качестве агента биоконтроля также многообещающи.