פתוגנים צמחיים (פיטופתוגניים) של גידולי מזון הם מגבלה מרכזית על הייצור החקלאי ברחבי העולם. פיטופתוגנים אלו אחראים לאובדן יבול עצום במהלך קדם הקציר, האחסון והובלת היבולים. ההערכה היא שבעולם, 20-30% מהיבולים הולכים לאיבוד מדי שנה עקב מחלות צמחים.1 בין הפיטו-פתוגנים, ישנם יותר מ-200 מינים של פיטובקטריות.2 למרות שיושמו אסטרטגיות שונות לשליטה בפיטופתוגנים אלה, הם נותרו אתגר לייצור החקלאי.
אסטרטגיות הבקרה הנפוצות ביותר הן אנטיביוטיקה (למשל, סטרפטומיצין) ותרכובות על בסיס נחושת. עם זאת, השימוש הנרחב באנטיביוטיקה בחקלאות הוביל לאבולוציה של עמידות לאנטיביוטיקה בקרב מספר פיטופתוגנים. עמידות לסטרפטומיצין נצפתה ב ארוויניה, Pseudomonas ו קסנתומונאס spp. הגנים העמידות לאנטיביוטיקה (למשל, strAB) בפיטופתוגנים אלה יכולים לעבור העברת גנים אופקית וכתוצאה מכך להתפשטות העמידות לאנטיביוטיקה. השימוש המתמשך בנחושת מביא להצטברותה בסביבה, אשר נקשרה לבעיות בריאות אנושיות, להשפעות רעילות על החי והצומח ולפיתוח של פיטופתוגנים עמידים לנחושת. דאגות לבריאות האדם ובעלי החיים שהיו קשורות רעילות נחושת לכלול הפרעות במערכת העיכול, הכבד, הרבייה ונוירודגנרטיביות כגון מחלת אלצהיימר. שחמת ילדות הודית היא הפרעה שנקשרה לצריכה של כמויות גדולות של נחושת אצל אנשים רגישים גנטית. דווח כי רעילות הנגרמת מנחושת גורמת גם לפגיעה ביכולת הטיפוס ותמותה מוגברת ב תסיסנית מלנוגאסטr. תסמינים של עודף נחושת בצמחים כוללים פגיעה בצמיחה של שורשים ויורים, כלורוזיס, פיגמנטים פוטוסינתטיים פגומים ולעיתים מוות.
זיהום הקרקע בנחושת פגע בפיגמנטים הפוטוסינתטיים והפריע לצמיחה וחילופי גזים של שלושה ירקות (בראסיקה אלבוגלברה, Brassica chinensis ו כתר חרמון). ננו-חלקיקי תחמוצת נחושת נמצאו גם מפריעים לקצב הנביטה, ולצמיחת שורשים וזרעים של שעורה אביבית (Hordeum sativum distichum). עמידות לקוטלי חיידקים מבוססי נחושת היא גם אתגר בשליטה על פיטופתוגנים. עמידות לנחושת נצפתה במספר פיטופתוגנים כולל Pseudomonas ו קסנתומונאס spp.
מחקר אחד דיווח כי 80% מ-35 Pseudomonas syringae pv phaseolicola זנים מבודדים משדות שעועית נחושת הפגינו עמידות בפני נחושת. זהו דאגה עצומה בהתחשב בכך שיישום נחושת הוא השיטה העיקרית הנוכחית לשליטה על פיטופתוגנים אלה. מספר מדינות אסרו או הגבילו את השימוש בתרכובות להגנת צמחים על בסיס נחושת. כתוצאה מכך, נשקלו ונחקרו אסטרטגיות בקרה חדשות. אלה כוללים שימוש בבקטריופאג'ים כסוכני בקרה ביולוגית פוטנציאליים.
בקטריופאג'ים (פאגים) הם וירוסים בעלי יכולת התפשטות בתוך תאי חיידקים. העניין בפאג'ים כסוכני בקרה ביולוגית מיוחס לטבעם הלא רעיל לתאים אוקריוטיים, שכפול עצמי, סגוליות המארח, היכולת להתגבר על עמידות וקלות הייצור. קוקטיילי פאג' במיוחד מהווים אופציה מעשית להרחבת טווח מארח הפאג'ים, תוך הגבלת הופעת עמידות חיידקית תוך שמירה על הפעילות הליטית של הפאג'ים. לכן חשוב שהעיצוב המשמש לניסוח קוקטייל פאג' יביא לקוקטייל היעיל ביותר נגד הפתוגן. זה גם קריטי שגורמים מסוימים נלקחים בחשבון במהלך הניסוח והיישום של קוקטייל פאג'ים: יציבותם, זמן הייצור והעלות של קוקטיילים מורכבים, ההשפעה הפוטנציאלית על חיידקים לא ממוקדים, עיתוי יישום הפאג' וההתמדה בצמח. סביבה. נדרש ניטור רציף כדי להבטיח שהיעילות של קוקטייל נשמרת בשל האופי הדינמי של הפאג'ים. למרות שקוקטיילי פאג' נחשבים לאסטרטגיית בקרה ביולוגית סבירה של פיטובקטריה, יש צורך במחקר נוסף כדי להבין את האינטראקציה המורכבת בין הפאג'ים לחיידקים בסביבת הצמח, ולהתגבר על המכשולים הטכניים.
הפניה: Kering, KK, Kibii, BJ and Wei, H. (2019), Biocontrol of phytobacteria with cocktails bacteriophage. טַרדָן. ניהול Sci., 75: 1775-1781. https://doi.org/10.1002/ps.5324
