Dla laika słowo „ziemniak” przypuszczalnie wcale nie kojarzy się z nauką, nie mówiąc o biologii molekularnej. Tym czasem dla Pana roślina ta wyznaczyła w pewnym sensie kierunek kariery naukowej. W jaki sposób zainteresował się Pan patogenami roślin?

R.C.: Tak naprawdę nigdy nie planowałem mojej kariery naukowej – za to od samego początku chciałem być mikrobiologiem. Interesowały mnie bakterie i ich interakcja z organizmami wyższymi. Nigdy nie chciałem pracować nad bakteriami infekującymi ludzi i zwierzęta, więc jakoś naturalnie zacząłem pracować nad bakteriami patogennymi dla roślin. Skąd wziął się ziemniak? Chyba raczej przypadkiem: ziemniak to idealna roślina modelowa, a przy tym ważna ekonomicznie, co nie jest bez znaczenia, kiedy aplikuje się o zawsze ograniczone fundusze na badania. Bakterie pektynolityczne, które atakują ziemniaka są niesamowicie interesujące i chociaż badane od dłuższego czasu, ciągle pozostają zagadką.

Obecny projekt dotyczy oddziaływań patogenów z rośliną w trakcie przebiegu infekcji. Skąd potrzeba tego typu badań?

R.C.: Problemem bakterii pektynolitycznych badacze zajmują się od dawna i bardzo wiele jest już wiadomo o tym, co dzieje się w tkankach ziemniaka w trakcie infekcji bakteryjnej. Wiemy, że infekcje roślin bakteriami pektynolitycznymi powodują ogromne straty w rolnictwie światowym, dla przykładu tylko w Europie te straty mogą sięgać nawet 250 milionów euro rocznie i stale rosną. Bakterie te powodują także duże straty w Polsce w produkcji ziemniaka, ale także innych roślin uprawnych i ozdobnych. Bakterie pektynolityczne produkują szereg enzymów, które wydzielają do środowiska – enzymy te mają zdolność niszczenia tkanek roślinnych i powodują gnicie pędów, łodyg, korzeni i bulw ziemniaka.

Z drugiej strony ciągle niewiele jest wiadomo o tym, jak infekcja się rozpoczyna i jakie są jej pierwsze etapy. Taka sytuacja wynika z kilku faktów. Po pierwsze, z trochę małego zainteresowania badaczy akurat tym etapem infekcji, ale także trudnościami technicznymi badania wczesnych etapów infekcji tkanek roślinnych przez patogeny bakteryjne. Modeli, które charakteryzują takie interakcje jest mało, te które istnieją opisują raczej interakcję pozytywną dla roślin, tak jak w przypadku bakterii Rhizobium i roślin motylkowych.

Zakłada się, że kolonizacja roślin przez patogenne bakterie znajduje się pod precyzyjną kontrolą genetyczną, w której to specyficzne geny bakterii są włączane bądź wyłączane w zależności od etapu infekcji i kolonizacji, rodzaju tkanki roślinnej i gatunku gospodarza, a także pod wpływem różnych warunków środowiska. W swoich badaniach zaproponowałem unikatowy system badania ekspresji genów bakteryjnych indukowanych w czasie kolonizacji roślin połączony z możliwością bezpośredniego obserwowania przy pomocy mikroskopu, gdzie te bakterie się znajdują na różnych etapach infekcji – tego systemu nikt wcześniej nie zastosował do badania interakcji bakterii pektynolitycznych na ziemniaku i dlatego myślę, że ten projekt jest interesujący i przybliży ten problem naukowy szerszej publiczności. Wyniki mojego projektu posłużą do przygotowania modelu interakcji bakterii pektynolitycznych z tkankami roślinnymi. Taki model będzie mógł być później używany także do badania oddziaływania innych bakterii patogennych dla roślin z ich roślinnymi gospodarzami.

A jak identyfikacja specyficznych genów może przyczynić się do ochrony roślin w praktyce?

R.C.: Jak mówiłem wcześniej, nasza wiedza o tym w jaki sposób bakterie kolonizują rośliny i rozpoczynają infekcje jest niewielka – projekt ten bezpośrednio nie rozwiąże problemu zakażeń roślin bakteriami pektynolitycznymi, ale pozwoli lepiej zrozumieć jak przebiega infekcja, a co za tym idzie, pozwoli znaleźć także te momenty, w których możemy przeciwdziałać rozwojowi symptomów chorobowych na roślinach. Większa wiedza o przebiegu infekcji i jej lepsze zrozumienie daje więcej możliwości do opracowania skutecznych preparatów albo metod ochrony roślin przed tymi patogenami. Droga jest długa, ale gdzieś nasza podróż musi się rozpocząć…

Czy Pana zdaniem polskie rolnictwo to podatny grunt dla nowoczesnych środków ochrony roślin?

R.C.: Myślę, że zaczynamy w Polsce rozumieć coraz lepiej jak ważne jest rolnictwo i co należy zrobić, żeby było jeszcze bardziej efektywne. Polska to kraj rolniczy, który ma bardzo duże zasoby naturalne idealne dla rozwoju nowoczesnego rolnictwa. Mamy ogromne obszary bardzo dobrych gleb, idealne warunki temperaturowe do uprawy prawie wszystkich rodzajów roślin użytkowych i ozdobnych produkowanych w Europie, ale jednocześnie ciągle relatywnie małe plony w porównaniu z innymi krajami Unii Europejskiej.

Może podam jeden przykład. Średni plon ziemniaka w Polsce to  około 18 ton na hektar, w Holandii plon ten dochodzi do 45-60 ton na hektar, jest więc prawie 3,5 razy większy niż u nas – taki stan rzeczy nie wynika z obecności lepszych gleb w Holandii, tylko z lepszych technologii rolniczych i lepszego rozumienia ważności rolnictwa dla rozwoju społeczeństwa. Nie traktujmy w Polsce rolnictwa po macoszemu, wszyscy przecież lubimy świeże (i polskie) warzywa i owoce, także ziemniaki. A takie rośliny znajdą się na naszych talerzach tylko wtedy, gdy lepiej będziemy walczyć z chorobami roślin.

Serdecznie dziękuję za rozmowę.

Dr Robert Czajkowski

Absolwent Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii Uniwersytetu Gdańskiego i Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego w Gdańsku (2006). Stypendysta programu Marie Curie Early Stage Researcher w Max Planck Institute for Terrestrial Microbiology w Marburgu w Niemczech (2006-2007) i studiów doktoranckich w Netherlands Institute of Ecology, Królewskiej Holenderskiej Akademii Nauk w Wageningen, Holandia (2007-2011). Naukowiec na stażu podoktorskim w Plant Research International w Wageningen w Holandii (2011-2012). Od 2012 r. adiunkt w Katedrze Biotechnologii na Międzyuczelnianym Wydziale Biotechnologii UG i GUMed. Sekretarz  Polskiego Towarzystwa Biologii Eksperymentalnej Roślin.