Gdy kwiaty i liście zaczynają zmieniać kolor na czarny, jest zwykle zbyt późno, aby walczyć z chorobą, która zaatakowała roślinę. Zaraza ogniowa, bo o niej mowa, jest chorobą, która uderza głównie w rośliny z rodziny różowatych (najbardziej narażone są drzewa owocowe takie jak jabłonie i grusze). Powodowana jest przez Gram-ujemną bakterię Erwinia amylovora z rodziny enterobakterii. Usunięcie drzew, czyli zniszczenie całej uprawy, dotkniętych tą chorobą to często jedyna szansa jaka pozostaje. Naukowcy z Politechniki Wiedeńskiej opracowali metodę wczesnego wykrywania zagrożenia porażenia zarazą ogniową, w której wykorzystują pszczoły.
.png)
Rys.1. Rejony występowania zarazy ogniowej
Do niedawna stałe monitorowanie dużego sadu w celu wykrycia zarazy ogniowej było praktycznie niemożliwe. Wiązało się to zawsze z ręcznym zbieraniem kwiatów ze wszystkich drzew, a następnie zbadanie ich pod kątem występowania bakterii zarazy ogniowej metodami molekularnymi. Zdarzało się też, że obszary dotknięte zarazą były pomijane. Naukowcy wpadli na pomysł, aby zatrudnić pszczoły, które żyją w pobliżu sadów i zbierają nektar z kwiatów do wykrywania zarazy ogniowej.
"U wlotu do ula, przywiązujemy małe rurki wyłożone folią, o którą każda pszczoła musi się otrzeć wlatując do ula" - wyjaśnia Heidi Halbwirth (Technical University of Vienna’s Institute of Chemical Engineering, Environmental Technology and Technical Biosciences). "Jeśli pszczoły miały kontakt z bakteriami, to bakterie pozostają na folii" - dodaje
Po kilku godzinach, folie są usuwane i przepłukiwane roztworem. Roztwór następnie poddawany jest prostemu testowi, zwanemu Blue EaLAMP, który ujawnia, czy zagrożenie zarazą ogniową występuje.
"Ciecz z Blue EaLAMP reaguje bardzowyraźnie na obecność DNA bakterii zarazy ogniowej" - tłumaczy Christian Gosch.
.png) |
|
Rys.2. Zmiana barwy testu Blue EaLAMP
|
Szybkie i niezawodne wykrywanie E. amyloworaw próbkach sadowniczych możliwe jest gołym okiem ponieważ pod wpływem DNA bakterii obecnego w próbce i działania temperatury 63°C, fioletowy roztwór hydroxynaphthol blue zmienia barwę na niebieską. Test ten pozwala uniknąć stosowania skomplikowanych urządzeń i technik molekularnych, a zatem nadaje się do badań w terenie. Metoda ta jest dodatkowo bardzo wrażliwa. Obecność zaledwie 20 bakterii w próbce daje wynik pozytywny.
Nie obserwowano również reakcji krzyżowych (fałszowanie wyników testu), pomiędzy mogącym zanieczyścić próbki z pola DNA pochodzącym od ludzi, Staphylococcus aureus czy z miodu pszczelego, jabłek i gruszek. Jak również pomiędzy DNA pochodzącym od naturalnie występujących mikroorganizmów na tych owocach (Bacillus licheniformis, B. cereus, B. coagulans, B. subtilis SSP. subtilis, Pantoea agglomerans).
Wcześniej w sadach gdzie występowało duże ryzyko, porażenia zarazą ogniową stosowano jako środek prewencyjny oprysk z antybiotyków takich jak streptomycyna. BlueEaLAMP powinien dostarczyć wiarygodnych informacji, czy takie środki są konieczne. Czy dany obszar jest wolny od zarazy ogniowej. Zasięg lotu pszczół wynosi do 3 kilometrów. Jest to wystarczający obszar, aby umożliwić monitorowanie sadów i okolicznych terenów, które stanowią bezpośrednie zagrożenie.
Rzeczywisty czas inokulacji E. amylowora trudno określić głównie z powodu szybkiej dynamiki (czas podwojenia ok. 70 min) rozwoju tego drobnoustroju oraz braku szybkich, niezawodnych i łatwych metod wykrywania. Blue EaLAMP może zatem poprawić dotychczas stosowane modele szacowania ryzyka porażenia zarazą ogniową, które do tej pory opierały się głównie na pomiarach temperatury i progów wilgotności powietrza czy czasie rozkwitu drzewa. Z kolei lepsze modele rokowań zagrożeń, mogą doprowadzić do zmniejszenia i sprecyzowania zastosowań oprysków bakteriobójczych przeciwko bakteriom powodującym zarazę ogniową. Mniejsza ilość oprysków to w konsekwencji bardziej zrównoważona produkcji owoców.
Ten szybki test został opatentowany, przy czym należy zaznaczyć, że nie jest to pierwszy patent jaki opracowali naukowcy z Politechniki Wiedeńskiej. W ostatnich latach, wynaleźli ekologiczne środki zwalczania zarazy ogniowej, które mogą być stosowane zamiast antybiotyków.
Anita Kunikowska
Źródło:
- http://www.tuwien.ac.at/en/news/news_detail/article/8155/
- http://www.robaid.com/bionics/using-bees-as-early-warning-for-a-fruit-tree-disease.htm
- http://link.springer.com/article/10.1007/s10658-012-0059-5/fulltext.html
KOMENTARZE